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第九篇 科学技术

2003-12-16 11:16:26

上海开埠后,逐步以近代的科学技术,兴建各项市政基础设施。为满足交通运输日益增长、交通工具不断变革的需要,道路采用碎石或大石块作基层,并努力探索平整、坚实的路面。光绪十六年(1890年),首次应用蒸汽压路机代替石辊碾压,提高筑路技术。20世纪,又试用沥青路面施工技术,为机动车提供较高级的道路。同时,采用钢桁架、钢筋混凝土悬臂梁和系杆拱结构改建部分木桥和建造一些新桥,集中地反映了当时桥梁工程的技术水平。同治元年(1862年),上海开始逐步修建较系统的道路排水设施。用于城市排水工程的混凝土和钢筋混凝土管,先后于光绪十六年和光绪二十四年开始工厂化生产。水冲厕所的兴起和推广,不仅促使污水管道系统的建设,而且还进行活性污泥法污水处理工艺的试验研究,并应用于民国12年(1923年)建成的北区污水处理厂和民国16年建成的东区、西区两污水处理厂。至20世纪30年代中期,上海的市政工程设施已初具规模。

上海解放后,针对美国对中国的封锁,根据上海的具体情况与建设需要,建立市政工程建设方面的设计和科研机构,自力更生进行试验研究。为解决筑路石料货源不足及其施工时的缺陷,开始利用工业废料,先后研究开发石灰煤渣、石灰水淬渣和石灰粉煤灰等3类半刚性基层,并进行半刚性基层设计方法的研究,为打破进口石油沥青的禁运,研究采用煤沥青和国产石油沥青筑路。筑路机械也有进展,不仅有国产的沥青洒布车、压路机、翻斗车,而且在70年代还研制小型沥青混凝土摊铺机和装载机,提高施工质量和工效。桥梁工程在50年代主要借鉴苏联技术经验,实现钢筋混凝土梁式桥的预制构件装配化、定型化和工厂化。1957年,开始将预应力混凝土技术应用于桥梁工程,建成上海第一座预应力简支梁桥,并不断发展和提高预制和安装技术;至70年代中、后期,又进一步在软土地基上采用超静定预应力混凝土连续体系。60~70年代,上海公路上推广建造双曲拱桥和桁架拱桥,从中分析出使用后造成桥台位移过大、导致桥梁逐渐开裂的原因,总结了在软土地基上建造拱桥的技术要求和经济上的可行性。70年代初期,进行斜拉桥技术的研究,1975年,建成小型的新五斜拉试验桥。地下工程科学技术在解放后有较大的进展,50年代初,根据上海软土地层和地下水位高的情况,开发应用井点降水法,改进放坡开挖基础、板桩支护基础和沉井工程的技术水平。1958年起,上海筹建地下铁道和越江隧道,对盾构法和沉管法隧道、地下连续墙深基坑和大型沉井等工程的设计和施工技术进行试验研究,基本掌握适应上海土壤特点的网格式盾构的设计和施工方法,以及单层钢筋混凝土管片衬砌的抗裂防水技术;1970年,建成上海第一条越江隧道——打浦路隧道。排水工程根据建设需要日趋大型,促进设计、施工、制管以及污水处理等技术的发展;管道接头的结构形式按上海饱和含水软土地层的特性一再予以改进,转变采用刚性接缝的传统观念,确定柔性接缝的原则;先后采用离心制管和悬辊制管工艺,生产中、小型管材;管道的铺设除提高开槽埋管的机械化程度外,1955年,市区内的排水管道施工首次应用顶管施工技术;此后,从改进机械切土、防止开挖面坍塌、控制顶进方向和延长一次顶进距离等,研制多种顶管工具管。污水处理,于1954年分别采用活性污泥二级处理工艺和生物滤池二级处理工艺,自行设计并建成曹杨污水处理厂和彭浦污水处理厂。60年~70年代初,相继在曝气技术和沉淀技术上加以改进,提高污水处理能力和出水水质;还对污水向大水体排放稀释、扩散进行试验研究,提出合流污水向大水体排放的工程可行性方案。

1978年,全国科学技术大会后,上海的市政工程建设迅速发展,带动了设计、施工、科研事业的繁荣。70年代后期,陆续引进能自动调平的沥青混凝土摊铺机、带有压实仪的振动压路机、路面铣刨机和道路养护工程车等,使筑路和维修养护技术提高一步。80年代,大规模修筑水泥混凝土路面,推动路用商品混凝土和水泥路面修补等新技术的开发和应用。1985年,高速公路开始建设,使道路工程科学技术得以全面发展,国产沥青铺筑高等级路面的应用、软土地基处理的研究、粉煤灰修筑路堤的开发、沥青防滑面层和交通监控设施的研制,保证了高速公路的建成。南浦大桥工程促使斜拉桥的高次超静定结构计算理论逐步完善,提高斜拉索和钢结构的生产技术及高耸混凝土结构的施工工艺,开发了主塔基础和悬臂拼装施工控制技术。1991和1993年,相继建成南浦大桥和杨浦大桥,使桥梁工程科学技术跨入国际先进行列。70~80年代末,地铁试验段和延安东路隧道建设,使上海的地下工程施工技术在确保工程安全、保护城市环境、提高工程质量和效率等方面取得显著进步;90年代以来,围绕地铁一号线建设,对盾构法隧道、地下连续墙深基坑和大型沉井在施工中引起土层移动的预测及其治理进行研究,并在地铁一号线的全部车站和区间隧道建设中应用研究成果,提高工程质量,保护工地周围的地下管线和地面建筑,使上海的地下工程科学技术在软土地层中的设计和施工方面达到90年代初的国际先进水平。80年代,对上海的污水治理规划作大量研究论证后,制订出“分散处理和集中治理相结合”并以“集中治理为主”的原则,确立利用长江口大水体稀释、自净的合流污水治理工程项目。80年代中至90年代初,引进制管和顶管设备,使大型排水管生产实现机械化,顶管技术在长距离顶进和控制地面沉降方面取得了突破。在合流污水治理一期工程的一段顶管施工中,开创长距离曲线顶进技术。在80年代中、后期,对污水处理的生物脱氮法(A/0法)、两个独立活性污泥法处理工艺相结合的A/B法和序批式活性污泥法(SBR法)等新工艺逐一进行试验研究,分别应用于新建的郊区污水处理厂工程中。

1978年以来,市政工程系统的科学技术,在原有基础上,逐步形成一支专业齐全的应用技术科研队伍和网络体系,结合工程建设中的技术关键进行试验研究,并积极开展对外技术交流和合作,引进、消化、吸收国外先进技术,在市政工程建设中转化成巨大的生产力。

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