史迪威公路的涵洞修筑技術及其當代啟示

張 勃，尚 婷，唐伯明

(重慶交通大學，重慶 400074)

一、引言

史迪威公路以二戰時期盟軍中國戰區參謀長約瑟夫·史迪威將軍的名字命名，由雷多公路和滇緬公路的中國境內部分組成。它起于印度東北的雷多，經過緬甸北部的密支那，在芒友與滇緬公路相接，終點位于我國云南昆明，全長約1736公里。該路于1942年12月開始修筑，1945年1月建成通車。從戰略上講，史迪威公路打破了日本自1942年3月起對中國接近三年的陸路交通封鎖，成為戰時中國唯一的陸上交通線，解決了駝峰航線運量不足、運輸代價過高的問題，作為“抗戰輸血管”而享譽世界［1］。從工程上講，史迪威公路穿越了野人山、橫斷山脈、高黎貢山、怒江、瀾滄江等高山大河，沿途所經濃密雨林、泥濘沼澤、懸崖峭壁不計其數，修筑時間緊、任務重，沿線氣候環境惡劣、施工條件艱苦乃世界罕見。史迪威公路被美國工程兵稱為“最艱巨的工程”，同時還被譽為“二戰中最偉大的工程奇跡”，具有極高的工程價值。

涵洞主要是為渲泄地面水流而設置的橫穿路基的小型排水構造物。史迪威公路上的涵洞種類豐富、設計合理、質量可靠，對當代的工程建設仍有相當的借鑒作用。

二、史迪威公路對涵洞的特殊要求

(一)沿線自然條件惡劣

一是地形地質復雜。史迪威公路翻越了喜馬拉雅山脈南麓的野人山、橫斷山脈、高黎貢山等高山，穿越了胡康河谷、孟拱河谷以及怒江、瀾滄江等天塹，公路最高點天子廟頂海拔高達2600米，最低點雷多海拔僅100米［2］，高差接近2500米。沿線地質復雜，土質多風化石，硬度甚低，經水浸濕后山坡易坍塌，而路面即成泥漿，濕滑不易行車［3］。

二是降雨量大。史迪威公路沿途經過區域皆為熱帶季風氣候，每年的5—10月均為雨季，降雨量占全年降雨量的85%—90%。雨季一來，山洪暴發，泥石滑塌，道路都被沖毀。其中野人山區雨量極為豐富，年降雨量達3810毫米，最大日降雨量達356毫米［4］，遠遠超過當代對暴雨的定義(日降雨量大于50毫米即為暴雨)。如此大的降雨量對涵洞的水流通過能力和穩定性提出了極高的要求。

三是塌方頻發。塌方在史迪威公路上幾乎每天都會發生，是史迪威公路建設、運營、維護中一直存在的難題。僅在滇緬公路開通的前三年，被清除的塌方量分別達到了36.3、13.7、22.3 萬方［5］。塌方的原因主要有沿線降雨量大，地質脆弱，擋墻、涵洞等構造物的數量不夠等，因此作為公路重要排水構造物的涵洞對史迪威公路顯得尤為重要。

(二)軍事公路的定位

在史迪威公路修筑之前，中國與外界聯系的唯一通道是舉世聞名的駝峰航線，據不完全統計，駝峰航線每向中國運送一噸物資，就要消耗一噸燃油。駝峰航線開通三年多的時間里，總計有1500架以上的飛機墜毀，犧牲優秀飛行員近3000人［6］，可謂代價巨大。因此早日修通史迪威公路成為中美英等盟國戰時的重要戰略。在“先求通，后求好”的方針指引下，木涵、汽油桶涵等臨時式涵洞大量出現在史迪威公路上，以實現公路的通達。同時，為滿足運輸物資的重型載重貨車車隊甚至是坦克作戰通行的需求，史迪威公路上的涵洞在質量上有著極其嚴格的要求，以至少能載重10噸為標準。所以在其后對公路的修繕、維護過程中，在保證公路暢通的情況下，這些臨時式涵洞逐漸被永久性涵洞所替換。其中金屬波紋管涵因為運輸方便、安裝快捷、能承受重載等特點在史迪威公路上廣泛應用。

(三)涵洞數量需求巨大

史迪威公路中國部分的滇緬公路是在“先求通，后求好”的方針下，由中國人民用雙手在短短9個月的時間內搶修完成。由于時間緊、任務重，涵洞、橋梁等構造物在數量和質量上遠遠不能滿足物資運輸的需求。1938年滇緬公路建成時，涵洞僅3312道，總長2050米。1940年滇緬公路管理局局長譚伯英提交的公路改善計劃中，提出要增加涵洞5000道［3］，可見公路對涵洞需求量之大。印度、緬甸境內的史迪威公路對于涵洞的數量需求同樣巨大，當美軍后勤補給司令惠勒將軍奉史迪威將軍之命對印緬邊境的野人山進行實地勘察之后，發現每公里需設置13道涵洞才能排泄山坡溝溪的暴雨徑流［4］。緬甸境內胡康河谷的山區平均每英里要設置7道涵洞，平地平均每英里需要設置5 道涵洞［7］。

三、史迪威公路上涵洞的分類

(一)臨時式木涵洞

臨時式木涵洞通常用于需要緊急通車、財力不足、匯水區幾何參數無法準確計算，以及載重有待于日后增加等特殊情形，在筑路初期應用較多。無論是木箱涵還是木梁涵均造價低廉，最大的缺點是壽命短。史迪威公路是一邊作戰一邊修筑的，在全線貫通之前，它擔負著為前線部隊提供補給的任務，因此常常是部隊打到哪里，路就修到哪里，工期要求非常嚴格。筑路早期，金屬波紋管涵洞在供應上無法保證，不得不用當地的木材制成木箱涵洞代替，以求公路的通達。

木質涵洞的修筑體現了“先求通”的指導方針，帶有明顯的軍事公路的特質。然而當雨季來臨時，工程兵發現使用木箱涵非常失敗。從木箱涵的墻體中穿過的水流嚴重沖刷了原本就不牢固的路基。隨后，當波紋鐵管涵供應得到保障后，史迪威公路上的木質涵洞很快被波紋鐵管涵所取代［8］。

(二)油桶涵洞

史迪威公路上的臨時式涵洞除了木質涵洞外，還有一種涵洞是用汽油桶制成。戰時的中國不能生產原油，所有的燃油均通過駝峰航線空運而來。時逢戰爭，國內鋼鐵廠幾乎全部停產，因此，裝載燃油的油桶對于戰時中國成為了寶貴的戰略資源。空油桶被集中起來統一管理，用于架設浮橋、制作渡船以及修筑涵洞等。在滇緬公路管理局提出的滇緬公路改善計劃中，增加的5000道涵洞中就有一部分是油桶涵洞，汽油桶涵洞由53加侖的汽油桶構成，在油桶上加少量撐木即可制成［3］。或將油桶整體使用制成管涵，或對半切割制成半圓拱涵。在制作涵洞前，需填報《為呈報請飭空油桶以便裝置涵洞事呈》等文件方能獲取足量的油桶。

(三)石拱涵

民國時期，3米以下跨徑的石拱涵在我國有著廣泛的應用。其優點包括基礎堅實、能承受較大的土壓力、排水量較大、原料國產、施工便利、堅固耐用等。例如史迪威公路上保山市平場子的一道兩米石拱涵，其基礎為墊石;渠身的外壁為粗方石，內壁為墊石;拱面為細方石，拱背為墊石，涂以石灰、紅土、砂子之比為1∶1∶0.7的灰漿;翼墻外壁為粗方石，內壁為片石［9］。民國時期的洞口形式不如當今豐富，一般只有垂直翼壁、張口翼壁、平行翼壁三種。平行翼壁與涵洞的縱向成平行，在入口處減薄洞壁，以便水流進入;張口翼壁即當今的八字式洞口，翼部與涵洞成一定角度而展開，普通多為30°—45°;垂直翼壁即當今的端墻式洞口，端墻與洞口的縱向垂直。從經濟性上講，平行翼壁最為經濟，垂直翼壁次之，但兩者都容易使水流起漩渦，進而影響路基的穩定性。故保山市平場子段石拱涵采用了張口翼壁(八字式)，此種洞口形式能廣泛地收納、擴散水流，水利性能較好，施工簡單，工程量較少。

(四)波紋鐵拱涵

史迪威公路上有波紋鐵拱涵經過近70年的沖刷，如今仍在保持正常工作，甚至連涵洞內波紋鐵上所印文字都清晰可見。史迪威公路上的工程師不但對涵洞的溝底進行了鋪砌加固，還考慮到出水洞口處受水流沖刷引起的病害較多，因此對洞口進行了加固處理，在出水洞口拋填片石鋪砌加固的同時設置了漿砌片石階梯，以防止邊坡受到水流沖刷。雖然史迪威公路是在中華民族生死存亡的關鍵時刻緊急修建的，但其工程質量之高可見一斑。

例如前述雙孔波紋鐵拱涵位于云南省施甸縣境內，其洞口形式采用垂直翼壁(一字端墻式洞口)，半圓形的波紋鐵拱內徑為24英寸(約61厘米)。波紋鐵上的英文標明了制造商名稱及其相關技術信息，此種波紋鐵是由美國俄亥俄州克利夫蘭的共和國鋼鐵公司制造的Toncan型波紋鐵。該型波紋鐵是當時世界上制作波紋鐵拱涵和波紋管涵最好的材料之一，它是以鐵為基礎配以金屬銅和鉬精煉而成的合金，使得Toncan型波紋鐵不易生銹，并且具有很強的抗腐蝕性能［10］，以至70年后的今天仍能正常使用。

(五)波紋鐵管涵

20世紀40年代，我國的管涵洞按照材質的分類主要包括陶管、混凝土管、鑄鐵管、鋼鐵管、鋼筋混凝土管、波紋鐵管等6種。前五種涵洞在功能上均不符合史迪威公路通車時間緊迫、沿線地質復雜、排水量大等要求，所以波紋鐵管涵成為了最合適的選擇，大量使用在史迪威公路沿線。

史迪威公路上廣泛使用波紋鐵管涵洞，主要因為其有如下優點:一是質量輕便，運輸便利且不易受損，適合在史迪威公路沿線崇山峻嶺中運輸;二是波紋管是由鐵、銅、鉬、鋁等金屬精煉而成的合金，抗腐蝕能力強，不易生銹;三是通過水流量大;四是管身有波紋，能承受較大的壓力;五是道路新開基礎不穩固有下沉現象時，裝置波紋鐵管，因其剛度很大，不易破裂;六是安裝方便快捷，可采用拼裝施工，不易損壞。

史迪威公路所用的波紋管均從美國進口。波紋管為純鐵管，含鐵99%以上，含銅不少于0.2%，所有材料均鍍以均勻的凈鋁。相鄰波紋的中心距在2.5英寸至3英寸之間，中心距為2.5英寸時深度為1/2英寸，中心距為3英寸時深度為5/8英寸。每節波紋鐵管長一般為2英尺，一般采用疊接的方式接成所需要的涵洞長度［9］。安裝波紋管涵主要有3個步驟，即開挖溝槽、放入管涵、回填土體。溝槽的寬度比管的直徑大約30厘米，溝底需挖成半圓形，溝內大石塊必須挑出;涵洞置于堅實基礎之后，兩旁的空隙用好土填塞，查看水管有無沉陷和歪斜，若有則應立即矯正;波紋管下半部的兩旁填實之后，上半部的兩旁可以繼續回填，每回填一定高度，需立即夯實，隨填隨夯，直至達到路面標高為止。史迪威公路的勘察設計工作主要由美國人完成，相應技術規范基本采用美國標準。由于史迪威公路是一條軍事公路，通行的多是載重貨車車隊甚至是坦克，所以其設計承載能力遠超過同期一般公路，設計人員對波紋管涵的覆土厚度做了一定的修正，增加了波紋管涵上方覆土厚度，以增強其抗壓能力。

四、史迪威公路的涵洞對今日公路建設之啟示

自1945年初史迪威公路全線通車之后，車輛物資通過史迪威公路源源不斷地進入我國，史迪威公路被稱為打敗日本侵略者的“勝利之路”。史迪威公路沿線的涵洞設計合理、種類豐富、經久耐用，對我國當代公路建設仍有相當的借鑒意義

(一)功能導向，因地制宜

工程建設中以功能為導向、堅持因地制宜的原則，對史迪威公路按時建成通車顯得尤為重要。史迪威公路上木涵洞、油桶涵洞等臨時式涵洞體現了史迪威公路“先求通，后求好”的功能導向。公路沿線臨時式涵洞與永久式涵洞的配合使用，涵洞各類端墻類型的合理選擇，都體現了因地制宜、因時制宜的建設理念。這些理念對于當代搶險救災中的工程建設有著相當的借鑒意義。我國國土面積廣袤，地形地質復雜，人口眾多，各類災害頻發，常常造成巨大的人員、財產損失。搶險救災中為節約時間，快速與災區建立聯系，需要建設大量的臨時性橋梁、涵洞、便道。這些臨時性、半臨時性設施的建設體現了以功能為導向，因地制宜、因時制宜的理念。2008年的汶川地震使得數萬群眾流離失所，在危難關頭，一間間活動板房的建立為萬千災民提供了相對舒適的家園，廣受好評。仔細分析不難發現，活動板房質量輕、運輸便利、安裝方便快捷等優點，與當年史迪威公路大規模使用波紋管涵的原因如出一轍。

(二)實事求是，統籌全局

以現代“一條公路上的橋涵應盡可能采取統一的標準形式，以利于施工”［9］的原則來衡量，史迪威公路上各式各樣的木質涵洞、油桶涵洞看似有些另類，但將這些涵洞置于中華民族生死存亡的關鍵時刻與史迪威公路沿線的惡劣環境之中，不難發現這些“另類”的涵洞有著特殊的價值。木涵洞和油桶涵洞等臨時式涵洞的出現是“先求通”方針下的必然產物，體現了史迪威公路作為軍事公路的定位，以及戰時中國開通陸上交通線的迫切需求。木涵洞和油桶涵洞等臨時式涵洞的出現與鄧小平同志“不管黑貓白貓，捉到老鼠就是好貓”的“貓論”有著異曲同工之妙，都強調做事應注重以功能為指向。史迪威公路從實際出發，提出“先求通，后求好”的建設理念是統籌全局結合戰時中國實際的結果，體現出目的性和功能性的辯證統一。這與當代部分地區公路建設中忽視我國正處于社會主義初級階段的基本國情，一味追求高等級、高線形指標的現象形成了鮮明的對比，發人深省。

(三)洋為中用，善于創新

史迪威公路是由中國工程部隊和美國工程部隊共同修筑的國際公路，拉開了我國近代機械化筑路的帷幕，大量的先進技術由此引入我國。如文中提到的在史迪威公路中被大量使用的波紋管涵，是戰時質量最好的管涵，為保持史迪威公路的暢通立下了汗馬功勞，在發達國家有著廣泛的應用。然而，建國后由于諸多因素，波紋管涵技術在我國并未得到推廣，直到20世紀90年代末，我國才逐步開展公路鋼波紋管涵洞的應用、研究及生產［11］。波紋管涵洞在軟土、膨脹土、濕陷性黃土、多年凍土中表現出的良好性能，將使它在未來我國公路建設特別是西部地區公路建設中發揮巨大作用。在我國目前使用波紋管涵的過程中，出現了涵內積水、管節變形、接頭斷裂等技術問題［12］。而史迪威公路上的波紋管涵歷經70年的風雨仍完好如初，可見在工程技術領域，我國在學習國外相關先進技術的同時，還要做好消化吸收工作。要在消化學習的基礎上勇于創新，創造出適應我國國情的產品，方能真正做到洋為中用。

(四)注重細節，嚴控質量

近年來國內新建道路、橋梁的質量事故頻發，在社會上引起極大反響。與此形成鮮明對比的是，在抗日戰爭最困難的時期，人們最基本的生活條件都得不到保障的條件下修筑起來的史迪威公路，其沿線諸多橋梁、涵洞等構造物至今仍在正常使用。古人云:“千里之堤，潰于蟻穴。”從史迪威公路涵洞的設計過程中我們不難發現，涵洞的種類、洞口形式的選擇，溝底的加固處理，進出水口的設施布置，無一不體現了當年設計施工人員對于工程質量細節精益求精的態度。史迪威公路在設計、施工、維護過程中，廣大工程技術人員注重細節、嚴控質量的責任感在今日更顯得彌足珍貴。

五、結語

正如人們所說:“墓碑是史迪威公路上最好的里程樁。”據《云南公路史》記載，修筑滇緬公路的死亡人數不少于兩千人，傷殘者不下萬人［13］，一千余公里的史迪威公路上筑路的美軍工程兵犧牲人數超過1000人，3000名歸國的華僑司機中至少有超過1000人犧牲在史迪威公路上。筑路人員不懼犧牲、勇于奉獻的“鋪路石”精神被全世界人們所銘記。解放后，不懼犧牲、勇于奉獻的“鋪路石”精神在川藏公路、青藏鐵路等偉大工程中得到了傳承。伴隨著我國改革開放30多年來公路事業的快速發展，未來我國筑路的重點正轉向廣袤的西部地區。西部部分地區環境氣候的惡劣程度比起史迪威公路沿線有過之而無不及，所以新時代宣揚史迪威公路上不懼犧牲、勇于奉獻的“鋪路石”精神仍具有現實意義。

史迪威公路自1942年開始修筑至今已有70余年。當年參與筑路的人員如今多已作古;當年壓路使用的石碾子現在已成為文物，被陳列在中國和美國的博物館;中美官兵艱苦筑路的場景被雕刻在了云南公路館［14］;史迪威公路本身也漸漸被昆明至瑞麗的高速公路所取代。作為公路重要構造物的涵洞，經歷70年的風吹雨淋，已經接近甚至超過了其設計壽命。盡管史迪威公路上涵洞的工程作用正漸漸消失，但作為世界軍事史上最艱難工程的重要組成部分，作為中華民族抗戰血線的見證，它必將被更多的人所銘記。

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