隨道漫談

楊正波

如果說19世紀是橋梁的世紀，20世紀是高層建筑的世紀.那么21世紀就是地下空間的世紀.隧道是修筑在地下，兩端有出人口，供車輛、行人、水流或管線等通過的通道，它作為人類利用地下空間的一種形式，廣泛用于交通立體化、穿山越嶺、越江過海、管道運輸、縮短線路等.下面我們就一起來了解有關隧道的知識，

融隧道的發展

人類很早就知道利用自然洞穴作為住處，已具有隧道的雛形.隨著社會發展到能制造挖掘工具時，就出現了大量人工挖掘的隧道.迄今已知的最早用于交通的隧道是在古巴比倫城幼發拉底河下，連接古代巴比倫皇宮和神廟間的人行隧道.它是在旱季將河流改道后用明挖法建成的，全長約900m，其中180m是從河底穿過.為省去襯砌，多數古隧道都修建在堅硬的巖石中.施工時先將巖壁燒熱，隨即澆以冷水，使巖石先熱脹后突然冷縮而開裂，以利開鑿.17世紀，隨著運輸事業的發展，尤其是工程炸藥的應用，隧道工程技術發展迅速.修建了大量的通航隧道和道路隧道.19、20世紀，隧道已成為鐵路和公路修建的捷徑，各國都建造了許多著名的隧道.譬如世界上海拔最高的隧道——青藏鐵路風火山隧道（圖1），世界上最長的海底隧道——日本青函隧道（圖2），世界上最長的汽車專用隧道——瑞士圣哥達隧道（圖3）.

隧道的組成

隧道主要由主體建筑物和附屬設備兩部分組成.主體建筑物是為了保持儲存巖體的穩定和行車安全而修建的人工永久建筑物，通常由洞身、襯砌和洞門組成，附屬設備包括避車洞、消防設施、應急通訊、給水排水和安全等設施.長隧道還有專門的通風和照明設備.

襯砌是承受地層壓力，維持巖體穩定，阻止坑道周圍地層變形的永久性支撐物.它由拱圈、邊墻、托梁和仰拱組成，如圖4所示.拱圈位于坑道頂部，呈半圓形，是承受地層壓力的主要部分.邊墻位于坑道兩側，承受來自拱圈和坑道側面的土體壓力，可分為垂直形和曲線形兩種，托梁位于拱圈和邊墻之間，為防止拱圈底部挖空時發生松動開裂，用來支承拱圈，仰拱位于坑底，形狀與拱圈相似，但彎曲方向與拱圈相反，用來抵抗土體滑動和防止底部土體隆起，襯砌的平縱、橫斷面的形狀由隧道的幾何設計確定，襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計算決定，

洞門是隧道出入口的外露部分，用來保護洞口土體和邊坡穩定，排除仰坡流水.洞門的構造形式由巖體的穩定性、通風方式、照明狀況、地形地貌，以及環境條件等多方面的因素決定.常見的洞門形式有端墻式（圖5）、翼墻式（圖6）、削竹式（圖7）、臺階式（圖8）、柱式（圖9）、遮光棚式（圖10）等.

隧道按用途可分為交通隧道、水工隧道、市政隧道等.交通隧道又可分為鐵路隧道、公路隧道、人行隧道、運河隧道和供幾種運輸形式共享的混合隧道等：水工隧道如供水力發電及農田水利用的引水隧道、排灌隧道等；市政隧道是供設置城市地下管網及給水和排水隧道，此外，還有軍事或國防上需要的特殊隧道.如地道游擊戰中的地道.若按所處位置的不同.又可分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道三大類.為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應城市發展的需要而從城市地下穿越的稱為城市隧道，譬如各大城市的地鐵.

膠州灣海底隧道

膠州灣海底隧道，南接青島市黃島區的薛家島.北連青島主城區的團島，下穿膠州灣灣口海域.如圖11所示，它包括兩條主隧道和一條服務隧道.全長7800m，海底部分長3950m，是我國最長、世界第三長的海底隧道.2007年7月25日開工建設.2010年4月28日全線貫通，2011年6月30日通車，路線等級為城市快速路，雙向六車道，設計車速80km/h，橫跨膠州灣僅需要5min，從青島到黃島只需要15min，是實現“青黃全天候無縫連接”的重要紐帶，從此終結了“青黃不接”的歷史.

膠州灣海底隧道先后穿越18條地質斷裂帶，其中海域段4組14條，水下最大埋深42m，地質條件復雜多變，極易造成塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質災害.同時還要面對隧道下穿地表建筑物保護、隧道結構耐久性施工等技術難題.那么，為什么還要建海底隧道呢？這是因為修建海底隧道與修建海上橋梁相比，具有全天候通行的特點，具有不破壞航運、不影響景觀、不占地或少拆遷、交通不受大風大霧影響等優點，

隨著城市交通和高速公路、鐵路的建設，隧道工程和技術發展迅猛，祝愿我國早日實現“隧貫山河.道通天下”的夢想.endprint