隨道漫談

楊正波

如果說19世紀(jì)是橋梁的世紀(jì)，20世紀(jì)是高層建筑的世紀(jì).那么21世紀(jì)就是地下空間的世紀(jì).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(yùn)輸、縮短線路等.下面我們就一起來了解有關(guān)隧道的知識(shí)，

融隧道的發(fā)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(huì)發(fā)展到能制造挖掘工具時(shí)，就出現(xiàn)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(fā)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(shù)古隧道都修建在堅(jiān)硬的巖石中.施工時(shí)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(jì)，隨著運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，尤其是工程炸藥的應(yīng)用，隧道工程技術(shù)發(fā)展迅速.修建了大量的通航隧道和道路隧道.19、20世紀(jì)，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(fēng)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(dá)隧道（圖3）.

隧道的組成

隧道主要由主體建筑物和附屬設(shè)備兩部分組成.主體建筑物是為了保持儲(chǔ)存巖體的穩(wěn)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(shè)備包括避車洞、消防設(shè)施、應(yīng)急通訊、給水排水和安全等設(shè)施.長隧道還有專門的通風(fēng)和照明設(shè)備.

襯砌是承受地層壓力，維持巖體穩(wěn)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(cè)，承受來自拱圈和坑道側(cè)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(shí)發(fā)生松動(dòng)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(dòng)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(shè)計(jì)確定，襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計(jì)算決定，

洞門是隧道出入口的外露部分，用來保護(hù)洞口土體和邊坡穩(wěn)定，排除仰坡流水.洞門的構(gòu)造形式由巖體的穩(wěn)定性、通風(fēng)方式、照明狀況、地形地貌，以及環(huán)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(tái)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(yùn)河隧道和供幾種運(yùn)輸形式共享的混合隧道等：水工隧道如供水力發(fā)電及農(nóng)田水利用的引水隧道、排灌隧道等；市政隧道是供設(shè)置城市地下管網(wǎng)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(zhàn)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(yīng)城市發(fā)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(qū)的薛家島.北連青島主城區(qū)的團(tuán)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(wù)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(shè).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(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)“青黃全天候無縫連接”的重要紐帶，從此終結(jié)了“青黃不接”的歷史.

膠州灣海底隧道先后穿越18條地質(zhì)斷裂帶，其中海域段4組14條，水下最大埋深42m，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，極易造成塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害.同時(shí)還要面對隧道下穿地表建筑物保護(hù)、隧道結(jié)構(gòu)耐久性施工等技術(shù)難題.那么，為什么還要建海底隧道呢？這是因?yàn)樾藿ê５姿淼琅c修建海上橋梁相比，具有全天候通行的特點(diǎn)，具有不破壞航運(yùn)、不影響景觀、不占地或少拆遷、交通不受大風(fēng)大霧影響等優(yōu)點(diǎn)，

隨著城市交通和高速公路、鐵路的建設(shè)，隧道工程和技術(shù)發(fā)展迅猛，祝愿我國早日實(shí)現(xiàn)“隧貫山河.道通天下”的夢想.endprint