随道漫谈

杨正波

如果说19世纪是桥梁的世纪，20世纪是高层建筑的世纪.那么21世纪就是地下空间的世纪.隧道是修筑在地下，两端有出人口，供车辆、行人、水流或管线等通过的通道，它作为人类利用地下空间的一种形式，广泛用于交通立体化、穿山越岭、越江过海、管道运输、缩短线路等.下面我们就一起来了解有关隧道的知识，

融隧道的发展

人类很早就知道利用自然洞穴作为住处，已具有隧道的雏形.随着社会发展到能制造挖掘工具时，就出现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伦城幼发拉底河下，连接古代巴比伦皇宫和神庙间的人行隧道.它是在旱季将河流改道后用明挖法建成的，全长约900m，其中180m是从河底穿过.为省去衬砌，多数古隧道都修建在坚硬的岩石中.施工时先将岩壁烧热，随即浇以冷水，使岩石先热胀后突然冷缩而开裂，以利开凿.17世纪，随着运输事业的发展，尤其是工程炸药的应用，隧道工程技术发展迅速.修建了大量的通航隧道和道路隧道.19、20世纪，隧道已成为铁路和公路修建的捷径，各国都建造了许多著名的隧道.譬如世界上海拔最高的隧道——青藏铁路风火山隧道（图1），世界上最长的海底隧道——日本青函隧道（图2），世界上最长的汽车专用隧道——瑞士圣哥达隧道（图3）.

隧道的组成

隧道主要由主体建筑物和附属设备两部分组成.主体建筑物是为了保持储存岩体的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物，通常由洞身、衬砌和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯、给水排水和安全等设施.长隧道还有专门的通风和照明设备.

衬砌是承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物.它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成，如图4所示.拱圈位于坑道顶部，呈半圆形，是承受地层压力的主要部分.边墙位于坑道两侧，承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力，可分为垂直形和曲线形两种，托梁位于拱圈和边墙之间，为防止拱圈底部挖空时发生松动开裂，用来支承拱圈，仰拱位于坑底，形状与拱圈相似，但弯曲方向与拱圈相反，用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起，衬砌的平纵、横断面的形状由隧道的几何设计确定，衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定，

洞门是隧道出入口的外露部分，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流水.洞门的构造形式由岩体的稳定性、通风方式、照明状况、地形地貌，以及环境条件等多方面的因素决定.常见的洞门形式有端墙式（图5）、翼墙式（图6）、削竹式（图7）、台阶式（图8）、柱式（图9）、遮光棚式（图10）等.

隧道按用途可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道等.交通隧道又可分为铁路隧道、公路隧道、人行隧道、运河隧道和供几种运输形式共享的混合隧道等：水工隧道如供水力发电及农田水利用的引水隧道、排灌隧道等；市政隧道是供设置城市地下管网及给水和排水隧道，此外，还有军事或国防上需要的特殊隧道.如地道游击战中的地道.若按所处位置的不同.又可分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道三大类.为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应城市发展的需要而从城市地下穿越的称为城市隧道，譬如各大城市的地铁.

胶州湾海底隧道

胶州湾海底隧道，南接青岛市黄岛区的薛家岛.北连青岛主城区的团岛，下穿胶州湾湾口海域.如图11所示，它包括两条主隧道和一条服务隧道.全长7800m，海底部分长3950m，是我国最长、世界第三长的海底隧道.2007年7月25日开工建设.2010年4月28日全线贯通，2011年6月30日通车，路线等级为城市快速路，双向六车道，设计车速80km/h，横跨胶州湾仅需要5min，从青岛到黄岛只需要15min，是实现“青黄全天候无缝连接”的重要纽带，从此终结了“青黄不接”的历史.

胶州湾海底隧道先后穿越18条地质断裂带，其中海域段4组14条，水下最大埋深42m，地质条件复杂多变，极易造成塌方、涌水、岩爆、泥石流等地质灾害.同时还要面对隧道下穿地表建筑物保护、隧道结构耐久性施工等技术难题.那么，为什么还要建海底隧道呢？这是因为修建海底隧道与修建海上桥梁相比，具有全天候通行的特点，具有不破坏航运、不影响景观、不占地或少拆迁、交通不受大风大雾影响等优点，

随着城市交通和高速公路、铁路的建设，隧道工程和技术发展迅猛，祝愿我国早日实现“隧贯山河.道通天下”的梦想.endprint