沧海变通途

提到隧道，我们最先想到的是城市中的地铁或山区铁路的穿山隧道，对于水下隧道、特别是海底隧道，感觉既陌生又神秘。

　　2009年11月5日，历时4年多修建的我国内地首条钻爆法海底隧道——厦门翔安海底隧道全线贯通。这条隧道全长5，95千米，最深在海平面下约65米。隧道贯通后，厦门岛至翔安区的车程将由1.5个小时缩短至8分钟。

　　什么是海底隧道?人们为什么要修建海底隧道?

　　水上还是水下

　　海底隧道是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通，在不妨碍船舶航运的条件下，建造于海底之下供人员及车辆通行的建筑物。它属于水下隧道的一种。

　　至于水下隧道，顾名思义，就是修建在水面之下的通道，既包括修建在江河之下的隧道，也包括海峡隧道和海底隧道。

　　在过去运输业不够发达时，江河湖海常常像一道天堑将大陆与大陆、大陆与岛屿、海岛与海岛之间隔开，给人们的生活、旅行带来诸多不便。

　　就跨越江河湖海的可选方式而言，目前主要有轮渡、水下隧道与桥梁。轮渡方式虽然投资少，但由于其受交通运输量小、等候时间长、气候条件影响大等不利因素的限制，与现代社会快节奏的交通运输需求不相适应，所以现在选用较少。特别是在安全性方面，轮渡的局限性更大，一场事故就可以造成数量众多的无辜者死亡，像1949年9月26日，日本津轻海峡上发生了震惊该国的“青函渡轮事件”：在津轻海峡航行的轮渡遭台风袭击而翻船，1430人遇难。为避免类似事件再次发生，日本政府决心修建青函隧道。

　　目前，随着科技水平的提高，跨越江河湖海时，人们越来越多地倾向于在水下隧道与桥梁之间做出选择。

　　至于具体是选择水下隧道还是选择桥梁，主要依据航运、水文、地质、气候、生态环境等具体条件而定。

　　不过，就现今情况看，水下隧道与桥梁相比有以下一些显而易见的优势：一是抵抗战争破坏和自然灾害的能力更强；桥梁则不同，在战争中，一枚炸弹可能就使一座桥梁报废。二是水下隧道不侵占航道净空，不影响航运，不干扰岸上航务设施。三是水下隧道不受气候变化的影响，车辆可全天候通行，具有较强的载运能力，不像桥梁通行车辆载重受设计荷载的限制。四是对生态环境影响小，能避免噪声尘土对周围环境的影响。五是在建设上，隧道钢用量比桥梁少，且只需普通建筑钢，比桥梁造价更低。而且水下隧道的结构耐久性好，维护保养费用比桥梁低很多。六是隧道设计可以做到一洞多用，把城市水、电、气和通讯等设施安排在比较安全稳定的环境中。

　　所以，近20年来，国外有优先考虑采用水下隧道作为跨越江河湖海方式的趋势。

　　水下隧道工程时代

　　工程界专家曾预言：21世纪将是隧道工程、地下空间大力开发利用的时代。

　　从20世纪30年代起，发达国家就开始着手修建海底隧道，至今已建造了20多条海底隧道，还有许多正在修建或计划修建中。

　　20世纪40年代，日本在关门海峡修建的海峡隧道是世界上最早的海峡隧道，之后日本又在关门海峡修建了两条海底隧道。1988年，日本在津轻海峡建成了迄今为止世界上最长的海峡隧道——青函隧道，实现了本州和北海道之间的铁路运输。

　　英法海峡隧道从拿破仑时代(1800年)起就曾两次开挖，但都中途停工，直到1994年才全部贯通。隧道把英伦三岛和欧洲大陆连为一体，无论是从政治、经济、社会还是工程本身看，都令人惊叹!隔海相望的英、法两国人员，乘坐穿越隧道的高速列车，3个小时即可从伦敦直达巴黎，比乘飞机还要快一个多小时。这就是隧道的神奇。

　　正是因为青函隧道和英法海峡隧道的修建，世界上兴起了一场海底隧道热。意大利计划修建横跨墨西拿海峡的隧道，把本土与西西里岛联结起来；日韩两国正在筹建穿过对马海峡的隧道。此外，在直布罗陀海峡、马六甲海峡、博斯普鲁斯海峡等世界许多海峡，都正在进行修建海底隧道的规划或调查。

　　再来看我国，随着沿海地区建设的加快，提高海湾和海峡的交通能力问题日益突出，除了已经贯通的厦门翔安隧道外，目前还有胶州湾海底隧道、广东狮子洋海底铁路隧道正在建设中。渤海湾、杭州湾、珠江口、琼州海峡、台湾海峡，这些地方真正实现全天候、大流量的快捷交通，都要靠海底隧道来实现。

　　水下隧道的高难度

　　与陆地隧道相比，水下隧道在勘探、设计和施工方面都要面临更大的挑战。

　　首先，水下隧道的地质勘测更困难，造价更高，风险更大。因为要在水底岩层中通过、隧道要挖得很深，而且随时面临渗水的可能，特别是海底隧道，海底岩层地质情况是其建设成败的关键。比如，前文提到的日本青函隧道，勘探人员于1964年5月开始挖调查坑道。经过历时7年的各种海底科学考察，专家们才最终选定了安全的隧道位置，并于1971年4月正式动工开挖主坑道。再比如英法海峡隧道，地质钻探工作从1958年做到1987年，重要的钻孔达94个。浅层勘探在海底以下150米之内，用于考虑隧道布置的范围；深层勘探在海底以下800米之内，主要为评价地震风险提供数据。正是由于充分的地质资料和正确的判断，才为这条隧道找到了理想的岩层。

　　为何勘探对海底隧道的修建如此关键?因为海底地层中的不良地质，如断层破碎带、岩层软弱段、溶穴、风化槽等等，都会给隧道建设带来很大风险，尤其如果这些不良地质情况未被勘测到，施工风险将大为提高。

　　其次，在施工中能否安全穿越软弱不良地质段，是隧道修建成败的关键。海底地层中的地下水由于具有很高的渗水压力，可能导致水在高渗透性等地层中大量流入、水源补给无限，加上隧道施工中不具有自然排水的条件，一旦发生大的突水、涌水，就可能引起严重的后果，威胁施工安全。青函隧道1964年正式开工后，由于受地形和火山活动的影响，施工地段地质复杂，再加上海下部分在距海面200米、距海底约100米的特殊条件下作业，施工异常艰难。在18年的施工中，共发生4次大的出水事故。1976年5月的一次出水事故，最高出水量为每分钟80立方米，连续出水50余天，1000多立方米的砂石崩落，70多米长的坑道被淹没。

　　另外，合理确定海底隧道拱顶的岩石覆盖层厚度也十分重要。如果覆盖层过薄，海底隧道施工过程中就可能发生严重的失稳问题和海水涌入的危险。如果覆盖层太厚则会使海底隧道的长度增加，投资加大。

　　修建翔安隧道有多难

　　在修建翔安隧道之前，厦门本岛与大陆之间原有两座大桥相通，但仍然满足不了交通运输的需求。正在兴建的厦门东通道工程成为联结两地的第三条通道，它由五通互通、翔安跨海隧道、西滨互通三部分组成。其中翔安隧道的修建最为关键。

　　翔安隧道不仅开启了国内交通建设的建隧新时代，而且对以后的隧道建设具有重要影响。翔安隧道的地质条件十分复杂，在翔安端隧道要穿越浅滩近500米的富水(与海水相连)砂层，施工难度极大。隧道还要在海底穿越风化槽和风化囊，这进一步加大了施工难度及其可能遇到的风险。隧道穿越的砂层和强风化花岗岩，所占比例很大，隧道开挖后，岩石承载能力低，遇水软化后易发生涌泥、涌砂、坍塌。

　　此外，行车隧道开挖断面达170平方米，居世界之最。有关各方通过对钻爆法、掘进机施工法(TBM法)、沉管法、盾构法的比较，最终在翔安工程中选用了施工技术成熟、灵活的钻爆法。

　　责任编辑　赵菲

　　知名海底隧道一览

　　目前，全世界已建成和计划建设的海底隧道有20多条，主要分布在日本、美国、西欧等国家和地区。其中日本、挪威修建的隧道数量最多。最长的海底隧道

　　至今为止，世界上已建成的最长的海底隧道是日本的青函海底隧道。该隧道全长53.86千米，其中海底部分为23.3千米，是一条双线铁路隧道。它穿过津轻海峡，把日本本州岛的青森和北海道的函馆连接起来。青函海底隧道1964年开挖斜坑道，经过24年的施工，于1988年3月13日正式投入运营。

　　隧道竣工后，人们坐在宽敞舒适的高速电气列车里，短短50分钟就能到达目的地。而在之前，同样的路程需要花费5个小时。

　　最快的海底隧道

　　从运送乘客速度最快这方面来看，非英吉利海峡隧道莫属。英吉利海峡隧道连接着英国的多佛尔和法国的加菜，它其实是由3条并排的隧道所组成。两条直径为7.3米的主隧道之间相距30米，中间还修有一条直径为4.5米的辅助隧道，辅助隧道每隔375米与两侧主隧道连通。如果把这3条隧道对接，其长度将远远超过青函隧道。

　　这种3条互相连通且相互独立的隧道设计，可谓独具匠心。日常运营中遇到紧急情况时，服务隧道可以保证在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤离到地面。服务隧道还是向主隧道提供新鲜空气的通道，并保持其气压始终高于主隧道，使主隧道中的烟气在任何情况下都不能侵入服务隧道。

　　英吉利海峡隧道于1987年正式动工，1994年竣工并投入使用。乘坐时速300千米的“欧洲之星”列车，穿越隧道只用26分钟，从巴黎到伦敦的用时缩短为3小时，如果算上坐车从市区到机场的时间，那么，乘坐火车穿过海底隧道其实是往返两地最省时的交通方式。

　　丹麦大海峡隧道

　　跨越丹麦非英岛与西兰岛之间的大海峡公路、铁路越海线工程长18千米，它将替代使用多年的轮渡。工程包括：连接非英岛与斯普罗小岛(它几乎位于海峡中间)的一座长6.6千米的公铁两用大桥、以及连接斯普罗小岛与西兰岛的一座长7.26千米的铁路隧道和与隧道平行的一座长8千米的公路桥。工程于1988年动工，1995年竣工。