全球最長(zhǎng)公路隧道

　　全球最長(zhǎng)公路隧道

　　位于挪威中部地區(qū)的世界最長(zhǎng)的洛達(dá)爾公路隧道27日下午正式通車(chē)，從而使挪首都奧斯陸與第二大城市卑爾根之間的公路行車(chē)時(shí)間縮短了一半。

　　洛達(dá)爾公路隧道東起洛達(dá)爾城，西至艾于蘭城，全長(zhǎng)2.451萬(wàn)米，比在此之前世界最長(zhǎng)的瑞士圣哥達(dá)隧道還要長(zhǎng)7592米。

　　過(guò)去來(lái)往于奧斯陸和卑爾根的車(chē)輛不僅要在洛達(dá)爾乘三個(gè)小時(shí)的輪渡穿越洛達(dá)爾附近的松恩峽灣，而且還要在洛達(dá)爾和艾于蘭之間翻越很長(zhǎng)一段地勢(shì)非常險(xiǎn)峻的山路，冬季冰凍時(shí)期禁止通行。洛達(dá)爾隧道通車(chē)后，奧斯陸與卑爾根之間的行車(chē)時(shí)間將從以往的14個(gè)小時(shí)縮短至7個(gè)小時(shí)，車(chē)輛在冬季照常通行無(wú)阻。

　　根據(jù)設(shè)計(jì)，洛達(dá)爾隧道每小時(shí)通過(guò)車(chē)輛的能力為400輛。但由于挪威人口較少，這條隧道每晝夜通過(guò)的轎車(chē)將僅為1000輛，只有瑞士圣哥達(dá)隧道的十分之一。

　　挪威是1995年3月開(kāi)始動(dòng)工興建這條公路隧道的。整個(gè)工程項(xiàng)目共耗資約1億美元。挪威國(guó)王哈拉爾五世為隧道正式通車(chē)剪了彩。

　　于2000年底正式通車(chē)。

　　通道簡(jiǎn)介

　　公路隧道(highway tunnel)，修筑在地下供汽車(chē)行駛的通道，一般還兼作管線和行人等通道。

　　發(fā)展歷史

　　公元前2180～前2160年左右，在幼發(fā)拉底河下修建的一條約900米長(zhǎng)的磚襯砌人行通道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，它是在旱季將河流改道后用明挖法建成。公元前36年，在那不勒斯和普佐里之間開(kāi)鑿的婆西里勃道路隧道，長(zhǎng)約1500米，寬8米，高9米，是在凝灰?guī)r中鑿成的一條長(zhǎng)隧道。中國(guó)最早用于交通的隧道是古褒斜道上的石門(mén)隧道，建成于東漢永平九年(公元66年)。古隧道為省去襯砌，多建于較堅(jiān)硬的巖石中。隧道在施工時(shí)先將巖壁燒熱，隨即澆以冷水，使巖石先發(fā)脹后突然收縮而開(kāi)裂，以利開(kāi)鑿。在中世紀(jì)，隧道主要是用于開(kāi)礦和軍事。17世紀(jì)和18世紀(jì)，隨著運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，尤其是工程炸藥的應(yīng)用，修建通航隧道和道路隧道的工程也發(fā)展起來(lái)。19世紀(jì)鐵路建筑的發(fā)展，促使隧道工程迅速發(fā)展，修建的隧道數(shù)量也很多。20世紀(jì)以來(lái)，汽車(chē)運(yùn)輸量不斷增加，公路路線標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)提高，公路隧道也逐漸增多。

　　設(shè)計(jì)方法

　　公路隧道的主體建筑物一般由洞身、襯砌和洞門(mén)組成，在洞口容易坍塌的地段，還加建明洞。隧道的附屬構(gòu)筑物有防水和排水設(shè)施、通風(fēng)和照明設(shè)施、交通信號(hào)設(shè)施以及應(yīng)急設(shè)施等。公路隧道設(shè)計(jì)通常先進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行隧道的平面和縱斷面、凈空、襯砌等具體設(shè)計(jì)。

　　方案設(shè)計(jì)

　　在對(duì)隧道所處地區(qū)的地形、地質(zhì)、氣象、水文、社會(huì)和自然環(huán)境以及有關(guān)法規(guī)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)隧道的總體布局進(jìn)行全面的考慮;對(duì)隧道修建的工程量進(jìn)行大致的估算;對(duì)隧道施工安全性進(jìn)行認(rèn)真的分析：對(duì)隧道的用途和遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行充分的估量;對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，從而確定隧道修筑工程投資經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理、收益大的方案。這個(gè)過(guò)程就是方案設(shè)計(jì)。

　　平面和縱斷面設(shè)計(jì)

　　隧道平面盡可能采用直線。在必須采用曲線時(shí)，應(yīng)盡可能采用大半徑曲線。同時(shí)要考慮到洞門(mén)位置，以及引線、輔助導(dǎo)坑、通風(fēng)豎井等輔助設(shè)施的位置等。隧道并設(shè)或交叉，或接近其他建筑物時(shí)，相互間應(yīng)有足夠的距離。洞門(mén)是隧道兩端的出入口，洞門(mén)位置的確定將影響到隧道的長(zhǎng)度、線形和施工的難易。

　　公路隧道縱斷面的縱坡，一般在考慮使用要求、施工及排水等條件下盡可能取較平緩的坡度?？v坡坡度的確定，將影響車(chē)輛行駛時(shí)排出有害氣體的數(shù)量，施工出碴和運(yùn)送材料的效率，以及涌水排出的流速等。

　　凈空設(shè)計(jì)

　　凈空是隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間。主要指標(biāo)是隧道的寬度和高度。設(shè)計(jì)公路隧道寬度時(shí)，一般是在路線的設(shè)計(jì)車(chē)速和交通量的基礎(chǔ)上，根據(jù)隧道長(zhǎng)度、地質(zhì)條件、圍巖壓力、施工難易程度、通風(fēng)方式、排水等條件確定。公路隧道通常按汽車(chē)、自行車(chē)和行人同時(shí)通過(guò)來(lái)規(guī)劃。城市內(nèi)或市郊附近行人很多的隧道，可將行人與行車(chē)分設(shè)，山嶺地區(qū)修建的長(zhǎng)大隧道，也可不設(shè)人行道。公路隧道凈空高度一般由汽車(chē)載貨的限制高度加上一定的富余量來(lái)確定的。隧道斷面為適應(yīng)圍巖壓力的要求，可采用馬蹄形、直墻拱形、圓形、矩形和帶仰拱的斷面等。

　　為了給車(chē)輛以設(shè)計(jì)速度安全行駛的最必要的空間，在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)公路隧道規(guī)定了“建筑限界”。建筑限界的形狀和尺寸主要是根據(jù)車(chē)輛輪廓規(guī)定的。通風(fēng)道及其他附屬管線，可利用天棚以上或路面版以下的空間敷設(shè)。

　　隧道襯砌

　　為防止土、石風(fēng)化和坍塌，阻止地下水流入隧道而沿隧道周邊建造的結(jié)構(gòu)物。通常用石料、混凝土和鋼筋混凝土就地砌筑，或用混凝土、鋼筋混凝土、鑄鐵或鋼材做成預(yù)制構(gòu)件拼裝而成。20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的噴射混凝土和錨桿支護(hù)是一種新型的支護(hù)形式。

　　施工方法

　　公路隧道施工可分為明挖法和暗挖法兩大類(lèi)。明挖法是先將地面挖開(kāi)，在露天情況下修筑襯砌，然后再覆蓋回填。暗挖法是不挖開(kāi)隧道上面的地層，在地下進(jìn)行開(kāi)挖和修筑襯砌。暗挖法又可分為礦山法、盾構(gòu)法和隧道掘進(jìn)機(jī)法。

　　礦山法：又稱(chēng)采礦法隧道施工，是巖石地層中修建隧道的一種方法。施工時(shí)先在隧道巖面上鉆眼，裝藥爆破成毛洞，再將全斷面按一定順序開(kāi)挖至設(shè)計(jì)尺寸，然后順次修筑襯砌。在堅(jiān)硬地層中，圍巖有較好的整體性，坑道開(kāi)挖后圍巖有一定的自穩(wěn)能力，可以少分塊，甚至一次就開(kāi)挖出整個(gè)隧道斷面。在巖石不夠堅(jiān)硬完整的地層中開(kāi)挖隧道時(shí)，一般需先開(kāi)挖導(dǎo)坑(又稱(chēng)導(dǎo)洞)，設(shè)置臨時(shí)支撐，以防止土石坍塌。

　　導(dǎo)坑是為修筑隧道在斷面上最先開(kāi)挖的小坑道。導(dǎo)坑的作用為：展開(kāi)施工工作面;測(cè)定隧道開(kāi)挖方向;復(fù)核地質(zhì)和水文地質(zhì)資料;鋪設(shè)施工用料和出碴的運(yùn)輸線路;排出地下水;敷設(shè)各種管道(水管、通風(fēng)管和輸送壓縮空氣的管道)和照明線路等。在修建長(zhǎng)隧道時(shí)，一般先開(kāi)鑿一條同隧道平行的施工輔助導(dǎo)坑，即平行導(dǎo)坑。在平行導(dǎo)坑內(nèi)每間隔一段距離開(kāi)挖斜向坑道與隧道相接，以增加隧道施工時(shí)的工作面。需要時(shí)，平行導(dǎo)坑可擴(kuò)大為第二線隧道。

　　盾構(gòu)法：采用盾構(gòu)作為施工機(jī)具的施工方法，常用于松軟土壤中圓形斷面的隧道施工。盾構(gòu)的外殼是圓筒形的金屬結(jié)構(gòu)，前部為裝置開(kāi)挖設(shè)備的切口環(huán)，中部為裝置推進(jìn)設(shè)備(千斤頂)的支承環(huán)，尾部為掩護(hù)拼裝襯砌工作的盾尾。盾構(gòu)法施工是在前部開(kāi)挖地層，同時(shí)在尾部拼裝襯砌，然后用千斤頂頂住已拼裝好的襯砌將盾構(gòu)推進(jìn)，如此循環(huán)交替逐步前進(jìn)。盾構(gòu)種類(lèi)很多，“膨潤(rùn)土泥漿盾構(gòu)”處于領(lǐng)先地位，是利用泥漿護(hù)壁并作為攜運(yùn)廢碴的介質(zhì)，工作時(shí)不需使用損害工人健康的壓縮空氣，只需用水或“泥乳”作為掌子面的支護(hù)劑。

　　隧道掘進(jìn)機(jī)法：在整個(gè)隧道斷面上，用連續(xù)掘進(jìn)的聯(lián)動(dòng)機(jī)施工的方法。掘進(jìn)機(jī)由旋轉(zhuǎn)式刀盤(pán)(盤(pán)上裝有滾刀和裝碴鏟斗)、石碴裝載設(shè)備、機(jī)身前進(jìn)的推進(jìn)裝置和支撐裝置、控制方向的激光準(zhǔn)直儀、安裝臨時(shí)支撐的設(shè)備及其他機(jī)械裝置組成。施工時(shí)，旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)承受很大的推力擠壓在隧道開(kāi)挖面上旋轉(zhuǎn)，切削巖石，碎碴由刀盤(pán)四周的鏟斗提升到出碴槽內(nèi)，滑至輸送機(jī)，然后由其他運(yùn)輸機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)洞外。機(jī)身中部有幾對(duì)可伸縮的支撐裝置外伸，并撐緊在巖壁上，固定機(jī)身和傳送強(qiáng)大的扭矩與推力。完成一個(gè)行程后，收縮支撐使機(jī)身前進(jìn)到新位置，再重復(fù)這一動(dòng)作。掘進(jìn)機(jī)具有掘進(jìn)速度快，操作安全，對(duì)圍巖擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，可用于中等堅(jiān)硬以下的巖石隧道工程。

　　通風(fēng)方式

　　機(jī)動(dòng)車(chē)輛通過(guò)隧道時(shí)排出的廢氣，含有多種對(duì)人體有害的物質(zhì)，柴油車(chē)排出的黑煙和車(chē)輛卷起的塵埃還會(huì)降低隧道內(nèi)的能見(jiàn)度。因此，通風(fēng)的目的就是要保證隧道內(nèi)空氣符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和有足夠的透光率。隧道通風(fēng)主要是采用從隧道外部引進(jìn)新鮮空氣的方法。由汽車(chē)活塞效應(yīng)所產(chǎn)生的交通風(fēng)風(fēng)量同自然風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)量總和，大于隧道內(nèi)相應(yīng)交通量所需通風(fēng)量時(shí)，采用自然通風(fēng)方式即可，否則需要采用機(jī)械通風(fēng)方式。隧道長(zhǎng)度和交通量是選擇通風(fēng)方式的主要依據(jù)，此外還要考慮隧道種類(lèi)、地形、地質(zhì)、氣象等影響因素。機(jī)械通風(fēng)方式按風(fēng)的流動(dòng)方向可分為縱向式通風(fēng)和橫向式通風(fēng)。前者風(fēng)的流動(dòng)方向與隧道軸線方向一致，后者風(fēng)的流動(dòng)方向與隧道軸線方向正交。路線坡度、海拔標(biāo)高、車(chē)速以及隧道橫斷面面積，車(chē)流的構(gòu)成等，對(duì)通風(fēng)量均有影響。實(shí)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)的主要設(shè)備是通風(fēng)機(jī)，可分為軸流式通風(fēng)機(jī)和離心式通風(fēng)機(jī)。

　　照明設(shè)施

　　隧道照明指隧道內(nèi)的基本照明和洞口附近的緩和照明?；菊彰魇窃谒淼乐胁?，為保證以設(shè)計(jì)車(chē)速行駛的車(chē)輛和行人安全通過(guò)隧道所需要的最低照明標(biāo)準(zhǔn)。駕駛?cè)藛T由亮視場(chǎng)突然進(jìn)入暗視場(chǎng)時(shí)，視覺(jué)機(jī)能有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程。為保證視覺(jué)機(jī)能的連續(xù)性，在洞外連接洞口的引道及駕駛員視野范圍內(nèi)，白天需要采取遮光措施，在洞內(nèi)連接洞口的一段長(zhǎng)度里需要進(jìn)行緩和照明。同時(shí)，引道與洞內(nèi)緩和段之間的亮度變化率，應(yīng)有一個(gè)界限，以保證視覺(jué)連續(xù)和暗適應(yīng)的過(guò)度。緩和照明段的長(zhǎng)度決定于停車(chē)視距或駕駛?cè)藛T的暗適應(yīng)時(shí)間與設(shè)計(jì)車(chē)速的乘積。

　　隧道的應(yīng)急設(shè)施指隧道內(nèi)發(fā)生災(zāi)害性事故時(shí)，為防止釀成更大的次生性災(zāi)害而設(shè)置的各種設(shè)施。如通報(bào)裝置、緊急警報(bào)裝置、消防設(shè)備以及其他設(shè)施等。通報(bào)裝置能使事故發(fā)現(xiàn)者立即在現(xiàn)場(chǎng)或附近向隧道管理站報(bào)告;緊急警報(bào)裝置能向后續(xù)車(chē)輛和對(duì)行車(chē)輛的駕駛者發(fā)出緊急信號(hào);消防設(shè)備指在隧道內(nèi)設(shè)置的滅火器、消火栓和噴霧設(shè)備等;其他設(shè)施包括待避引導(dǎo)設(shè)備、備用電源和監(jiān)視電視等。應(yīng)急設(shè)施費(fèi)用頗高，只有那些重要的、交通量大的長(zhǎng)隧道才考慮使用。

　　內(nèi)部裝修

　　隧道內(nèi)部裝修指隧道內(nèi)的路面鋪設(shè)，墻面和天棚的裝修，以及隧道內(nèi)吸聲設(shè)施的安裝等。路面應(yīng)用明亮的、橫向抗滑性能好的，便于養(yǎng)護(hù)的材料筑成。墻面用反射率好的材料裝修能保持良好的照明效果，交通量大的重要隧道常采用便于清洗的墻面材料。隧道內(nèi)車(chē)輛產(chǎn)生的噪聲在襯砌和路面上反射引起共鳴，殘余音響時(shí)間為洞外的數(shù)千倍，需要安裝吸聲設(shè)備。