□撰文/操婷

　　名词

　　水底隧道（subaquatic tunnel）：是修建在江河、湖泊、海港或海峡底下的隧道。

　　先否定一个不切实际的联想

　　水底隧道如海底世界的走廊一般，可以看到鱼儿在隧道外遨游？

　　没有这么浪漫，首先隧道不可能建成透明的，即使透明，它也不是从水里经过，而是从水底下的岩石土层中穿过。

　　水底隧道是什么样的？

　　走向　　并不xx平行于水面，依据地质条件会有深浅变化，比如在建的武汉东湖隧道，最深处位于湖面下12米，在湖底呈“S”形走势。

　　形状（横截面）　　一般都会设计为拱形，这是为了减轻压力。

　　结构　　一般是双隧道，并在两条隧道之间设置联络通道，为一条受损时提供应急逃生。

　　在城市的工程建设中，有一种说法：19世纪是桥梁建筑的世纪，20世纪是摩天大楼的世纪。而21世纪则变成地下空间开发和利用的世纪。

　　2010年的长沙，已经通车的有年嘉湖隧道、浏阳河隧道，正在修建的有营盘路隧道，包括之前沸沸扬扬开工又停工的劳动路隧道……这些用来缓解 拥堵到几近无解的城市交通的地下工程，在暗涌里究竟是如何构筑的？专家为你解答。

　　水下隧道掘进中会遇到些什么？一块孤石，还是一艘江底沉船，谁知道呢？

　　在城市里修筑隧道，至今依然是一件麻烦的事情。

　　下面这段话也许你会看得很累，但这些是隧道工程师必须考虑的问题，它们包括：地层分布的情况，不同岩土介质材料的物理力学性质与参数，岩土介 质在切削搅拌后的流动性、粘性、变形以及各种不良地质情况……如果这条隧道修筑在水下，那么还得加上这些：岩土的渗透性、含水量、流向与流速，水位、水压 和水的冲刷力，水的腐蚀性，水的补给来源……

　　以上所说，都还在我们的想象力范围之内，还有那些未知的：城市的地下并非处女地，经过不知道多少代人的开拓，这里很可能已经成了一片蛛网般错 综复杂的区域，会有建筑或其它构筑物的基础，有各种管线设施，有废弃构筑物……而水下的障碍物可能更超乎想象，譬如一块孤石，一艘江底沉船……总之，隧道 施工必然存在着大量的偶然性。

　　不仅要考虑，要勘测，还要采样，拿回来做实验。

　　以长沙正在建的营盘路过江隧道为例，专家提到施工的八大难点中，不少涉及地质条件。如“位于C、D匝道交叉位置以东的主线隧道洞身处于强风化 板岩层之中，但隧道拱顶处于砂砾层，砂砾层厚度为3米至12米，且直达江底，对暗挖隧道极其不利”。

　　中南大学铁道学院隧道工程系硕士毕业生傅金阳介绍，隧道施工前，勘测人员会进行“每隔10到20米的采样”，但在水下不方便采样时，或者有大 型建筑物阻隔时，采样的距离就不一定是xx等距了。

　　长沙会不会出现穿着大衣的隧道工人？

　　隧道的施工现场会是怎样的一番景象？这要取决于具体的施工办法。

　　明挖法：排水，挖深坑，然后施工，{zh1}填埋。这种方法最简单，但是施工场地大，受周边建筑物的制约大。苏州独墅湖隧道就采取了这种办法。

　　矿山法：源于矿山开采，采用爆破，用人工或者机器开挖。这种方法相对简单，但是受地质条件的影响比较大，在土体软弱处容易塌方，所以一般只在 山体内使用。长沙地铁在河西有一段要穿越岳麓山山体，据说会采用这种矿山法。

　　盾构法：隧道施工中最常用、{zxj}的方法。始于英国，兴于日本，已有180多年历史，{zd0}的优点是适用于软土地质的隧道开挖。

　　冻结法：将土体冻住，使其达到一定强度，增加自身的稳定性，满足开挖条件。工人们会在土体上钻很多孔，然后放进去冷冻管，利用冷冻机提供制冷 液，冻住后把冷冻管拆除，土体也会保持很长时间不融化。不过冷冻管虽然拆除了，但是温度仍然还在零下十几度，工人们像是站在开门的冰箱前，是要穿大衣施工 的。不过这个大冰箱的脾气不大好，需要小心控温。

　　长沙的首台盾构机会不会被命名为“湘江一号”？

　　长沙隧道采用了最常用的盾构法，中冶长天国际工程有限责任公司市政分院的土木工程师陈小赞为我们解释了这种方法。

　　一般要先修一座深坑，作为将来吊装盾构机的通道，这也是将来的车站。我们现在看到的长沙地铁施工工地上的那些深蓝色围挡，里面大部分都是在施 工基坑。在基坑的端部预留有将来盾构掘进的端面，基坑施工完后，就把盾构机吊装进去，从基坑进入土体，再从另一座基坑中穿出。

　　盾构机在地下掘进的时候，地上的行人几乎感觉不到噪音和扰动。武汉长江隧道建设过程中，盾构机从汉口往武昌掘进时，曾发生河床塌陷4米多深的 险情，长江江面上直冒气泡。但幸好盾构机是密封的，保证了施工人员的安全。

　　据说每座城市都会对首台盾构机命名，昆明的叫“春城一号”，不知道长沙的首台盾构机会不会被命名为“湘江一号”。

　　盾构机虽然功能强大，也有它的“娇气”之处，那就是盾构机的刀盘磨损后，更换起来xx麻烦。因为刀盘紧挨着土体或者岩石，盾构机是不能倒退 的，只能向前。陈小赞“八卦”了一段旧事：在xx的英法海底隧道施工时，盾构机的刀盘在掘进了一段距离后，就磨损得不能使用了，因为整条隧道长达50多公 里，无法将其拉回来检修，结果欧洲人用他们特有的“二愣子”精神，解决了当时的施工难题——调整盾构机的掘进方向，由向前改成向下，让它钻进地底后进行掩 埋，然后再从洞口吊装一套新的盾构机，如此周而复始。

　　现在已经有换刀盘的技术，不需要这样浪费了。如今的盾构机还带有激光导向系统，让它在江底潜行至对岸，方向偏差不会超过10毫米。所有数据和 工作场景都可以通过网络传输，随时监控。

　　可惜貌似强大的盾构机还是有它受限制的地方，目前世界上采用盾构法建造的隧道，{zd0}直径只能达到15米，而对于有些隧道，比如武汉的过江隧 道，如果要实现公路铁路两用，则隧道的直径需要达到16米。结果，只能分别修筑，无法合二为一。

　　一个猜想

　　问：有没有从水中穿过的隧道？

　　答：傅金阳说，“有人提出过在台湾海峡修筑漂浮隧道的设想”。陈小赞说，“在书上看到过一种沉箱隧道，先在地上建起一个个密封的箱体，然后托 到水面上，沉下去，再在河床上链接成一整条隧道”。

　　专家发声

　　童潜明

　　湖南省地质研究所教授

　　没有{jd1}不能开隧道的地方

　　就每一种地质条件来说，没有{jd1}不能开隧道的地方，只是施工难度的大小而已。

　　例如在石灰岩（晚古生界,岩石厚度为0至几百米，形成时间距今4亿年到2.5亿年）上做建筑就比较麻烦，比如怀化泸溪，就是因为在石灰岩上盖 房子，做地基花的钱甚至超过了盖房子本身。之前据说劳动路隧道勘测中遇到溶洞停下来，就是因为这个原因。

　　长沙市的工程地质情况，早在1970年代的1∶20万长沙幅《区域水文地质调查报告》中就有过大致的勘查。报告附图的说明表格中，说到其中有 一些岩石“稳定性差，尤其注意软弱夹层及石灰岩夹层，前者造成塌方，后者会产生充水”，可见对于这类情况，还是有所预警的。但是据有关报道，在湘江以东的 城区中建筑隧道（地铁），工程勘测人员很可能会忽视掉的一点，是白沙井的砂砾石含水层，在这个区域开凿隧道，如果考虑不周有可能会导致白沙井断水的危险， 对于这一点，倒是应该加以提醒的。

　　简史

　　公元前2180-前2160年，巴比伦修建了一条穿越幼发拉底河，从王宫到朱庇特庙的长约 900米的人行隧道。

　　1807年-1843年，英国伦敦修建了连接泰晤士河两岸的人行隧道，开挖时曾因无法克服泥水涌入隧道而被迫停工，直到法国工程师M·I·布 律内尔在1825年提出了盾构法。

　　1970年9月通车的上海黄浦江打浦路隧道是中国{dy}条水底公路隧道，它位于黄浦江上游的江底。

　　中国拥有水底隧道的城市：苏州（独墅湖隧道，湖底部分长3.46公里，为国内最长的湖底隧道）、杭州（西湖隧道，湖底部分长约800米；钱江 隧道）、南京（玄武湖隧道，湖底部分长约1.66公里；长江隧道，湖底部分长6042米）、无锡（蠡湖隧道）、长沙（年嘉湖隧道，湖底部分长约810米； 浏阳河隧道）。

　　世界上还有这些海底隧道：香港的港九海底隧道（分中线、东线、西线三条，中线长约1.9公里）；英法海底隧道（长约51公里，有三条平行隧 道）；日本青函海底隧道（海底部分约23.3公里，是世界上最长的海底铁路隧道）。