40年前我國(guó)修筑公路主要采用劈山開(kāi)道、盤(pán)山越嶺的方式,40年以后,我國(guó)逐步實(shí)現(xiàn)了逢山穿隧道,這種方式對(duì)保護(hù)環(huán)境、減少征地起了很大作用。同時(shí),我國(guó)水域遼闊,遇水架橋是必然選擇。40年來(lái),我國(guó)水下隧道建設(shè)取得的成績(jī),給交通基礎(chǔ)設(shè)施多樣化增添了濃重的一筆。
世界最大斷面足尺1∶1沉管試驗(yàn)隧道平臺(tái)
20世紀(jì)70年代末,我國(guó)公路多為盤(pán)山峻嶺,千米級(jí)隧道不足十座,技術(shù)落后,標(biāo)準(zhǔn)較低。伴隨高速公路的發(fā)展,我國(guó)已建成公路隧道16229座,總里程15285公里(截至2017年年底),同比凈增1048座、1245.4公里,增長(zhǎng)率分別為6.5%、8.1%,隧道里程增長(zhǎng)率高于高速公路本身增長(zhǎng)率4.8%。這表明了公路向崇山峻嶺延伸,環(huán)境保護(hù)受到重視,交通用地更加節(jié)約。
目前,我國(guó)已建成秦嶺終南山隧道等超長(zhǎng)山嶺隧道、崇明長(zhǎng)江隧道等大直徑盾構(gòu)隧道、港珠澳海底隧道等沉管隧道,長(zhǎng)度10公里以上的公路隧道已達(dá)十余座,成為世界隧道大國(guó)。
秦嶺終南山隧道長(zhǎng)18公里,是世界最長(zhǎng)的高速公路隧道,得到隧道強(qiáng)國(guó)行業(yè)人士的肯定,其采用的三豎井送排縱向通風(fēng)模式得到了很高的評(píng)價(jià)。秦嶺終南山隧道在2007年建成,它的建成受益于1998年建成的浙江大溪嶺-湖霧嶺隧道,這座隧道首次采用了豎井豎排通風(fēng)方式,而秦嶺終南山隧道借鑒參考了這座隧道的成功模式。
水下公路隧道實(shí)例(按長(zhǎng)度排序)
秦嶺終南山隧道
港珠澳海底隧道
我國(guó)也建設(shè)了很多水下隧道,主要分布在沿海和長(zhǎng)江上游區(qū)域。比如,崇明長(zhǎng)江盾構(gòu)隧道、翔安海底鉆爆隧道、港珠澳沉管隧道。這3條隧道的建成標(biāo)志著我國(guó)在水下隧道方面的建設(shè)成就——盾構(gòu)、鉆爆、沉管。成績(jī)的取得離不開(kāi)對(duì)早期隧道經(jīng)驗(yàn)的借鑒,較早建成的廣東廣州珠江沉管隧道、上海外環(huán)隧道及延安東路隧道等。近年來(lái),六車(chē)道的高速公路越來(lái)越多,這對(duì)隧道建設(shè)提出了更高的要求,公路改擴(kuò)建,隧道也要改擴(kuò)建。這40年來(lái),由兩條車(chē)道,逐步向四條車(chē)道、六條車(chē)道延長(zhǎng),小型隧道建設(shè)斷面也發(fā)生了一些變化。
山嶺公路隧道實(shí)例(按長(zhǎng)度排序)
較早期的公路隧道,仍然發(fā)揮著重要作用。例如甘肅蘭州的老七道梁隧道,現(xiàn)在由于交通量擴(kuò)容,新建了新七道梁隧道,秦嶺終南山隧道最近也開(kāi)始擴(kuò)容。青海大坂山隧道,首次采用了深埋防凍泄水洞這一特殊結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)了多次改裝,青海湖的國(guó)際自行車(chē)賽通過(guò)這條隧道,所以知名度很高。當(dāng)然還有福建鼓山隧道等,這都是我國(guó)二十世紀(jì)七八十年代末建設(shè)的隧道,它們?nèi)匀辉诎l(fā)揮著作用。
技術(shù)支撐了公路隧道長(zhǎng)度的超越。在1998年,我國(guó)只有浙江的長(zhǎng)4.1公里的大溪嶺-湖霧嶺隧道,這座隧道是標(biāo)志性的突破,首次采用了豎井送排式通風(fēng)方式。在2007年,又建成了秦嶺終南山特長(zhǎng)隧道。秦嶺終南山隧道當(dāng)時(shí)建設(shè)的費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他同期建設(shè)的隧道。秦嶺終南山、明湖泉、老山、真武山,上海的崇明長(zhǎng)江隧道等。每一座隧道都有非常豐厚的工程故事和非常精彩的科技故事。這些在役隧道經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn),工程品質(zhì)良好、使用功能如初、養(yǎng)護(hù)維修合理,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)之初確定的安全、質(zhì)量、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)綜合建設(shè)目標(biāo),是品質(zhì)工程的客觀存在。
為了追求工程品質(zhì)和工程創(chuàng)新,隧道科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和管理工作者努力進(jìn)取,在地質(zhì)勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)、圍巖穩(wěn)定、防水排水、通風(fēng)照明、防火減災(zāi)、交通監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)管理8個(gè)方面取得了長(zhǎng)足的科技進(jìn)步,獲得創(chuàng)新成果。比如,斷層、巖溶、富水、瓦斯、黃土、高海拔等復(fù)雜環(huán)境修建技術(shù);大跨、小凈距、連拱、分岔、立交、螺旋、半隧道、棚洞等非常規(guī)技術(shù);耐震、圍巖荷載與分級(jí)等設(shè)計(jì)理論方法;隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)與信息化設(shè)計(jì)與施工;特長(zhǎng)隧道(群)通風(fēng)、防災(zāi)和監(jiān)控技術(shù);公路隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)健康監(jiān)控和診斷技術(shù);LED與新型能源照明等新材料與新方法;超大斷面盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù);海洋環(huán)境沉管隧道管節(jié)制作、出塢、浮運(yùn)、沉放與對(duì)接技術(shù)等方面。科技進(jìn)步提高了隧道工程品質(zhì)水平,技術(shù)水平躋身世界先進(jìn)行列,我國(guó)成為公路隧道最多、發(fā)展最快的國(guó)家之一。
科技進(jìn)步推動(dòng)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。40年來(lái),編制或修訂了《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》《公路隧道通風(fēng)照明規(guī)范》《公路隧道交通工程規(guī)范》《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》等十多部行業(yè)規(guī)范和細(xì)則,建立起公路隧道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,這些技術(shù)規(guī)范對(duì)提高公路隧道科技水平和工程品質(zhì)發(fā)揮了重要的作用。
同時(shí),交通運(yùn)輸行業(yè)加大了實(shí)驗(yàn)室等科技平臺(tái)的建設(shè)力度,為行業(yè)開(kāi)展公路隧道科學(xué)試驗(yàn)和技術(shù)開(kāi)發(fā)打下了基礎(chǔ)。如已經(jīng)建成了公路隧道建設(shè)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,隧道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,交通運(yùn)輸行業(yè)隧道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),從而開(kāi)展了大量的圍巖與支護(hù)試驗(yàn)、照明、通風(fēng)、交通控制,防災(zāi)減災(zāi)等大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在研究水下隧道方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,表現(xiàn)突出的是港珠澳沉管隧道防減災(zāi)研究中的特色燃燒實(shí)驗(yàn),我國(guó)建成了世界最大斷面足尺1∶1沉管試驗(yàn)隧道平臺(tái)等。
40年來(lái),交通運(yùn)輸行業(yè)總體上建立起了公路隧道規(guī)劃、勘設(shè)、施工、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)成套技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了規(guī)模的跨越發(fā)展、品質(zhì)的扎實(shí)提升、建養(yǎng)的科技進(jìn)步。
總而言之,40年來(lái)公路隧道的建設(shè)規(guī)模、工程品質(zhì)和科技創(chuàng)新方面取得了很大的成就。然而,面對(duì)崇山峻嶺,困難重重,公路隧道科學(xué)技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。尤其是針對(duì)山嶺隧道的機(jī)械化、裝備化、信息化和智能化,還有很多事需要做,這是擺在我們面前實(shí)實(shí)在在的任務(wù)和責(zé)任。
港珠澳沉管隧道防減災(zāi)研究——客車(chē)燃燒試驗(yàn)