40年前我國修筑公路主要采用劈山開道、盤山越嶺的方式,40年以后,我國逐步實現(xiàn)了逢山穿隧道,這種方式對保護環(huán)境、減少征地起了很大作用。同時,我國水域遼闊,遇水架橋是必然選擇。40年來,我國水下隧道建設(shè)取得的成績,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沉管試驗隧道平臺
20世紀70年代末,我國公路多為盤山峻嶺,千米級隧道不足十座,技術(shù)落后,標準較低。伴隨高速公路的發(fā)展,我國已建成公路隧道16229座,總里程15285公里(截至2017年年底),同比凈增1048座、1245.4公里,增長率分別為6.5%、8.1%,隧道里程增長率高于高速公路本身增長率4.8%。這表明了公路向崇山峻嶺延伸,環(huán)境保護受到重視,交通用地更加節(jié)約。
目前,我國已建成秦嶺終南山隧道等超長山嶺隧道、崇明長江隧道等大直徑盾構(gòu)隧道、港珠澳海底隧道等沉管隧道,長度10公里以上的公路隧道已達十余座,成為世界隧道大國。
秦嶺終南山隧道長18公里,是世界最長的高速公路隧道,得到隧道強國行業(yè)人士的肯定,其采用的三豎井送排縱向通風模式得到了很高的評價。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。
水下公路隧道實例(按長度排序)
秦嶺終南山隧道
港珠澳海底隧道
我國也建設(shè)了很多水下隧道,主要分布在沿海和長江上游區(qū)域。比如,崇明長江盾構(gòu)隧道、翔安海底鉆爆隧道、港珠澳沉管隧道。這3條隧道的建成標志著我國在水下隧道方面的建設(shè)成就——盾構(gòu)、鉆爆、沉管。成績的取得離不開對早期隧道經(jīng)驗的借鑒,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,六車道的高速公路越來越多,這對隧道建設(shè)提出了更高的要求,公路改擴建,隧道也要改擴建。這40年來,由兩條車道,逐步向四條車道、六條車道延長,小型隧道建設(shè)斷面也發(fā)生了一些變化。
山嶺公路隧道實例(按長度排序)
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)在由于交通量擴容,新建了新七道梁隧道,秦嶺終南山隧道最近也開始擴容。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)過了多次改裝,青海湖的國際自行車賽通過這條隧道,所以知名度很高。當然還有福建鼓山隧道等,這都是我國二十世紀七八十年代末建設(shè)的隧道,它們?nèi)匀辉诎l(fā)揮著作用。
技術(shù)支撐了公路隧道長度的超越。在1998年,我國只有浙江的長4.1公里的大溪嶺-湖霧嶺隧道,這座隧道是標志性的突破,首次采用了豎井送排式通風方式。在2007年,又建成了秦嶺終南山特長隧道。秦嶺終南山隧道當時建設(shè)的費用和運營費用遠遠低于其他同期建設(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)過較長時間的運營檢驗,工程品質(zhì)良好、使用功能如初、養(yǎng)護維修合理,實現(xiàn)了建設(shè)之初確定的安全、質(zhì)量、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟綜合建設(shè)目標,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、施工、監(jiān)理和管理工作者努力進取,在地質(zhì)勘察、支護結(jié)構(gòu)、圍巖穩(wěn)定、防水排水、通風照明、防火減災、交通監(jiān)控、運營管理8個方面取得了長足的科技進步,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、圍巖荷載與分級等設(shè)計理論方法;隧道地質(zhì)超前預報與信息化設(shè)計與施工;特長隧道(群)通風、防災和監(jiān)控技術(shù);公路隧道結(jié)構(gòu)運營健康監(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)計與施工技術(shù);海洋環(huán)境沉管隧道管節(jié)制作、出塢、浮運、沉放與對接技術(shù)等方面??萍歼M步提高了隧道工程品質(zhì)水平,技術(shù)水平躋身世界先進行列,我國成為公路隧道最多、發(fā)展最快的國家之一。
科技進步推動了技術(shù)標準化工作。40年來,編制或修訂了《公路隧道設(shè)計規(guī)范》《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》《公路隧道通風照明規(guī)范》《公路隧道交通工程規(guī)范》《公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》等十多部行業(yè)規(guī)范和細則,建立起公路隧道的技術(shù)標準體系,這些技術(shù)規(guī)范對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,交通運輸行業(yè)加大了實驗室等科技平臺的建設(shè)力度,為行業(yè)開展公路隧道科學試驗和技術(shù)開發(fā)打下了基礎(chǔ)。如已經(jīng)建成了公路隧道建設(shè)技術(shù)國家工程實驗室,隧道建設(shè)與養(yǎng)護技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室,交通運輸行業(yè)隧道建設(shè)與養(yǎng)護技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺,從而開展了大量的圍巖與支護試驗、照明、通風、交通控制,防災減災等大量的科學實驗。在研究水下隧道方面的科學實驗領(lǐng)域,表現(xiàn)突出的是港珠澳沉管隧道防減災研究中的特色燃燒實驗,我國建成了世界最大斷面足尺1∶1沉管試驗隧道平臺等。
40年來,交通運輸行業(yè)總體上建立起了公路隧道規(guī)劃、勘設(shè)、施工、運營、養(yǎng)護成套技術(shù)體系,實現(xiàn)了規(guī)模的跨越發(fā)展、品質(zhì)的扎實提升、建養(yǎng)的科技進步。
總而言之,40年來公路隧道的建設(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,面對崇山峻嶺,困難重重,公路隧道科學技術(shù)還有很長的路要走。尤其是針對山嶺隧道的機械化、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實在在的任務(wù)和責任。
港珠澳沉管隧道防減災研究——客車燃燒試驗