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【摘要】为了缓解横跨海峡、海湾之间的交通压力，便于两岸人员和货物的往来，人们在不妨碍船舶航运的条件下，在海洋底部设计建造了海底隧道。海底隧道不占地，不妨碍航行，不影响生态环境，是一种非常安全的全天候的海峡通道。随着我国改革开放步伐的快速推进，工程技术的不断发展，中国的海底隧道建设很快就会驶入快车道，它将给日益繁荣的国民经济建设注入新的活力。
【关键词】海底隧道;修建方法;最早隧道;最长隧道;最快隧道;我国海底隧道
【中图分类号】N490【文献标识码】E【文章编号】1005-250X(2007)10-0063-03
21世纪是海洋的世纪，海上交通尤其是近海航运越来越频繁。为了缓解横跨海峡、海湾之间的交通压力，便于两岸人员和货物的往来，人们在不妨碍船舶航运的条件下，在海洋底部设计建造了海底隧道。海底隧道不占地，不妨碍航行，不影响生态环境，是一种非常安全的全天候的海峡通道。目前，全世界已经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、西欧和中国的香港九龙等地区。
海底隧道是连通海峡或海湾两岸的海底人工通道，从纵剖面图上来看，海底隧道就象一个巨大的“”形，上面水平部分露出地面，两侧斜坡为海岸引道，中间水平部分就是水面以下真正意义上的“海底隧道”。根据地形、地质等具体情况，水面以下的海底隧道也不一定完全水平。海底隧道的横断面在开凿时为圆形或马蹄形。海底隧道的通行方式以铁路、公路为主，还可以铺设输油管道和电缆等。
海底隧道是如何修建的呢？目前，海底隧道的施工方法主要有两种。一种是盾构法，在海底的地面以下，采用钻机在海床上钻洞，英吉利海峡的海底隧道和日本的青函隧道就用这种施工方法建成的。现代海底隧道的开凿，使用巨型掘岩钻机，从两端同时掘进。掘岩机的铲头坚硬而锋利，无坚不摧。钻孔直径与隧道设计直径相当，每掘进数十厘米，立即加工隧道内壁，确保施工安全。为保证两端掘进走向的正确，采用激光导向。另一种是管道沉埋法，就是将预制好的钢筋水泥管道敷设于海底，用特制的钢架将其固定在海床上，在外部用混凝土封上接头处，将内部海水抽干，然后在内部做好加固衬里，我国香港与九龙之间的海底隧道就是采用此种方法施工建成的。此外，还有人提出悬浮式海底隧道施工设计的构想，即利用阿基米德原理，把特制的管道悬浮在深海中加以固定，但是目前还有很多技术问题没有得到解决。
在一片汪洋大海底下开凿隧道或敷设管道，是一项工期长、投资大、复杂而又艰巨的工程，无论是勘测、设计和施工，都会遇到一系列复杂的问题，如地质、地形、岩层裂缝、漏水等等。1818年至1843年，英国在伦敦泰晤士河下，修建了一条水底隧道，长458米。原为人行及通马车之用，建成后改为通行铁路之用。施工时河水曾两次淹没了隧道而被迫停工，这是世界上最早的水底隧道。1908年，工程人员第一次建造勒希柏格隧道，试图从坎德河下穿过瑞士阿尔卑斯山脉，结果酿成惨剧，隧道顶在接近工作面的地方塌了下来，隧道很快灌满了泥水，25人死亡。后来，在上游处基岩较坚固的地方另辟蹊径才得以建成。在海底修建隧道，最容易发生的问题是裂缝和漏水，因此要求有防水、止水的有效措施。如用水泥沙浆喷射，压浆止水，强力抽排或化学凝固等方法。日本的一种化学药剂可在30秒内堵住水压每平方厘米10至20公斤、每分钟达3立方米的流量的裂缝水。
世界最长的海底隧道是日本的青函隧道。日本青函隧道穿过津轻海峡，连接日本本州岛的青森和北海道的函馆，全长为53.86公里，其中海底部分为23.3公里，是一条双线铁路隧道。该隧道1964年正式开挖，经过24年施工，1988年3月13日正式投入运营。在这条隧道没有建成以前，青森至函馆两地之间，乘渡轮要花5个多小时才能到达，有很多人甚至在漫长而危险的航行中丢了性命。而在青函隧道竣工后，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。巨大的便利是隧道建造者们通过巨大的努力换来的。由于津轻海峡处在环太平洋火山地震带上，专家们历时7年，采用了多种勘探方法，进行各种海底科学考察，最终决定，隧道必须在坚硬的火山岩层中通行才能保证安全，这也同时意味着施工是异常艰苦的。青函隧道工程从海底挖出的土，如果用载重量为11吨的大卡车首尾相接排列，可以从日本的东京一直排到美国的旧金山；用于工程的水泥一袋一袋相叠，高度相当于富士山的740倍；所用的钢材，足够建造31座东京铁塔；参加这项工程的人员，累计相当日本总人口的十分之一。
世界上运送乘客最快的隧道是英吉利海峡隧道。英吉利海峡隧道连接着英国的多佛尔和法国的加来，它是由3条并排的隧道所组成的。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，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的设计，可谓独具匠心。辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道的施工提供了详尽的地质资料，对保证安全施工有重要意义。日常运营中遇到紧急情况时，辅助隧道可以保证在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤离到地面。它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辅助隧道。英吉利海峡隧道于1987年动工，1994年竣工并投入使用。乘坐时速300公里的“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。
我国现已建成的海底隧道是香港海底隧道。该隧道是三条间断的海底隧道，它们越过维多利亚海峡，把港岛与九龙半岛连接起来。1972年，港九中线海底隧道最早建成，全长1.9公里，包括一条四车道、日流量12万车次的汽车隧道和一条地铁隧道。1989年9月21日建成通车的港九东线隧道，全长2.2公里，日通过汽车9万车次。1997年4月，香港回归前夕建成的西线隧道，拥有最多的六条车道，日车流量可达18万次，并直接贯通香港与内地，三条海底隧道使回归祖国后日益繁荣的香港特别行政区交通无阻。与青函隧道和英吉利海峡隧道不同的是，香港的三条海底隧道都是采用沉埋法建造的。这种方法需要预先选定隧道的走向，将路线上的海底表层松软泥土挖走，铺上石头作为地基，再把造好的特定长度的隧道一节一节地铺设在地基上即可。铺设隧道绝不是件容易事，一节管道造好后，要将它运到投放地点，往管道里注水，使它下沉。水下的潜水员指挥水上的起重机调整管道位置，从而保证每节管道完好对接。铺设完成后，还要在隧道外层加铺石料，以防隧道受到外部撞击破裂。在隧道出入口建成后，就可以把隧道里的水抽走，对隧道内部进行配套设施的安装了。整个工程也是非常耗时的，香港建造的这3条隧道，每条都花去了3年时间。
修建海底隧道虽然费时、费力，但建成后的海底隧道确实也给人们带来了极大的方便。海底运输不仅可以节省时间、降低运输成本、缓解穿越海峡海湾船只的拥挤状态，还可以有效避免海上交通易受天气影响的制约，从而大大提高了经济效益，因此修建海底隧道已经成为许多国家人们的共识。目前世界上一批新的海底隧道工程正在论证、拟建中。日韩海底隧道，通过对马海峡将日本、韩国进而和我国大陆、俄罗斯连接在一起的隧道，全长250公里，现已进入地质调查阶段，建成后将是世界上最长的海底隧道。 白令海峡隧道，连接俄罗斯和阿拉斯加，全长97公里，工程需资金400亿美元，建设需要20年，建成后，从欧洲、亚洲做火车到美洲可能将变为现实。欧非海底隧道，穿越直布罗陀海峡，连接欧洲和非洲，全长约40公里，1980年提出设想，目前已经研究论证了27年，最近一个名叫乔瓦尼·伦巴蒂的瑞士工程师提出实施方案，再次引起世人的高度关注，因为该隧道蕴藏着巨大的战略经济利益。
我国是一个临海大国，海岸线长达3.2万多公里，较大海湾有150个，岛屿众多，有三大海峡（琼州海峡、渤海海峡和台湾海峡）。因此，修建海底隧道加快我国沿海地区经济发展非常必要。
值得欣慰的是，2006年12月，国内首座海底隧道——厦门翔安海底隧道全线进入海底施工阶段。据介绍，翔安隧道总投资约为32亿元，工程全长约9公里，其中海底部分约6公里，隧道最深处位于海平面下约70米。翔安海底隧道作为厦门的第三条进出岛通道，上承国道、省道，下接城市区域路网，与厦门岛北面的厦门大桥、西面的海沧大桥一起构成三条连接大陆的路网格局，工程计划于2009年建成通车。厦门翔安隧道不仅是中国大陆第一条海底隧道，也是第一条由内地专家自行设计的海底隧道，它对于探索适合中国国情的海底隧道建造技术，缩小与世界先进水平的差距，将起到里程碑式的作用。
目前我国沿海地区还有胶州湾隧道、大连隧道等一批沿海海底隧道正在或即将进行论证、施工。有理由相信，随着我国改革开放步伐的快速推进，工程技术的不断发展，中国的海底隧道建设很快就会驶入快车道，它将给日益繁荣的国民经济建设注入新的活力。
收稿日期：2007-09-08
【关键词】海底隧道;修建方法;最早隧道;最长隧道;最快隧道;我国海底隧道
【中图分类号】N490【文献标识码】E【文章编号】1005-250X(2007)10-0063-03
21世纪是海洋的世纪，海上交通尤其是近海航运越来越频繁。为了缓解横跨海峡、海湾之间的交通压力，便于两岸人员和货物的往来，人们在不妨碍船舶航运的条件下，在海洋底部设计建造了海底隧道。海底隧道不占地，不妨碍航行，不影响生态环境，是一种非常安全的全天候的海峡通道。目前，全世界已经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、西欧和中国的香港九龙等地区。
海底隧道是连通海峡或海湾两岸的海底人工通道，从纵剖面图上来看，海底隧道就象一个巨大的“”形，上面水平部分露出地面，两侧斜坡为海岸引道，中间水平部分就是水面以下真正意义上的“海底隧道”。根据地形、地质等具体情况，水面以下的海底隧道也不一定完全水平。海底隧道的横断面在开凿时为圆形或马蹄形。海底隧道的通行方式以铁路、公路为主，还可以铺设输油管道和电缆等。
海底隧道是如何修建的呢？目前，海底隧道的施工方法主要有两种。一种是盾构法，在海底的地面以下，采用钻机在海床上钻洞，英吉利海峡的海底隧道和日本的青函隧道就用这种施工方法建成的。现代海底隧道的开凿，使用巨型掘岩钻机，从两端同时掘进。掘岩机的铲头坚硬而锋利，无坚不摧。钻孔直径与隧道设计直径相当，每掘进数十厘米，立即加工隧道内壁，确保施工安全。为保证两端掘进走向的正确，采用激光导向。另一种是管道沉埋法，就是将预制好的钢筋水泥管道敷设于海底，用特制的钢架将其固定在海床上，在外部用混凝土封上接头处，将内部海水抽干，然后在内部做好加固衬里，我国香港与九龙之间的海底隧道就是采用此种方法施工建成的。此外，还有人提出悬浮式海底隧道施工设计的构想，即利用阿基米德原理，把特制的管道悬浮在深海中加以固定，但是目前还有很多技术问题没有得到解决。
在一片汪洋大海底下开凿隧道或敷设管道，是一项工期长、投资大、复杂而又艰巨的工程，无论是勘测、设计和施工，都会遇到一系列复杂的问题，如地质、地形、岩层裂缝、漏水等等。1818年至1843年，英国在伦敦泰晤士河下，修建了一条水底隧道，长458米。原为人行及通马车之用，建成后改为通行铁路之用。施工时河水曾两次淹没了隧道而被迫停工，这是世界上最早的水底隧道。1908年，工程人员第一次建造勒希柏格隧道，试图从坎德河下穿过瑞士阿尔卑斯山脉，结果酿成惨剧，隧道顶在接近工作面的地方塌了下来，隧道很快灌满了泥水，25人死亡。后来，在上游处基岩较坚固的地方另辟蹊径才得以建成。在海底修建隧道，最容易发生的问题是裂缝和漏水，因此要求有防水、止水的有效措施。如用水泥沙浆喷射，压浆止水，强力抽排或化学凝固等方法。日本的一种化学药剂可在30秒内堵住水压每平方厘米10至20公斤、每分钟达3立方米的流量的裂缝水。
世界最长的海底隧道是日本的青函隧道。日本青函隧道穿过津轻海峡，连接日本本州岛的青森和北海道的函馆，全长为53.86公里，其中海底部分为23.3公里，是一条双线铁路隧道。该隧道1964年正式开挖，经过24年施工，1988年3月13日正式投入运营。在这条隧道没有建成以前，青森至函馆两地之间，乘渡轮要花5个多小时才能到达，有很多人甚至在漫长而危险的航行中丢了性命。而在青函隧道竣工后，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。巨大的便利是隧道建造者们通过巨大的努力换来的。由于津轻海峡处在环太平洋火山地震带上，专家们历时7年，采用了多种勘探方法，进行各种海底科学考察，最终决定，隧道必须在坚硬的火山岩层中通行才能保证安全，这也同时意味着施工是异常艰苦的。青函隧道工程从海底挖出的土，如果用载重量为11吨的大卡车首尾相接排列，可以从日本的东京一直排到美国的旧金山；用于工程的水泥一袋一袋相叠，高度相当于富士山的740倍；所用的钢材，足够建造31座东京铁塔；参加这项工程的人员，累计相当日本总人口的十分之一。
世界上运送乘客最快的隧道是英吉利海峡隧道。英吉利海峡隧道连接着英国的多佛尔和法国的加来，它是由3条并排的隧道所组成的。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，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的设计，可谓独具匠心。辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道的施工提供了详尽的地质资料，对保证安全施工有重要意义。日常运营中遇到紧急情况时，辅助隧道可以保证在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤离到地面。它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辅助隧道。英吉利海峡隧道于1987年动工，1994年竣工并投入使用。乘坐时速300公里的“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。
我国现已建成的海底隧道是香港海底隧道。该隧道是三条间断的海底隧道，它们越过维多利亚海峡，把港岛与九龙半岛连接起来。1972年，港九中线海底隧道最早建成，全长1.9公里，包括一条四车道、日流量12万车次的汽车隧道和一条地铁隧道。1989年9月21日建成通车的港九东线隧道，全长2.2公里，日通过汽车9万车次。1997年4月，香港回归前夕建成的西线隧道，拥有最多的六条车道，日车流量可达18万次，并直接贯通香港与内地，三条海底隧道使回归祖国后日益繁荣的香港特别行政区交通无阻。与青函隧道和英吉利海峡隧道不同的是，香港的三条海底隧道都是采用沉埋法建造的。这种方法需要预先选定隧道的走向，将路线上的海底表层松软泥土挖走，铺上石头作为地基，再把造好的特定长度的隧道一节一节地铺设在地基上即可。铺设隧道绝不是件容易事，一节管道造好后，要将它运到投放地点，往管道里注水，使它下沉。水下的潜水员指挥水上的起重机调整管道位置，从而保证每节管道完好对接。铺设完成后，还要在隧道外层加铺石料，以防隧道受到外部撞击破裂。在隧道出入口建成后，就可以把隧道里的水抽走，对隧道内部进行配套设施的安装了。整个工程也是非常耗时的，香港建造的这3条隧道，每条都花去了3年时间。
修建海底隧道虽然费时、费力，但建成后的海底隧道确实也给人们带来了极大的方便。海底运输不仅可以节省时间、降低运输成本、缓解穿越海峡海湾船只的拥挤状态，还可以有效避免海上交通易受天气影响的制约，从而大大提高了经济效益，因此修建海底隧道已经成为许多国家人们的共识。目前世界上一批新的海底隧道工程正在论证、拟建中。日韩海底隧道，通过对马海峡将日本、韩国进而和我国大陆、俄罗斯连接在一起的隧道，全长250公里，现已进入地质调查阶段，建成后将是世界上最长的海底隧道。 白令海峡隧道，连接俄罗斯和阿拉斯加，全长97公里，工程需资金400亿美元，建设需要20年，建成后，从欧洲、亚洲做火车到美洲可能将变为现实。欧非海底隧道，穿越直布罗陀海峡，连接欧洲和非洲，全长约40公里，1980年提出设想，目前已经研究论证了27年，最近一个名叫乔瓦尼·伦巴蒂的瑞士工程师提出实施方案，再次引起世人的高度关注，因为该隧道蕴藏着巨大的战略经济利益。
我国是一个临海大国，海岸线长达3.2万多公里，较大海湾有150个，岛屿众多，有三大海峡（琼州海峡、渤海海峡和台湾海峡）。因此，修建海底隧道加快我国沿海地区经济发展非常必要。
值得欣慰的是，2006年12月，国内首座海底隧道——厦门翔安海底隧道全线进入海底施工阶段。据介绍，翔安隧道总投资约为32亿元，工程全长约9公里，其中海底部分约6公里，隧道最深处位于海平面下约70米。翔安海底隧道作为厦门的第三条进出岛通道，上承国道、省道，下接城市区域路网，与厦门岛北面的厦门大桥、西面的海沧大桥一起构成三条连接大陆的路网格局，工程计划于2009年建成通车。厦门翔安隧道不仅是中国大陆第一条海底隧道，也是第一条由内地专家自行设计的海底隧道，它对于探索适合中国国情的海底隧道建造技术，缩小与世界先进水平的差距，将起到里程碑式的作用。
目前我国沿海地区还有胶州湾隧道、大连隧道等一批沿海海底隧道正在或即将进行论证、施工。有理由相信，随着我国改革开放步伐的快速推进，工程技术的不断发展，中国的海底隧道建设很快就会驶入快车道，它将给日益繁荣的国民经济建设注入新的活力。
收稿日期：2007-09-08