公路隧道可以貫山而過，呈現(xiàn)柳暗花明的壯觀，也可以從水下穿過，給人的感覺卻是穿越時空的奇妙。科技的發(fā)展擴(kuò)大了人們活動的半徑，也將諸多不可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 
　　水下公路隧道溯源 
　　什么是水下公路隧道？凡是在河流、湖泊、海灣、海峽等水域底下開鑿的公路隧道，都叫做水下公路隧道。世界上最早的水下隧道，大約產(chǎn)生于公元前2160年，由古巴比倫人修建，是一座穿越幼發(fā)拉底河的水下隧道。這條隧道全長900米、寬3.6米、高4.6米，用磚襯砌。有史學(xué)家推測，該隧道是用于軍事行動，便于騎兵和戰(zhàn)車的通過。這座距今近4000年的水下建筑是迄今發(fā)現(xiàn)的世界上最早的用于交通的水下隧道。 
　　中國古代有無水下隧道工程？由于資料的缺失現(xiàn)在已經(jīng)無從考證。但根據(jù)小說《三國演義》第一百十三回，講到魏蜀交兵，魏軍挖掘隧道從駱谷穿過，鉆進(jìn)蜀軍大營，內(nèi)外夾擊，攻破蜀軍的故事，說明1700多年前的中國古代極有可能挖掘過穿越水下的隧道。 
　　進(jìn)入20世紀(jì)后，一些歐美國家相繼建設(shè)了水下公路隧道，其中較為著名的有1927年建成的位于美國紐約市穿越哈得孫河的霍蘭公路隧道、1934年建成的英國利物浦市穿越默西河的公路隧道、1941年建成的荷蘭鹿特丹市穿越馬斯河的公路隧道等。目前，世界上最長的水下公路隧道當(dāng)數(shù)日本1985年修建完成的青函海底隧道。這條海底隧道穿越日本津輕海峽，將日本北海道和本州連接起來，全長53.85公里，被公認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的工程之一。 
　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對交通高質(zhì)量設(shè)施的需求越來越迫切。公路建設(shè)不僅要穿山越嶺，同時還要越江跨海。為了保護(hù)環(huán)境，拓展空間，人們已經(jīng)不再滿足僅僅依靠修建橋梁跨過水面。于是，水下隧道的研究和建設(shè)日益成為行業(yè)和社會關(guān)注的焦點(diǎn)。 
　　目前，我國已經(jīng)建成和正在建設(shè)的水下公路隧道有30余條。其中，已建成通車的跨越長江的大型隧道有武漢長江隧道、南京長江隧道、上海長江隧道等3條；已建成的跨海峽隧道有廈門翔安海底隧道、香港紅袋海底隧道和香港東區(qū)、西區(qū)海底隧道等，正在建設(shè)的海底隧道有青島膠州灣海底隧道、大連海底隧道等。據(jù)悉，瓊州海峽隧道、臺灣海峽隧道也是專家們關(guān)注和論證的課題，而廣州、重慶等大城市的越江隧道工程也在積極的籌劃之中。從地理方面講，我國地處亞洲東部，海岸線漫長，島嶼眾多，河川縱橫，具備了修建水下公路隧道的先決條件； 
　　從技術(shù)上看，眾多水下公路隧道的開通，也為我國在這一領(lǐng)域提供了很好的技術(shù)支持，并開啟了一個新的時代。 
　　我國第一大水系——長江，從雪山一路奔涌而來，擁有180多萬平方公里的流域面積，滋養(yǎng)了沿岸16個省、市、自治區(qū)的土地。在這條“用母親甘甜的乳汁，哺育我們成長”的大河上，已建和在建的大橋有50余座，對解決長江兩岸的交通運(yùn)輸發(fā)揮了巨大的作用。但同時，一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)也引起了人們的注意：不少長江大橋通航凈高過低，導(dǎo)致4000噸以上，特別是萬噸級巨輪難以通航，嚴(yán)重制約了水上運(yùn)輸，造成了巨大的水資源浪費(fèi)，不利于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，專家們大聲疾呼：長江是我國最重要的黃金水道，今后要慎建橋梁，多采用過江隧道方案！ 
　　在地理?xiàng)l件制約與社會發(fā)展需要的雙重作用下，我國水下隧道的建設(shè)，特別是長江隧道的建設(shè)進(jìn)入了黃金時代。 
　　誰是“萬里長江第一隧” 
　　目前，在我國長江沿線，過江隧道有3條：武漢長江隧道（2008年12月28日通車）、南京長江隧道（2010年5月28日通車）、上海長江隧道（2009年10月31日通車）。這3條穿越長江的隧道都在某種場合或新聞媒體上被贊譽(yù)為“萬里長江第一隧”。武漢人聽了不服氣：我們是最先建成通車的，時間上就是“第一”。南京人說：不服氣咱們就PK，不能只看時間早晚。上海人不理會這些，仍然自稱“萬里長江第一隧”。那么，究竟誰是“第一”？ 
　　從竣工通車的時間先后，以及地理位置上來看，武漢長江隧道是當(dāng)之無愧的“萬里長江第一隧”；建設(shè)規(guī)模方面，上海長江隧道以雙洞平均長度8.95公里居三隧之首，而且公軌兼用，橋隧相接，雙向六車道，規(guī)模宏大，蔚為壯觀，堪稱“第一”；但如果用施工難度和遇到的風(fēng)險來衡量，南京長江隧道的施工過程被公認(rèn)為是中國“水下施工第一難”。該隧道要在深達(dá)65米的水下穿越長江，隧道每平方厘米所承受的水壓高達(dá)6.5公斤，而且穿越淤泥、粉細(xì)沙、礫砂、卵石和風(fēng)化巖5種地質(zhì)，施工中遇到了擊穿冒頂、江底沉降、透水坍塌等各種巨大風(fēng)險，是長江流域工程技術(shù)難度最大、地質(zhì)條件最復(fù)雜的水下工程。由此看來，南京長江隧道自稱“第一”，也名實(shí)相副。 
　　中國工程院院士、著名隧道專家錢七虎說，這3條隧道“各有千秋”。在筆者看來，哪個是公認(rèn)的“萬里長江第一隧”，不僅要看科技含量、看規(guī)模、看硬件，同時還要看管理、看服務(wù)、看軟件。 
　　老百姓評價認(rèn)可，才是真正的“第一”。 
　　科技創(chuàng)新鑄就文化內(nèi)涵 
　　為了使水下隧道的運(yùn)行做到安全、環(huán)保、節(jié)能，在伴隨水下隧道的整個建設(shè)過程中，科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新始終發(fā)揮著巨大的支撐作用。比如我國科技部門依托上海長江隧道的建設(shè)開展了國家863課題“超大特長越江盾構(gòu)隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”，解決了越江隧道工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、安全與防災(zāi)等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題；依托廈門海底隧道工程開展的國家863課題“大型跨海隧道鉆爆法修建核心技術(shù)研究”，其研究成果的應(yīng)用，使廈門海底隧道的安全性得到了最大程度的保障，抗腐蝕、抗?jié)B水性能達(dá)到最高等級，能抵抗8級地震，施工工藝達(dá)世界頂級水平，工程質(zhì)量合格率達(dá)到100%。 
　　我國長江中下游三大越江隧道在一年半之內(nèi)陸續(xù)建成通車，這在世界水下交通建設(shè)史上是絕無僅有的，這標(biāo)志著我國穿越江河湖海的隧道技術(shù)臻于成熟，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。拿南京長江隧道來說，它是目前我國越江隧道工程中最難啃的一塊“硬骨頭”，然而，科技人員奮勇攻關(guān)，以自主創(chuàng)新的60多項(xiàng)核心技術(shù)，圓滿地完成了在特殊不良水文地質(zhì)條件下水下隧道工程的建設(shè)任務(wù)。可以說，南京長江隧道的建設(shè)蘊(yùn)含著豐富的文化要素，集工程技術(shù)人員的智慧、社會的人本精神與低碳環(huán)保要求于一體，是我國越江隧道工程中的典范之作。 
　　先說“智慧”，隧道的設(shè)計(jì)者頭腦之聰明令人佩服。南京長江隧道要經(jīng)過江底的沖槽段是“最大的世界級難題”，沖槽段經(jīng)江水長期沖刷，上面覆土最淺處只有11米，盾構(gòu)機(jī)從此處穿過，極有可能像蚯蚓一樣隆起。設(shè)計(jì)者們絞盡腦汁，想從水上拋石填厚江底，來保持泥水平衡，可是又擔(dān)心會影響河床的穩(wěn)定，最終否決了這一建議。經(jīng)過反復(fù)論證，設(shè)計(jì)者們采取改變盾構(gòu)參數(shù)的做法，又快又準(zhǔn)、絲毫不敢停留地連續(xù)掘進(jìn)72小時，終于成功地通過了險區(qū)。南京長江隧道總工程師郭信君說，在水下超淺軟土段盾構(gòu)，就像在豆腐里鉆洞，速度要快，否則軟土就會糊成一團(tuán)。同時，科技人員還解決了襯砌管片的防漏水問題，在地層高透水性和高水壓的條件下，保證隧道100年不漏水，解決了這一世界性難題。 
　　再說“人本”，隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行要以人為本。隧道運(yùn)行的最大風(fēng)險就是發(fā)生火災(zāi)。一旦發(fā)生火災(zāi)，煙火彌漫，會直接威脅災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的人員安全。而且，由于通道狹長，火情發(fā)生后外界救援很難及時到達(dá)。南京長江隧道的設(shè)計(jì)特別重視人的生命價值，采取了一系列安全和逃生措施。當(dāng)火情發(fā)生時，自動噴淋設(shè)備會迅速噴向著火點(diǎn)，能夠及時撲滅火焰；監(jiān)控和報(bào)警設(shè)備會迅速向前后車輛和有關(guān)部門發(fā)出警報(bào)；路面鋪設(shè)的瀝青為阻燃瀝青，可以大大減輕煙火彌漫的程度。在南京長江隧道中，還有一個特別的設(shè)計(jì)：隧道內(nèi)的路面上每隔80米就有一個大蓋子，逃生人員只要按一下開關(guān)，這個蓋子就會自動彈開，逃生者可順著蓋子下面連接的逃生滑梯來到下層通道。多項(xiàng)安全設(shè)施的設(shè)計(jì)，使得災(zāi)害對人員生命的傷害程度降至最低，充分體現(xiàn)了“以人為本”的理念。 
　　再說“低碳”，這是當(dāng)今社會節(jié)約能源的熱門話題。南京長江隧道雙洞平均長度為3930米，屬大型特長隧道，必須每天24小時開啟照明。如果按照舊式照明設(shè)備計(jì)算，一年所需電費(fèi)十分驚人，而采用新式節(jié)能L E D燈具和節(jié)能供電方案，則可節(jié)省電費(fèi)20%左右。南京長江隧道的出入口過渡區(qū)都采用了“雙燈型配備”，利用鈉燈的黃色光源，避免駕駛員進(jìn)出洞口時產(chǎn)生的“黑洞” 
　　和“白洞”視覺差。同時，隧道兩側(cè)壁都安裝了白色反光板，腰線使用“漸變色”，從中間的藍(lán)色向綠色過渡，最終成為紅色。這樣的設(shè)計(jì)，可以在節(jié)約光能的情況下，使隧道內(nèi)的行車環(huán)境如同白晝。在這樣的公路隧道中駕車，駕駛員不僅毫無壓抑之感，而且可以根據(jù)腰線的顏色來確定在隧道中的大致位置。 
　　武漢長江隧道使用盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)，攻克了一系列世界性難題，成功實(shí)現(xiàn)了雙線貫通；上海長江隧道橋隧相聯(lián)，規(guī)模宏大，蔚為壯觀；南京長江隧道突破新的技術(shù)難關(guān)，充分體現(xiàn)了人文關(guān)懷。它們的應(yīng)用，不僅有利地保護(hù)了環(huán)境，降噪防塵，而且可以有效地抵抗地震，甚至在特殊情況下還能防御戰(zhàn)爭災(zāi)害。 
　　作為一名專業(yè)科技工作者，我欣喜地看到，最近10年來，在國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心和隧道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新成果引領(lǐng)下，我國水下公路隧道技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。隨著我國交通事業(yè)的大踏步前進(jìn)，我國水下公路隧道的發(fā)展前景一定會越來越好。 
　　延伸閱讀： 
　　我國水下公路隧道的類型 
　　按照修建水下隧道的基本方法劃分，可以分為盾構(gòu)法水下隧道、鉆爆法水下隧道、沉管法水下隧道等。 
　　盾構(gòu)法水下隧道的施工，主要掘進(jìn)設(shè)備是大型盾構(gòu)機(jī)。到目前為止，我國已建成水下盾構(gòu)法公路隧道達(dá)17條之多，設(shè)計(jì)車速為每小時40?100公里，具有雙向四車道、雙向六車道，雙層、雙向六車道等多種車流形式，隧道直徑在10?15米之間。上海是我國采用盾構(gòu)法修筑越江隧道的先行城市，自1965年以來陸續(xù)建成了穿越黃浦江的十多項(xiàng)水下隧道工程。上海崇明越江通道工程是目前世界上最大的橋隧結(jié)合工程之一，整個工程結(jié)構(gòu)為“南隧北橋”，全長25.5公里。其中跨越長江口北港水域的橋梁工程長約16.65公里，穿越長江口南港水域的隧道工程，長約8.95公里。所用盾構(gòu)機(jī)之大，有五層樓房高，直徑達(dá)15.43米，為世界之最。從2004年12月28日正式開工建設(shè)，到2009年10月31日建成通車，花費(fèi)了5年時間。 
　　交通運(yùn)輸部總工程師周海濤視察了上海長江隧道之后，感慨地說：“平淡無奇的水泥、鋼筋、沙石，被上海的建設(shè)者們賦予了生命和智慧，而科技是其中最靈動的細(xì)胞。” 
　　鉆爆法水下隧道的施工，是依靠超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，進(jìn)行爆破和監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)安全推進(jìn)挖掘的隧道施工方法。我國大陸地區(qū)的第一條海底隧道廈門東通道翔安隧道和第二條海底隧道青島膠州灣海底隧道，就是采用鉆爆法施工的海底隧道工程。海底隧道采用鉆爆法施工，面臨著涌水、突水、圍巖坍塌和主體結(jié)構(gòu)滲漏水的風(fēng)險，因此，及時準(zhǔn)確的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、爆破監(jiān)控分析，是保證安全的關(guān)鍵技術(shù)。 
　　廈門東通道翔安隧道已于2010年4月建成通車。工程全長8.7公里，其中海底隧道長約5.95公里，跨越海域?qū)?.2公里。該工程的特點(diǎn)是3孔隧道，兩側(cè)為行車主洞，各設(shè)置三車道，設(shè)計(jì)行車速度為每小時80公里。中間1孔為服務(wù)通道。隧道最深處距海平面約70米，工程總投資為32億元人民幣。該隧道的掘進(jìn)，恰恰要通過強(qiáng)風(fēng)化地層和海底風(fēng)化深槽，施工人員克服了前所未有的困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從翔安海底隧道中開挖、棄運(yùn)土石方約235萬立方米，幾乎相當(dāng)于埃及大金字塔的土方量。支護(hù)用錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)、襯砌鋼筋等鋼材約5萬噸，相當(dāng)于修建7座巴黎艾菲爾鐵塔的鋼材。從2005年9月開工建設(shè)，用了將近5年時間，終于高質(zhì)量、高水平地完成了建設(shè)任務(wù)。 
　　沉管法水下隧道的施工，是將在干塢中制作的管狀隧道節(jié)段沉入水底，連接而成水下通道的施工方法。自1972年以來，我國香港、臺灣高雄、廣州、寧波等城市相繼建成了1 2條沉管法水下公路隧道。上海外環(huán)隧道是我國大陸修建的規(guī)模最大的沉管隧道，其建設(shè)規(guī)模為亞洲第一、世界第二。該隧道全長2.88公里，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是分為3孔，左右孔分別為單向三車道。中間1孔為通行方向不固定的兩車道，可根據(jù)來往車流量大小及時調(diào)整，如果往浦東方向車流量大，即調(diào)整為往浦東方向的車道； 
　　反之，則調(diào)整為往浦西方向的車道。由此，整個隧道可形成“五來三去”或“三來五去”的格局。隧道最大埋深33米，江中段長736米，由7節(jié)管段組成，每節(jié)長100多米，自重4.5萬噸，面積相當(dāng)一個足球場。將這樣的龐然大物沉放江底，技術(shù)難度和風(fēng)險之大可想而知。數(shù)千名建設(shè)者采用 G P S 定位、三維測深技術(shù)、大型絞吸船吹吸作業(yè)法等技術(shù)，排除了工程建設(shè)中遇到的險情，解決了沉管隧道施工中難度最大的管段水下位移問題，為特大型沉管隧道在復(fù)雜條件下施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。上海外環(huán)沉管隧道于2003年6月21日建成通車。