全世界最长的隧道

一、全世界最长的隧道

穿越瑞士阿尔卑斯山的圣哥达隧道,全长56.3公里,是目前世界上最长的隧道。圣哥达隧道自1999年开建,至今已历经了16个年头,期间2000多名工人参与到隧道的挖掘工作中,夜以继日地将3100万吨山石挖出。

整条圣哥达隧道的建造花费约为103亿美元(约合661.5亿人民币)。按计划,圣哥达隧道的运行测试将于10月1日启动。隧道途径欧洲人口最稠密的地带,这一地区形似香蕉,因而被人们称作“蓝香蕉”。该区域从英格兰北部起、经瑞士、法国、德国、蔓延至意大利北部。隧道通车后,火车在隧道中的最快时速可以达到150英里(约合241公里)。苏黎世、卢加诺至米兰的车程将缩短1个小时。

二、工程特点

圣哥达隧道是瑞士2号高速公路的一部分。这条高速公路从瑞士北部巴塞尔通到意大利边境上的基亚索。

隧道只有一根管道,向双方运行的车辆在同一根管道中运行,每个方向只有一股道,管道内限速80公里/小时。隧道内必须保持150米车距。

圣哥达隧道的通车量非常高,隧道两端往往堵车。相反的,另一条在格劳宾登州的穿越阿尔卑斯山的隧道,圣贝纳迪诺公路隧道比圣哥达隧道短和车辆少。但由于那条路比圣哥达隧道的路长,因此要用的总的时间比使用圣哥达隧道长。

圣哥达隧道的安全性令人感到担心,因为它只有一个管道,而每个方向又只有一股道,因此它的安全性比多管道多股的隧道要差。

早在上世纪80年代,瑞士就有意将阿尔卑斯山地区的交通由公路转向铁路,并判断这是一种更具可持续性的交通政策。1992年,瑞士民众同意修建包括圣哥达隧道在内的一系列穿越阿尔卑斯山的铁路隧道项目。

圣哥达隧道全长57.1公里,于1999年开工建造。为保证火车能在隧道中高速行驶,缩短火车穿越阿尔卑斯山的时间,这条隧道从接近山体底部的南北两端开凿,并尽量沿直线向前推进,最终实现交会,整条隧道贯通。

这条隧道顶部承载了最高处达2300米的山体,巨大山体对隧道造成的沉重挤压、山区复杂的岩层和地质结构,以及如何处理挖掘出来的石块成为施工人员需要攻克的诸多难题。

圣哥达隧道的承建方负责人说,在隧道挖掘过程中发生过一次误判,造成1200多万美元的损失。事故的原因是挖掘机碰到一处非常脆弱的岩层,造成大规模塌方,结果整个挖掘机被山石埋得动弹不得。

其实,为避免破坏山体结构,在挖掘推进之前,施工人员会对坑道前方的岩层进行勘探和地质分析。但由于工程体量巨大,又涉及复杂的三维环境,施工过程中难免出现始料未及的突发状况。

圣哥达隧道在施工过程中共挖掘出2800多万吨山石。如果将这些山石直接当作垃圾废料处理,无疑是对自然资源的巨大浪费,而要将山石从深深的坑道里运出,再运往别处,又将是一项浩大工程。

据隧道承建方介绍,大部分挖掘出来的山石最终都得到使用。承建方的做法是将其中三分之一质量较好的石头打碎加工成混凝土,直接铺在隧道顶部;另外三分之二质量差一些的石头则被用于铺填铁道、填湖造岛等。

三、建设历程

早在1947年,瑞士工程师格鲁纳就绘出了圣哥达基线隧道的设计草图,但受工程审批的繁文缛节、成本高昂等因素影响,隧道建设直至1999年才开始。

瑞士联邦铁路的全资子公司,阿尔卑斯枢纽计划圣哥达股份公司承担圣哥达山底隧道工程的建造。

该隧道开工后,分别从南北两端同时开始工作,2000多名工人开始参与到隧道的挖掘工作中,夜以继日地将3100万吨山石挖出,这些石头超过了200万辆卡车的装载量,其中还有8名工人不幸遇难。

为了将施工时间缩短一半,承建商在工地开挖四条出入通道,以使隧道施工可以在5个不同地点(埃斯特费尔德(Erstfeld)、乌里州(Amsteg)、塞德龙(Sedrun)、法伊多(Faido)和博迪奥(Bodio) )同时进行。双孔单线隧道系统正在修建中。大约每隔325米(1 066英尺)就修建一条联络通道将两条隧道连接到一起 。

建造新隧道的主要钻凿机约长410米,运作起来如同一座流动工厂,在切割岩块后能将瓦砾往后仍,同时将预先塑好的水泥块铺上以形成隧道。另外还有一个机器负责灌浆贴合水泥块。

瑞士联邦铁路说,隧道的轨道板是125名工人轮班,不停顿地工作了4.38万个小时铺设而成。

圣哥达基线隧道共使用了400万吨混凝土,相当于全球最高建筑哈利法塔的40倍。

四、工程意义

新隧道建成后,重达4000吨(4409 短吨;3937长吨)的标准货运列车可以轻松地穿过阿尔卑斯山这个天然屏障。另一方面,旅客列车能够以快达250公里/小时(155.3英里每小时)的速度通过新隧道, 将穿越阿尔卑斯山列车的旅行时间减少50分钟 ,一旦附近的Zimmerberg(齐美尔堡)和Ceneri(涅里)山底隧道竣工后,使苏黎世与米兰之间的行程用时缩短约一个小时,列车可在17分钟内穿越阿尔卑斯山心脏地带。据瑞士联邦铁路估计,到2020年,日乘客量将从目前的9000人次增至1.5万人次。

列车可以在两个多功能车站内(分别位于Sedrun(塞德龙)及法伊多(Faido))切换隧道。这些车站主要用作设置通风系统及技术设施。在工程完成后亦会成为紧急停靠站及逃生通道。

隧道的坡度也大幅降低,1882年建成的圣哥达铁路隧道顶点与埃斯特费尔德之间的高度差达到近700米,而圣哥达基线隧道最高点(海平面以上550米)仅比埃斯特费尔德北入口高出90米。因此,货运列车通过这条隧道运输载重量与运行速度都可以翻倍。