星球研究所|30000座隧道的诞生!(上)( 二 )
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当我们经由洞门
进入隧道内部时
则是畅通无阻的通道
无论它是漆黑一片
(列车穿越铁路隧道 , 摄影师@李昌华)
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抑或灯火通明
(汽车穿越公路隧道 , 摄影师@沈噌噌)
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这些隧道畅通的背后
实则经历了数次“变身”
首先
人们通过凿孔爆破和挖掘
掏空山体
凿出一条通道
拥有数条“手臂”的凿岩台车
如“三头六臂”般在洞内钻凿孔眼
以便安放炸药
(爆破施工是目前山岭隧道中应用最广、也是最成熟的方式 , 下图为拥有3条钻臂的凿岩台车 , 位于郑万高铁的罗家山隧道 , 图片来源@视觉中国)
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精密控制的“爆破”
可以按照预设的轮廓炸开岩体
炸后的岩壁可谓是相当平整
(爆破后平整的岩壁 , 其中炮痕即为预先设计的隧道轮廓 , 摄影师@李锦勇)
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爆破开挖之后
岩体出现空洞
地层容易进入不稳定状态
随时可能垮塌
于是第二次变身立即开启
即安全支护
在过去
人们使用木材或者钢材
直接支撑起挖空的隧道
后来发明了巧妙的新工艺
工人们先在隧道岩体中打入锚杆
再布设一圈钢筋网
最后喷射一层混凝土
这样便可以控制四周岩体的变形
从而起到支护作用
(这种隧道施工办法由奥地利学者拉布塞维奇首次提出 , 后来被国际土力学会议正式命名为新奥地利隧道修建方法 , 简称新奥法 。 下图为隧道内的工人正在喷射混凝土 , 图片来源@视觉中国)
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1970年代
这种方法开始传入中国
并在中国隧道建设中广泛使用
(请横屏观看 , 白罗山隧道中的梯架式凿岩台车 , 考眼力:图中有几位工人?摄影师@牛荣健)
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当然
除了稳定岩石结构
隧道内还需要布设一道隔水层
用于防水
(银百高速庆阳段宁县隧道内的隔水层 , 摄影师@靳晰)
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最后
第三次变身登场
人们在隧道内架起一座“模板车”
再在壁面与“模板车”之间灌注混凝土
有如在模具中浇铸金属一般
加固支护的同时
还能保证壁面整齐平顺
这便是“二次衬砌”
(郑万高铁罗家山隧道中的模板台车和已经完成二次衬砌的平整隧道 , 图片来源@视觉中国)
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再辅以通风和照明等必要设施
一座完整的隧道
才得以诞生
(牡佳客专七星峰隧道贯通后的庆祝仪式 , 摄影师@王利)
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隧道
连通起大山两侧的世界
促进了彼此的沟通和交流
以1950年代修建的宝成铁路为例
北接陕西宝鸡 , 南连天府成都
是沟通西北与西南的第一条铁路干线
全线80%都是崇山峻岭
借着304座隧道
这条铁路通道才得以穿越秦岭山区
改变了蜀道难的局面
(宝成铁路上的客车正在驶出隧道 , 摄影师@武嘉旭)
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但是
受限于当时的技术水平
宝成铁路沿线的隧道长度大都小于1000米
最长的隧道也不过2300米
一座接一座的短小隧道组成了壮观的隧道群
而列车只能在隧道与展线组成的
“盘山铁路”上缓慢爬升
运行速度和运输效率都远远不够
(列车为了爬升预定高程 , 常通过延长线路以实现缓慢爬坡的目的 , 这样的铁路便称为“展线” 。 下图为宝成铁路沿线观音山附近的隧道示意 , 请横屏观看 , 制图@陈志浩/星球研究所)
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所以
我们需要更长
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