理论教育 历史演进:隧道工程施工及风险防控

历史演进:隧道工程施工及风险防控

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:从17世纪起,欧洲陆续修建了许多运河隧道,其中,法国的马尔派司运河隧道建于1678—1681年,长157 m,它可能是最早用火药开凿的航运隧道。1895—1906年,出现了穿越阿尔卑斯山的长19.73 km的铁路隧道。2010年10月15日贯通的瑞士中部阿尔卑斯地区的戈特哈德铁路隧道全长达57 km。在施工过程中该隧道因水急而停工,1823年由法国工程师勃吕奈尔接手,历时18年用盾构法完成。19世纪初,欧洲的法国、意大利、瑞士等国就已在山区修建公路隧道。

历史演进:隧道工程施工及风险防控

所谓隧道世界经济合作与发展组织(Organization for Economic Cooperation and Development,OECD)在1970年从技术方面给出的定义为:以任何方式修建,最终使用于地表以下的条形建筑物,其内部空洞净空断面面积在2 m2以上的均称为隧道。这一定义通过对净空断面面积与结构元素的限定,将隧道与因动植物活动形成的狭小空间区别开来。

隧道的产生和发展与人类文明的发展是相呼应的,大致可以分为以下四个时期。

1.原始时期

原始时期即公元前3000年之前。其实隧道的雏形早在人类进化的过程中就已显现端倪,如北京猿人的洞穴、山顶洞猿人的洞穴等。这一时期的人类或栖居于天然的洞穴,或利用兽骨、石器等工具在自身稳定而无须支撑的地层中开挖洞穴,抵御自然威胁。

2.近古时期

近古时期即公元前3000年至公元5世纪,这一时期修建的隧道更多的是统治者意图实现“灵魂永在”而修建的地下墓穴,以及出于生活军事防御目的修建的早期隧道结构物。

我国有文字记载的最早的地下人工建筑物出现在公元前722年前后,《左传》名篇《郑伯克段于鄢》中有“若阙地及泉,隧而相见”的记载。最早用于交通的隧道为褒城镇褒斜道南端以火煅造的石门隧道,位于今陕西省汉中市褒谷口内,历时三年,于东汉永平九年(公元66年)开凿成功。

在国外也有很多著名的古隧道。公元前2200年左右,古巴比伦王朝为连接宫殿和神殿修建了长约1 km、断面尺寸为3.6 m×4.5 m的砖砌构造隧道,采用明挖法建造,是迄今已知的最早的交通隧道。古罗马曾经在凝灰岩中开凿了垂直边墙无衬砌引水隧道——婆西里勃隧道(公元前36年),位于今意大利境内那不勒斯与普佐利之间,应是现存最大的古隧道建筑物,至今仍可使用。(www.daowen.com)

3.中世纪时期

中世纪时期指约5世纪至16世纪的一千余年,这一时期的社会发展主要以疆域开拓和资源开发为特征,隧道建设更多体现在矿山工程和地下军事防护工程中,隧道建筑技术发展缓慢。人们利用棚架支撑岩层和卷扬提升土石,从两端洞口开挖隧道。隧道施工方法或开挖方式更多体现为满堂支护,故也被称为矿山法。

4.近代和现代

近代和现代即从17世纪的产业革命开始至今,这一时期由于动力机械及炸药的发明和应用,隧道开挖技术得到极大的发展,应用范围迅速扩大。除矿山工程外,隧道还用于灌溉、运河、公路和铁路等工程,以及为促进城市发展而修建的地铁、输水工程等。

从17世纪起,欧洲陆续修建了许多运河隧道,其中,法国的马尔派司运河隧道建于1678—1681年,长157 m,它可能是最早用火药开凿的航运隧道。1820年以后铁路成为新的运输手段,英国、法国先后开始修建铁路隧道。随着铁路运输事业的发展,从当时经济比较发达的欧洲各国开始,然后是美国和明治维新后的日本等,各国修建的隧道也越来越多。

1895—1906年,出现了穿越阿尔卑斯山的长19.73 km的铁路隧道。2010年10月15日贯通的瑞士中部阿尔卑斯地区的戈特哈德铁路隧道全长达57 km。我国第一条铁路隧道是1890年建成的台湾狮球岭隧道,1903年建成第一座长度超过3 km的隧道是兴安岭隧道。

第一座用于现代交通的水底隧道是1807年开工的伦敦泰晤士河下公路隧道。在施工过程中该隧道因水急而停工,1823年由法国工程师勃吕奈尔接手,历时18年用盾构法完成。较为完善的水底道路隧道是建成于1927年位于纽约哈德逊河底的荷兰隧道。我国第一条水底公路隧道是1970年建成的上海黄浦江水底隧道。19世纪初,欧洲的法国、意大利、瑞士等国就已在山区修建公路隧道。2001年初投入运营的挪威西部的拉达尔隧道长24.5 km,是目前世界上最长的公路隧道。

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