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新交通系统 |
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从北京乘上波音喷气客机，越过东海，只要3个多小时就能飞抵日本东京的成田国际机场。但是坐小汽车，从成田机场到东京市内仅65千米行程，跟随在高速公路上缓缓流动的车流中行驶，也要花费3个多小时。乘客的增加，车辆的拥挤，空气的污染，尤其是小汽车的泛滥，许多高速公路成了低速公路。城市交通面临着新的改革，建立一种自动化、高效率的，既具有公共汽车的大众性和经济性，又有小汽车的灵活性和适应性的新型客运系统，就十分必要了。 美国最早开始进行这种研究。1968年，有关人士向议会提出“未来的城市交通”设想，并把它称为自动化导轨客运系统。它们采用橡胶车轮，利用侧式或中央导轨导向，由计算机集中控制，实行无人管理。经过多年的研究和实践，许多国家在此基础上进行了改进。各国的新型客运系统，名称各不相同，但是技术水平大致相似，是一种自动化程度很高的有轨快速客运方式。与地铁和市郊铁路相比，车辆重量轻，数千米的小半径曲线和50‰的陡坡。站上无人管理，车上无人驾驶，完全由电子计算机控制，运行密度高，节省人力，节约营运费用，且能随喀运量的变化，在不减少车次的前提下，加挂或减挂车辆。这种新交通系统的出现，标志着城市交通的发展，进入了一个新的时代。 1974年，美国在达拉斯沃斯堡机场，建成第一个自动化导轨客运系统，全长21千米，设有52个车站，钢筋混凝土路面，有导向壁、供电轨和信号传输机。每辆乘客车有16个座位，24个站位，最高时速27千米。列车间隔最小18秒，每小时运送能力9000人次，1978年运送了630万旅客。第二系统于1979年在摩根城正式通车，全长14千米，设有5个车站，列车间隔时间最小15秒，最高时速48千米。采用充气橡胶轮胎，在有导轨的路面上行驶。随后，美国推广这个系统，1986年4月，迈阿密自动化导轨客运系统建成开业。该系统直接从高楼内穿过，与城市建设融为一体，形成奇妙的景观。 日本和德国对新交通系统也怀有浓厚的兴趣。日本大阪在南港与市内住之江公园之间，建设了一条全长6.9千米的双线高架式新交通系统。车站全部高架，站台周围采用玻璃屏幕，配有电梯和自动扶梯等设施，便于年老体体弱者使用。列车由9节车厢组成，有冷暖气设备。为便于观赏风景，采用大玻璃窗。首尾为动力车，可往复行驶。车厢下面有实心的橡胶导向轮。由于车辆受水泥导轨引导，又是多辆联挂运行，所以认为属于铁路的一种。但因其用橡胶车轮行驶，又类似公路。车辆的运行由电子计算机集中管理。计算机为三重系统，即当一套发生故障，指挥失误时，另两套“以多胜少”，能够继续指挥。整个系统的设备仪表，也采取多种措施，保证行车安全。车站能利用“站上操作台”控制列车车门启闭和列车出发。通过电视将各站台的情况，传送到中央控制室。在站与站之间运输，调度员也可通过计算机向行驶中的列车发出各种指令。列车运行间隔2分钟，全程运行时间 14～15分钟，每日运量7万人次。此外，日本在神户等地，还建有类似的4个系统。正在兴建的还有10多处。 德国的新交通系统称悬挂铁道，建在多德蒙特大学校园内，全长 11千米。其特点是车辆挂在离地面5～11米和箱型空心梁上，很像独轨铁路，但采用直线电动机驱动，实行无人操纵，最小运行间隔为40秒，每小时最大运输能力2100人次。 据有关人士介绍，目前已经建成的线路，尚属简单的轨道运输系统。车辆虽是自动运行，但基本方式是往复式或循环式，线路没有或很少有交叉，车站没有待避线，列车只能按照顺序运行。如果提高自动化程度，在车站设待避线，后车可以超越前车，每列车可根据旅客的情况决定发站和到站，而不受先后顺序的约束，这是第二种。自动化程度最高的第三种，是轨道运输系统的线路形成网络，车辆小型化，在电子计算机的控制下，许许多多的车辆协调地在网络上自动运行，能如同出租小汽车一样，满足乘客需要。但速度、安全和环境保护方面，均远远优于小汽车，且无人驾驶。这将是未来大城市的交通发展前景。 地下铁路 地铁的优势 为什么地铁能够成为各大城市的主要交通工具，并且受到越来越多国家和城市的重视呢？这是因为同其他交通工具比较，在城市客运中，地铁具有许多独特的优势。 运量大，速度快，是地铁的最大优势。目前，普通地铁列车的一节车厢，可容纳200名乘客。地铁列车编组一般为4～6节，早晚上下班高峰时增加到8～10节。这样，一列列车可载客800～2000人，比地面公共汽车大7～10倍。地铁列车的行车时间间隔很短，高峰时间每一二就有一辆列车通过，每小时单向载客能力可达5～6万人。 交通工具速度快慢的比较，不仅要看技术速度，更要看实际旅行速度。地铁不仅技术速度高，而且实际的营运速度也大大快于电车和公共汽车。尤其在大城市，由于车辆过多，上下班高峰时间，汽车堵塞现象相当严重，以致常常出现人们说的“汽车不如自行车走得快”的现象。目前，大城市电车、公共汽车的一般时速为10～20千米，但地铁时速一般为30～70千米，最高可达120千米，为公共汽车和电车的3～4倍。 据国外有关机构测算，乘坐地铁通常要比公共汽车、电车节省1/3～2/3的时间。巴黎地铁的特别快车线，车速每小时约100千米，乘客只用8分钟就可穿过巴黎市区。马赛地铁由终点站到市中心仅用18分钟，而乘公共汽车需45分钟。据比利时西线地铁统计，一年节省乘客出行时间达1亿小时。日本福冈市计算，该市地铁一天节省旅行时间 46630小时，相当于一年节约255.5亿日元。 地铁的另一重大优势是节约城市用地。地铁建在地下，几乎不占用地面用地。这对用地紧张、地价昂贵的大城市来说至关重要。尤其是在城市中心区，土地就更加宝贵。纽约的曼哈顿、东京的银座、北京的王府井、上海的南京路，都是世界闻名的人口集中、建筑密集、交通拥挤、土地昂贵的地方。在这些地区中，有的还有许多需要长期保存的历史建筑物。在这些地段改建或兴建交通设施，哪怕是座占地不多的过街人行天桥，也十分困难。如果修建地铁，既能解决大运量、高密度的客运问题，又占用不了多少土地，还能较好地保存地面上的历史文物。 从国防角度讲，地铁还具有战略作用。第二次世界大战期间，英国伦敦由于地铁工程坚固，希特勒狂轰滥炸，并没有使英国的神经中枢瘫痪。所以各国大城市，都在大力发展地下交通，尽量将市中心的交通地下化。许多科学家预测，21世纪的大城市中心区，不仅交通设施地下化，其他许多城市设施也将向地下发展。他们认为，地面以下50米深处具有出色的恒温性、隔热性、密封性、耐震性等特殊性能。对来自空中和地面的爆炸，包括原子弹在内，几乎不受影响。在非常时期，地铁既可以保证城市的交通地运输畅通，又能成为安全可靠、容量很大的防空壕。 此外，地铁的安全率要比自行车、摩托车、公共汽车、无轨电车等交通工具高出10以上。这也是地铁的一大优势。 与地面交通相比，地铁的污染也最少。地铁列车采用电力驱动，无废气，不污染环境。地铁列车运行虽然也有噪声，但由于它在地下运行，对地面影响很小。近几十年来，不少城市的地铁系统，列车采用橡胶充气轮胎。这种列车沿着抬高的、表面光滑的混凝土轨道疾驶，几乎没有噪声。 那么地铁是否也有缺点呢？有的。地铁最主要的缺点是造价十分昂贵，而且工期比较长。美国巴尔的摩地铁每千米的造价1900～2500万美元；华盛顿为6300万美元；香港地铁跨越海峡，每千米造价7500万美元；日本全国地下铁道平均造价每千米高达1亿美元。这是许多国家、尤其是发展中国家对建造地铁持慎重态度的主要原因。但是，造价也有较低的，如韩国汉城地铁每千米造价为600万美元，意大利米兰为400万美元。造价低的原因，主要是入地较浅，隧道直径小。为了降低造价，有些地铁把郊区轨道设在地面，市内部分有的根据地形建成高架线。所以，地铁往往成为包括地下、地面和高架铁道的总称。 地铁车站 地铁车站是聚集和疏散地铁乘客，并为乘客服务的场所。地铁车站的站间距离不能太近，也不能太远。对此，各国都有相应规定。如前苏联，在居民密度高的地区，站距在1000米以内，郊区为2000米。巴黎市区地铁平均站距为540米。我国北京地铁平均站距为1380米，上海为1230米。 地铁车站的设置，关系着乘客的吸引范围和客流量的大小。车站的出入口，也尽量与周围建筑物及其他设施结合在一起。纽约的世界贸易中心大楼，是两幢具有110层、高约500米的超高层建筑物，每天大约有10万人这两幢摩天大楼里办公。在这两座大楼底下，就设有四通八达的地铁车站，有3条地铁线路和一条穿越哈得逊河到新泽西河岸的隧道，以便为中心大楼的工作人员和来往乘客提供服务。加拿大蒙特利尔的所有地铁车站，都与其周围环境融为一体。无论是安排在公园之中而取得与丛林绿茵配合的良好景观，或者是深入到商业区内，车站的中层楼都与人行步道的高度相同，并且直接连通，也可直接通往办公楼的厅廊和旅馆。尤其是心脏地区的四个地铁车站，与周围的25幢办公大楼、1万个车位的停车场、350座大小商店、6家医院、3家大百货商店、35家旅馆、6座电影院、2个洲际铁路车站、蒙特利尔证券交易所和北美洲最大的商业中心之一圣·布纳劳杜拉连通起来，来往十分方便。 我国台北市中心的地铁，是同地面火车站融为一体的车站。该站共有10层，其中地面以上有6层，地下有4层。地下第四层供“红线”地铁行驶；地下第三层设有中央大厅，供地铁旅客使用；地下第二层为台湾铁路局的 9股铁路（台湾铁路干线在台北市中心的线路均已转入地下）和4个岛式站台；地下第一层设有铁路旅客中央大厅。地下各层均设有停车场，可容纳600辆汽车和300辆摩托车。地上二楼设有百货公司等各种商店和酒家。三至六楼是地铁和铁路部门的办公室。为加快旅客进出站，车站设有44部自动扶梯连接地下各层，并备有16部电梯为地上楼层服务，其中有4部专为残疾旅客服务。站内每34分钟调换一次隧道空气，通风量为每人所需空气的2倍。电力系统全部遥控，如发生事故，在数十秒内即可自动切断电源，保证安全，堪称为“智慧型车站”。 莫斯科的地铁车站造型各异，颇具匠心，大都以大理石、镶嵌砖为装饰，十分富丽堂皇。一根根巨大的柱子，令人眼花缭的枝形吊灯，以及各种雕塑和镶嵌图案，使人宛如进入一座地下宫殿。环绕老城中心的地铁线沿途每一站，都体现出艺术家、建筑师的不同追求。白俄罗斯的地铁站内，大理石柱洁白光亮，地面铺着厚实的花砖，并安上一根根装饰性柱子，上面用彩色瓷砖镶嵌出一幅幅表现白俄斯人民辛勤劳动、爱好和平的图案。诺弗斯罗波兹卡娅站更是非同一般，熠熠闪烁的彩色玻璃柱，使乘客置身于现代艺术的奇妙氛围之中。 值得一提的是，许多地铁车站运用艺术语言作车站标志，使乘客一见到车站的陈设和装饰，便知道是到了哪一个车站。如巴黎的罗浮宫地铁站，不设广告，只陈设与罗浮宫博物馆有关的艺术品。乘北京地铁的人，一见到四大发明的壁画，便知道到了建国门站；见到了去长城的巨幅壁画，便知道到了西直门站。墨西哥城地铁为了让不识字或不熟悉道路的人能看标记凭地图下车，每个站都有一个代表站名的浮雕图样，做到了艺术与服务的统一。该城的地铁车站，不仅为人提供方便舒适的旅游环境，而且简直是一座座文物古迹的宝库，堪称地下博物馆。其中有一站位于市中心广场下，车站里矗立着不同时代的巨大建筑模型，和地面上的建筑一模一样。 更令人叹为观止的是瑞典的斯德哥尔摩，它把地铁作为地下美术馆，这里有跨越40年之久的156位艺术家的作品，分别悬挂在50多个地铁车站内，被誉为世界上最长的美术馆。 地铁服务系统 随着科学技术的进步，时间节奏的加快，地铁的服务也在不断提高。为使大量的地铁乘客迅速出入地铁车站，许多城市的地铁，都增加了车站出入口的数量。堪称亚洲之最的上海地铁徐借家汇车站，全长606米，东西两侧有14个出入口。在宽敞的大厅里，矗立着42根无缝亚光不锈钢巨柱，加上乳黄色的釉瓷砖墙，会使你惊叹其色彩瑰丽、气势恢宏。站厅南面设有26773平方米的地铁商场。地上有市百六店、东方商厦、太平洋百货、大千美食林等等大型商场和密布的商店，构成了上海西南的商业中心。香港地铁的中环站，在东西长达380米范围内，也建有15个出入口。因为中环地区是香港最重要的商业区，许多大银行、大公司的总部都设在这里，进出口商行、律师行、会计师等不计其数。这里到处是巍峨的大厦，是数以万计的“白领”（办公室职员）谋生之地。这个车站的许多出入口设在大厦之内，从车站出来，不知不觉便进入了商场。在这些大楼里工作的乘客，不用走马路，但能直接进入车站，不少人从离家开始，不用去下街道，半小时左右便到了中环写字楼中，还有一些城市为解决地铁换乘点乘客走行距离长的问题，安装了移动式的人行便道，好似航空港内的行人皮带输送机。有的自动扶梯向上一直运行到街道同样的高度，方便乘客。 东京的地铁朴素无华，却十分实用。所有车站都设有自动售票机，售票机上面有全市的地铁线路图和票价表。买票时，看一下自己所去的站名和票价，把硬币投入口内，然后按下一下灯光显示不同票价的按纽，车票便但自动投入了取票口。如果你放进去的钱多它会自动找钱。万一身上没有带硬币，也不用发愁，因为所有的车站都有纸币自动兑换机，把纸币放入兑换口，便自动换成相等金额的硬币。在每条线路的主要车站内，还设有月票售票处，购买十分方便。各条地铁线路各用一种固定的颜色，比如天蓝色东西线地铁，这条线上的车体颜色、车站内表示方向的箭头都是天蓝色。换车时，沿着箭头所指的方向，很快就可以找到所换乘的路线。下了车，就会发现车站中央有一块大牌子，上面标明各个出口附近有什么主要建筑物。出了车站口，又有一块显示周围地理位置的示意图，上面详细标明该车站口的位置和街道、楼房的位置和名称，不用问人，就可以顺利找到所要找的地方。 有的城市车站备有比扑克牌略大一点的地铁线路图，乘客可以随便拿，上面介绍了各条线路主要站点、票价、列车行驶时间。车站还为盲人设置专用步道，是用一种麻面陶瓷步道板修筑的，盲人一踏上去就会感觉出来，沿这种步道走下去，就可以上车。 香港地铁的车票服务系统效率很高。车票其实是一张电脑磁卡，记录有售票时间、票值、车站等资料。进站时，把车票插进闸机的收票孔，机上的电脑验明无讹，旋转闸打开，乘客取回吐出的车票，同时进闸。这个过程只花一两秒钟时间，快捷便当。出闸时，情况相同，只是闸门不再把只使用一次的车票吐出。 香港地铁的票价政策也很灵活，不同区段采取不同票价。车票分单程票、通用储值票和游客车票三种。单程票和通用储值票又分成人票和儿童、学生票两种。游客车票专供到香港的旅游者购买，但购买日期仅限于抵港后 14日以内，否则，过期不予优待。 线性小地铁 由于地铁具有许多独特的优势，已经修筑地铁的城市，还想扩展延伸；而那些尚未修建地铁的城市，也都希望新建地铁。但是，修建普通标准地铁所需费用极大，世界各国都非常关心这个问题。为了降低造价，地铁小型化就成为发展的必然趋势，于是线性地铁应运而生。 线性地铁，是以所用车辆的动力驱动采用线性感应电动机为特征的，即把标准地铁的旋转型电机改成线性感应电动机。 为什么要用线性感应电动机来代替呢？这是因为使用这种电动机，可以使地铁车辆小型化，从而降低地铁的造价。线性地铁使用的车辆，由于动力系统不需要从旋转运动转换成直线运动，省去了齿轮箱等一系列传动机构，减轻了车辆的重量。正是由于使用扁平的线性感应电动机，以及车上各种装载设备的小型化，使车辆车体底板比以前低60厘米，车辆断面积也缩小到以前标准地铁车辆的70％，从而在不影响运量和旅客乘车舒适程度的情况下，实现了车辆小型化。 为什么车辆小型化就能降低地铁的造价呢？因为一条地铁的建设费用，其中60％是用于修筑隧道，因此，缩小隧道的截面积，是降低建设成本的关键。由于线性地铁的车辆缩小了，隧道的断面积也可以相应缩小。据介绍，这种小型地铁的隧道，半径只有4米，比原来的大型地铁隧道的断面积缩小了将近一半。这就使地铁初期的建设费用，节省了大约20％～30％。尤其在修建普通标准地铁困难的地段及地下埋设物多的地段，建设线性地铁更具优越性。同时，由于使用低地板的车辆，以及车辆小型化，也降低了车辆的成本。研究机构对两种地铁的建设投资进行了核算，结果是线性电动机驱动的小型地铁与原来的大型地铁相比，成本可降低31％。 此外，线性小型地铁还有以下两个优点：一是适合曲线和陡坡线路，二是噪音小。 邮政地铁 在伦敦市中心大约21米深处，有一条不运送乘客的地下铁路。这条鲜为人知的地铁，已经默默无闻地为社会服务了60个春秋。它就是英国皇家邮政部门所有的、专门用于信件和邮包快运服务的邮政地铁。 这条全长10.5千米的地铁，全线共有7个车站，每天运行22小时，为2条地上干线的6个邮局和2个火车站运送书信包裹是目前伦敦最繁忙的地铁之一。它有34辆无人驾驶的电动车辆，每辆车长8.2米，正好装载4个邮件集装箱，总共可以装15个书信邮袋或6个包裹邮袋。车辆侧面可以打开，搭在站台上，但于装卸。运输高峰期间，每4分钟发一次，可以把2辆车联挂在一起运行，以提高其运输能力。装载邮件的车辆从帕廷顿站出发，经过5个中间站交接，最后到达东区邮局所在地白色教堂路站，全程只需26分钟，被誉为英国最快速、效率最高的邮政通道。现在，这条件功能独特的地铁，正在加速实现设备的现代化。不久，这条地下邮政通道将成为英国邮件流量最大、投递最快的典范。 最近，日本也在用地下列车运送邮件。这一系统设在地下50米深处，用直径5米的隧道，将东京地区的8个主要邮政局、12个邮政支局和一些邮政所联结起来，并在其中行驶无人操纵的邮件运输列车。整个隧道的长度为46.4千米。每列邮件运输列车由2节车厢组成，每隔2分钟发出一趟列车，它们的平均时速为30千米，最高时速可达70千米。 地铁线路网络化 一个大城市的交通，有无地铁固然很重要，但有了地铁，其线路是否连接成网，它的网络化的程度如何，也大不一样。因为连接成网的地铁，分布在各个居民区，能够吸引大部分地区的乘客，更能发挥地铁客运量大、速度快的优势，从而取得更大的效益。 莫斯科市从30年代初开始修建地铁，60多年来坚持不懈，战争困难时期仍然投入大量人力和物力，不停地建设地铁。到1986年底，地铁营运里程总长度已达212.5千米，车站增加到132个，共有“一环八线”，即4个条直径线、4个半径线和1条环线，形成纵横交错的庞大地铁网。莫斯科地铁是世界上最繁忙，也是客运量最大的地铁。它的线路长度仅相当于伦敦的一半，其运量却为伦敦的四五倍。年客运量高达27亿多人次，相当于全世界总人口的一半。 纽约和巴黎的地铁素以线路多，乘坐方便而闻名于世。纽约已经营运的线路共有32条，总长达416千米，纵横交错，四通八达，有的地段竟有两层地铁线路同时营运。全市共有465个地铁车站，24小时昼夜服务。在全市公共交通运输中，担负着70％的乘客运输任务。巴黎共有地铁线路18条，其中放射线16条，环线2条，全长466千米。在纵横交错的地铁线上，星罗棋布地设有425个车站。在巴黎市区任何地方，200米距离内均可找到地铁车站。 墨西哥城是世界上地铁位置最高的城市，海拔2240米，这是建设地铁比较困难的城市。众所周知，墨西哥城四面翠山环抱，风光秀丽，四季如春，气候宜人。但古时的墨西哥城，大部分地区是一片湖面，许多建筑物建在干涸的湖底。由于湖底的地层松软，它便成了世界著名的同地面下沉搏斗的城市。在这样的地层下建地铁，加上国内财政困难，自然不那么容易。但墨西哥政府仍拨出巨款，加强交通建设，结果该城成为世界上地铁发展最快的城市。从1969年9月第一条长12.66千米的地铁线路投入营运以来，到1987年底，共建地铁线路7条，总长130.452千米，增长10倍多，车站由12个增加到120个，也增加了10倍。 新中国的第一条地下铁道 1965年7月1日，新中国第一条地下铁道——北京地铁一期工程动工兴建。这天上午8点多钟，党和国家领导人朱德、邓小平、彭真、李先念、罗瑞卿等同志来到北京西郊玉泉路临时搭设的主席台前，由北京军区司令员、北京地下铁路工程领导小组组长杨勇宣布：“北京地下铁道开工典礼开始！”中央领导同志依次走向基石碑，挥动铁锹，向基石培土，由此拉开了新中国地下铁道工程建设的序幕。 新中国修建地下铁道的愿望始于1953年，由于种种原因未能实施。1965年国民经济进入新的发展时期，北京地铁修建方案再次提上议事日程。毛泽东主席审阅了北京地铁建设方案并作了批示：“精心设计，精心施工，在建设过程中，一定会有不少错误失败，随时注意改正。”不久，中央军委命令调铁道兵的精兵强将参与修建北京地铁。铁道兵、铁道部地铁工程局、北京城建局4万多建设者聚集北京，摆开了修建新中国第一条地下铁道的战场。 北京地铁一期工程以北京火车站为起点，向西至石景山苹果园，全长23.6公里。全线设有17座车站和一座地面车辆段。经过建设者4年零3个月的艰苦奋战，于1969年9月20日建成，并于当年10月国庆20周年时通车。二期工程从1971年3月开始，于1984年9月19日正式运营。它自火车站向北，经建国门，沿原来的内城墙环行至复兴门东端与一期地铁衔接，略成半圆形，故称环线工程。二期工程全长16.1公里，设有12个车站，与沿途9座立交桥和60多条公共汽车线路沟通，形成庞大的地上地下交通网。 北京地铁由我国自行设计、自行施工、自行制造设备，具有一定先进水平。地铁使用的电动机车最高时速为每小时80公里，列车双轨来回行驶，平均每天客运量约13万人次，最高峰时达29万人次。到1992年，北京地铁运量已达4.28亿人次，成为北京市公共交通的重要支柱。地铁列车车厢使用了自动广播、电动控制、密结式风电钩、空气弹簧、塑料闸等国内先进技术。信号系统的自动闭塞设备首次采用了我国的体积小、性能好、防干扰效率高的具有了国际先进水平的移频自动闭塞设备。为了减少通风设备产生的噪音，科研人员自行研制出一种具有国际先进水平的无机硬性微孔吸声砖，消音效果十分显著。地铁的车站，犹如一座座雄伟壮观的地下宫殿，各站结构型体大致相同，但设计者利用多种手法，使各站构造新颖别致，各具特色。北京地铁的建成不仅极大地加速了首都的城市交通，而且开辟了我国修建地下铁道的新纪元。 隧道与铁路 铁路隧道 1829年，在英国建成的利物浦——曼彻斯特铁路线上，出现了世界上最早的一座铁路隧道，全长达1190米。从此，隧道偕同铁路一起在世界各国修建开来。1893年，秘鲁在穿越南美的科迪勒拉山系时，修筑了一条加列尔隧道，这条隧道长2800米，海拔4680米，是目前世界上最高的铁路隧道。由于海拔过高，穿越隧道时常使旅客引起高山病而感到不适。1921年，瑞士和意大利两国间修建了一条辛普伦二号隧道，长度为19823米。它是目前世界上最长的铁路单线隧道，最大埋设深度达2136米。施工时，洞内温度曾高达摄多56度，给施工带来了很大困难。 目前我国铁路隧道总长度已达2000多公里，其中1900多公里是解放后修建的。30年来，我国共修建了3600多座铁路隧道，平均每年修建120座，总长为60公里，是世界上每年平均修建速度最快、数量最多的国家。如成昆铁路，全长1085公里，共有隧道427座，总延长米240多公里，占全线长度的31％，2公里以上的就有34座。襄渝铁路全长800多公里，隧道占了34％，目前我国建成通车的最长的铁路山岭隧道是应原线上的驿马岭隧道，全长7032米。 据科学家认为，高速铁路多修隧道可以避免与地上其他交通干扰，选线可以尽量平直，通车后可以做到少维修和不维修，这在科学上和经济上都是合理的。 为了提高修建隧道的速度，目前国际上采用了许多新的科学技术。日本国铁研究所试验用四千个大气压的高压喷水切割花岗岩，可以像切豆腐一样方便，而且切出来的缝非常整齐。美国有个二公里长的隧道，采用大型掘进机开挖隧道，用激光导向，偏差只有15毫米，日进20至30米，最高日进40米。如果这些方法能够得到推广，那么修建隧道的速度将会大大加快。 我国最早的铁路隧道 1887年，台湾开始修筑从基隆经台北至台南的铁路。这条铁路不仅是我国最早修建的铁路之一，而且在这条铁路上，修建了我国的第一条铁路隧道——狮球岭隧道。 这条隧道位于基隆与七堵之间全长261米。隧道的最大埋设为61米，建成于1890年。隧道于1887年起从南北两端同时开工，由我国工程师定出线路方向及中心桩的开挖高度，整个工程则由中国军队负责修建。隧道通过的地层为页岩、砂岩及粘土，其坚实性及透水性程度各不相同，岩层的倾角也很陡峻。这里每年的降雨量超过330毫米。在开挖过程中，由于对地面的防排水没有采取适当的措施，在北口洞外明处开挖时，整块岩层曾滑入路堑中，在南口也发生类似情况，但较北口稍好些。当时台湾政府曾下令放弃修建隧道而改用路堑代替，当时的工程负责人坚持修筑隧道方案并提出改动线路方向，将线路位置向西移动并在隧道中部设置了一个曲线，使工程得以继续进行。 海底隧道 人们居然能坐火车，从大海底穿过到达对岸，这是一件十分有趣的事，这在本世纪以前是想象不到的。只有科学技术发展到一定的时候，才使这种设想成为可能。 海底隧道是怎样修成的呢？原来，它和城市里的地下铁道一样，也是在海底下的岩层中开凿一条隧道穿过去的。火车从地面上经过引道开入海底隧道，再从对面的海岸引道开到地面上来。从纵剖面图上来看为“ ”形，中间水平部分即不海底隧道，两侧斜坡为海岸引道，上面水平部分为露出地面的部分。有时海底隧道根据地形、地质等具体情况，也不一定完全为水平。隧道的横断面在开凿时为圆形或马蹄形，隧道的底部还可以铺设输油管道和电缆等。有的复线隧道开凿成两个单线的海底隧道。 在一片汪洋大海的底下开凿一条隧道，确实是一个复杂而又艰巨的工程，无论是勘测、设计、施工，都会遇到一系列的复杂问题，如地质、地形、岩层裂缝、漏水等等。因此，修建海底隧道需要采用现代化的施工和技术设备。 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。1942年，日本在下关和门司之间修筑了一条长6.3公里的海底隧道。这是较早的一条海底铁路隧道。 美国旧金山湾的海底隧道，水底部分长5790米，用57个管段，每段长82～107米，宽14.7米，高7.3米，排水量11000立方米，最大水深37.5米，是已知的管段沉埋最长的海底隧道。 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。 青涵隧道 世界上最长的铁路海底隧道是日本的青涵隧道，它位于日本的青森和函馆之间。日本的北海道与本州的联系，是通过海运和空运两途径来完成的。但是，由于日本客货运量发展迅速，海空运输已不能适应这种需要，而且海空运输均受气候的影响，因此，为解决这一问题，日本不惜耗费巨资决定修建这条加强本州与北海道联系的青涵隧道。 早在1950年，就开始通过疏浚和音波、地震探查以及潜水观察等方法对西线进行了调查，选择地质良好的地方作为隧道线路。开始设计时，选择了东、西两条路线，但东线在下北半岛的海岸附近突然下降需要穿过一条深达200米以上的海沟，并且那里处在火山带的轴心，因此采用位于水深140米以下海底的西线上。 青涵隧道全长为53.86公里，其中海底部分为23.3公里，它的最小曲线半径为6500米，最大纵向坡度为12‰，隧道断面采取双线断面。这条隧道于1964年着手开挖斜斜坑道，1972年着手开挖主坑道，目前，这个隧道仍在夜以继日地紧张施工中。 修筑这条隧道要开挖3条隧道。第一条为超前导坑，即从斜坑道的底部以3‰的纵向海峡中央开挖高4米、宽5米的隧道。它的目的是为了调查地质和确定灌浆、开挖方法以及搞清施工中会遇到的一些技术问题。这条超前导坑隧道，在将来主隧道施工时作为排水坑道和通风道使用。第二条是从斜坑道的中间在横离主坑 300米而与主坑道同样高度的位置上开挖，施工坑道。这条隧道的开挖主坑道之前，而以600～1000米的间隔向着主坑道设置若干开挖连络坑道，采取分段施工的办法，以缩短主坑道的工期。最后开挖主坑道，这是将业通过新干线的高9米、宽11米的隧道。 在开挖中，为了停止涌水坍方和保证安全，采用了许多先进的施工方法来加固地层。为了减少施工过程中隧道内的高温，潮湿和空气污染，采用坑道通风，使开挖面的温度保持在摄氏17度左右。 隧道里的惨剧 在修建隧道中发生的事故，比如坍方、涌水、毒气等等，从而引起伤亡事故，这在隧道史上是屡见不鲜的。但是当隧道修成通车后，也曾发生过一些重大的死亡事故，而这种死亡本来是完全可以避免的，它是由于缺乏科学知识而造成的。 1944年3月3日夜里12点多种，天气还很寒冷。在意大利南部亚平宁山区，一列火车穿过一座高架桥，钻进了一座很长的S形隧道。列车在潮湿、狭窄、路面倾斜的隧道中速度渐渐地缓慢下来。除了尾车以外全部车厢都进入隧道时，列车突然停住了。押车员佩罗站起来，拎着信号灯走下了尾车，想弄明白到底发生了什么情况，他沿车察看，发现所有的旅客全部都搭拉着脑袋，摊在座椅上。佩罗在隧道里感到头重脚轻，天旋地转。他跌跌撞撞地跑出隧道，站在桥上，一边深深地呼吸新鲜空气一边哭泣着，喊着：“死啦！全死啦！” 这是怎么回事呢？原来这列车来到S形隧道口时，由于车轮打滑，没有全部进入隧道。司机本应把车退到高架桥上，但他们没有退，而是使劲添煤加气，想要冲过斜坡，穿出隧道。可是，车轮在滑润的铁路上却少了摩擦力，虽然越转越快，列车却始终停留在原地。车上用的是一种劣质烟煤，燃烧中释放出大量的一氧化碳。由于长隧道内通风不良，大多数人已悄然入梦，无人发觉，于是在短短的几分钟内，521名旅客和乘务员中，除6个人幸免外，都遭到不幸，酿成铁路史上一次最悲惨的事故。 因此，现在修建长而大的隧道时，一般都注意修建通风设备。早在1905年我国杰出的工程师詹天佑在修建京张铁路时，在八达岭隧道就设有通风楼，也是反映詹天佑聪明才智的一个例证。 大瑶山隧道 大瑶山隧道处在京广铁路衡广 （衡阳至广州）复线的坪石至乐昌间，自北向南穿大瑶山，全长14.3公里，瑶山是我国中原的长江水系与南粤的珠江水系的分水岭——南岭的一个支脉，海拔高达1500米，在这里挡住了衡广铁路走向。原有的衡广铁路老线，从山峦重迭的南岭地带曲折蜿埏的穿过后，在瑶山脚下沿武水河东岸绕行。由于这里山势险要，地形复杂，线路技术标准低，设备差，最小半径只有229米，最大坡度达11.8‰，运输能力远远不能满足要求，于是决定修衡广复线。 大瑶山隧道从横断面上看上去，设计成人字形，即隧道的中间高，两头低。因为在修建长隧道时，要考虑到排水、出碴和运输供料的方便，设计成人字形便于向两头排水和出碴。隧道在施工中，有三个斜井和一个竖井通向正洞，以利施工和通风。 隧道施工全是机械化，用大型机械进行全断面和大断面的开挖。并采用复合衬砌技术，施工时进行光面爆破后，采用锚喷初期支护和二次模注混凝土衬砌，中间加一层厚二毫米的软聚氯乙烯塑料板作为防水层。这一新技术的采用，对隧道建成后将会起到有效的防漏水作用。随着这条隧道的建成和衡广复线的通车，这条线的通过能力将会会提高近一倍。 瑞士的隧道 内陆国瑞士地无三寸平，阿尔卑斯山脉盘踞在它和意大利、法国、奥地利的地境上，但它交通非常便利，6万公里公路、5千公里铁路交错于全国。稠密的道路网，主要靠1200条隧道沟通。有人说：“没有隧道便没有博士的现代生活”。 阿尔卑斯山是中欧通往南欧的障碍，在深切的河谷中豁开几个缺口，自古通行驿道。1707年费时11个月，在圣哥达凿通第一条隧道，长64米、宽2米、高2.5米，来往商旅称便。1872～1882年费时10年，凿成15公里的圣哥达铁路隧道，从此，瑞士开了“南大门”，火车直通意大利。1980年，又在圣哥达建成世界最长的公路隧道，全长16.32公里，宽768米，两侧还有0.7米宽的人行道。成为瑞士第二号国家公路的捷径。 圣哥达以西的辛普朗山更加险峻，1800年，法国皇帝拿破仑为了征服意大利，派出1200名士兵，用15个月时间，凿成瑞士第二条隧道，长200米，宽7～8米，使大炮能够拉到意大利去。1906～1922年，又凿通当时世界最长的铁路隧道，两条并行的隧道位于辛普朗山口下，各长 19821米、19801米，最深处位于山峰之下2135米。 在瑞士实现交通现代化，要比平原国家艰难十倍。前面说的圣哥达山口，总长57公里的铁路段就凿了72个隧道。当时的1200多条隧道还不能满足需要，到1990年开挖总长200公里的新隧道194条。 瑞士除了交通隧道外，还开辟了地下民防工事网络，建立2000多个地方军事指挥所，20万个民间核掩蔽所或防空洞，战时可以隐蔽80％的居民，聚集有生力量以歼灭来犯之敌。 蒙特利尔的地下街 号称“小巴黎”的加拿大第二大城、巴黎以外讲法语的最大城市蒙特利尔，人口280万 （1985年），位置偏北，从10月底到翌年5月初，漫天风雪，河面封冻，气温可降至零下30℃，积雪厚达1.5～3米。扫雪车不停地扫雪，吸雪车将雪抽到卡车上运走，清出一条条小路供人、车通行，每年为之花消七八百万加元。即使这样，交通还是相当困难，雪撬成了冬季的重要交通工具。 因此，蒙特利尔开辟地下街来对付严冬的肆虐。从1962年在市中心兴建第一个地下商业中心到现在，全市开拓了6处地下街，总面积超过100平方米，相当我国泉州市区的住宅建筑面积。成了世界上拥有地下街最多的城市。在地下迷宫里，街道整洁，分布着2家大百货商场，1000多家商店，8家旅馆，140家餐馆，25个银行，25家影剧院，还有可停1万辆汽车的停车场。魁北克大学蒙特利尔分校也在地下。1250个家庭的住宅也设在地下。 最大的地下街建在玛丽城市场，这个广场是蒙特利尔最繁华的商业区。地下有一个地铁车站。1962年开始，这些地面大企业有鉴于交通的拥塞和地皮的昂贵，基建时都在地下加建几层建筑，并挖掘地下通道与火车站、地铁车站相连，将行人吸引到本企业来。这样一来，百货店顾客、旅馆住客、剧院观众都成倍增加了，特别是冬季更为显著。后来经过进一步的规划和扩建，条条地下通道相连，道边开了商店、餐馆。不久，南面不远的博纳旺蒂尔广场也建成一处地下街区，两处沟通，在地下形成纵横总长约 10公里的街道网，集结各种店铺、旅馆、餐馆四五百家，每日流动旅客数十万人。在地下街的上面则横跨4条大街、纵贯5条大街，人们随时都可以钻入地下，避开喧嚣的人寰，进入恒温、不怕车祸的宁静世界。 “德雅尔丹综合体”是一个广场式的地下街区，是蒙特利尔的冬季文化活动中心。它在蒙特利尔美术博物馆马路的对面，这个博物馆是加拿大的艺术宝库，观众特多，开辟地下街给游客带来极大的方便。德雅尔丹地下街属于“半潜式”，一半在地上，一半在地下。它长72米、宽54米，共可容纳3万人在内活动。室内灯火辉煌，加上天棚玻璃透光和空调，四季如春，令人舒畅。 德蒙蒂尼是蒙特利尔的交通枢纽，地下街与交通建设巧妙地结合起来了。它的地面是本城长途汽车总站，地下是全城地铁交换中心，地上地下统一规划，整体部署。地下三层，各通向三条不同方向的地铁站中台，互不干扰。最底层位于地面之下20米，那里竟有一个不大的“热带植物园”，灯光明亮，终年保持20℃的温度，三层顶楼还泻下一股小小的“瀑布”。各种热带花草在地下暖湿的环境下，郁郁葱葱，令人难以置信。 蒙特利尔地下街的开拓是同1966年完成的地铁工程同步进行的，是地铁不可分割的一部分。通过地铁车站与地面商业中心、地面车站连接起来的地下街，构成蒙特利尔庞大的地下城，使大批人流转入地下，冬天不冒风雪也能过正常的生活，战时又能避免炮火和核武器的袭击。 |
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