小編語

　　今年的英國隧道學會(BTS)會議上，多位專家為與會嘉賓介紹了挪威的隧道施工。TBM再度于北歐崛起后，將迎來哪些技術挑戰，未來又會有哪些明星工程涌現?

奧斯陸之下——地質背景

Under Oslo – The Geological Context

　　奧斯陸的地質主要為硬巖，包括前寒武紀結晶基底(片麻巖、花崗巖和角閃巖)，寒武紀和志留紀的沉積巖(石灰巖、砂巖、粉砂巖、角巖、頁巖)，侵入巖和巖脈(正長巖、斑巖、玄武巖、輝綠巖)。

　　通常，奧斯陸的硬巖層均質而堅固，其中節理較少。巖體滲透性極低，單一裂縫或一組裂縫將成為巖體中的排水通道。自冰河時期起，硬巖就遭到不斷侵蝕，斷裂帶與巖體薄弱區域尤為嚴重。這些遭到冰川侵蝕的“低谷”被厚厚的海相黏土層充填，而這些黏土層對于沉降相當敏感。

　　穿越(截斷)斷裂帶的隧道會使地下水位在距離隧道相當遠的地方下降，可能導致沉降或環境問題，這一情況對建于淺厚的軟海生黏土層上的建筑影響尤為嚴重，因此隧道施工降水與否極其重要。若進行降水，設計人員需要決定允許的滲水量，并計算其對于地下水位與沉降帶來的影響。因此在當地的鉆爆法隧道施工中，可能需要進行系統性的預開挖注漿，將滲水減少到可接受的水平。若使用TBM與管片建設隧道，TBM推進前進行預開挖注漿足矣。

其他地質風險

More Hazards

　　此外，挪威還有各種難以預料的地質風險——

　　挪威“特產”的另一種地質風險是“快速黏土(Quick Clay)”，也稱作樂達黏土——一種由鹽保持穩定的開放結構海黏土。若其中的鹽從黏土中流失，該黏土便會極其不穩定，受到輕微擾動便如同紙牌屋般迅速崩潰，隨后變成流體，因此在極淺的縱坡上也會導致滑坡事件的發生。挪威歷史上曾發生多起快速黏土層中的滑坡事故：

　　■ 最嚴重的一起為1893年Verdals滑坡事故，55,000,000m3黏土變為流體導致滑坡，造成116人死亡;

　　■ 1953年Bekkelags滑坡事故，摧毀了兩條軌交線，造成5人死亡;

　　■1978年Rissa滑坡事故，330,000㎡區域內，6,000,000m3的黏土溶解崩塌，造成1人死亡，20座建筑破壞，甚至引發了3m高的海嘯。

熱點與未來工程

Future Projects

　　進入2000年后，挪威逐漸開始在隧道工程中應用TBM，不僅進行技術革新克服了這些地質難題，更是建造了多條舉世矚目的隧道，未來也將有更多創新工程問世——

　　Rogfast隧道

　　全球最深海底隧道——Rogfast隧道為挪威西南部Stavanger以北Boknafjorden灣和 Kvits?y峽灣之間的一條公路隧道，隧道總長27km，最深為海平面下392m，最大縱坡5%，設兩個隧道管，為平行的10.5m寬x 27km長的雙車道單向隧道。

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　　目前，工程的施工方法在鉆爆法與TBM法中進行比選：

　　■ 工程原計劃使用傳統鉆爆法，覆土超過50m，進行預開挖注漿和鉆爆開挖，配合錨桿與噴射砼支護，設獨立內襯;

　　■ 工程若采用TBM，成本比鉆爆法高出20-35%，工期則將縮短1.6年，風險也較低。如果使用TBM，則需要應用雙模TBM，且配備預開挖注漿與超前鉆探能力。

　　■ 研究人員評估了TBM的應用數量：多臺TBM可使工期調整更為靈活，但是不利于物流與后勤;而使用單臺TBM成本較低但工期較長。

　　工程想要使用TBM進行施工，目前還需要解決一些問題，比如392m的地下水頭與復雜的地質情況等。最終的工程施工方案將在更加詳細的調查后進行評估。

　　海底油田隧道

　　挪威計劃使用TBM掘進一條隧道，將海底油田連接至大陸，用于運輸原油。目前，建設方已經在離岸30km，水深150m的海底區域進行了勘探。根據規劃，該隧道將使用直徑6.6m的雙護盾TBM掘進，面臨的挑戰包括：

　　■ 極不穩定的地層與巖體環境，包括混合地質、流動地層、膨脹巖、擠壓底層等;

　　■ 涌水量大，地下水頭可達250m，需要預開挖注漿;

　　■同時進行三條隧道的平行掘進才能達到高效率，并需要兩條人員和設備的運輸隧道，以及一條油氣管道。

　　Stad船用隧道

　　斯塔德隧道將成為世界首條專門為船只通行開辟的隧道。斯塔德灣周邊為高原山區，最高點為645m，隧道將在高山下進行開鑿，連接沿海城市卑爾根及奧勒松，全年船舶都可以安全地在隧道中行駛。隧道全長1.7km，中心高度在海平面以上33m、深度在海平面以下12m。船寬限17m、長限20m。按設計隧道寬36米，高45米，最大可通航16000t級船舶。

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　　這條隧道并不是一項復雜的工程，其中的挑戰在于運輸與物流。

　　Hyperloop隧道

　　此外，斯德哥爾摩和赫爾辛基之間計劃建造一條通行Hyperloop超級高鐵的海底隧道，將兩地的通行時間縮短至28分鐘。這將需要挖掘一條長170km的隧道，其中最大挑戰是隧道內的疏散與逃生，目前計劃在建設與運營中采用石油平臺作為中間豎井。