小编语

　　今年的英国隧道学会(BTS)会议上，多位专家为与会嘉宾介绍了挪威的隧道施工。TBM再度于北欧崛起后，将迎来哪些技术挑战，未来又会有哪些明星工程涌现?

奥斯陆之下——地质背景

Under Oslo – The Geological Context

　　奥斯陆的地质主要为硬岩，包括前寒武纪结晶基底(片麻岩、花岗岩和角闪岩)，寒武纪和志留纪的沉积岩(石灰岩、砂岩、粉砂岩、角岩、页岩)，侵入岩和岩脉(正长岩、斑岩、玄武岩、辉绿岩)。

　　通常，奥斯陆的硬岩层均质而坚固，其中节理较少。岩体渗透性极低，单一裂缝或一组裂缝将成为岩体中的排水通道。自冰河时期起，硬岩就遭到不断侵蚀，断裂带与岩体薄弱区域尤为严重。这些遭到冰川侵蚀的“低谷”被厚厚的海相黏土层充填，而这些黏土层对于沉降相当敏感。

　　穿越(截断)断裂带的隧道会使地下水位在距离隧道相当远的地方下降，可能导致沉降或环境问题，这一情况对建于浅厚的软海生黏土层上的建筑影响尤为严重，因此隧道施工降水与否极其重要。若进行降水，设计人员需要决定允许的渗水量，并计算其对于地下水位与沉降带来的影响。因此在当地的钻爆法隧道施工中，可能需要进行系统性的预开挖注浆，将渗水减少到可接受的水平。若使用TBM与管片建设隧道，TBM推进前进行预开挖注浆足矣。

其他地质风险

More Hazards

　　此外，挪威还有各种难以预料的地质风险——

　　挪威“特产”的另一种地质风险是“快速黏土(Quick Clay)”，也称作乐达黏土——一种由盐保持稳定的开放结构海黏土。若其中的盐从黏土中流失，该黏土便会极其不稳定，受到轻微扰动便如同纸牌屋般迅速崩溃，随后变成流体，因此在极浅的纵坡上也会导致滑坡事件的发生。挪威历史上曾发生多起快速黏土层中的滑坡事故：

　　■ 最严重的一起为1893年Verdals滑坡事故，55,000,000m³黏土变为流体导致滑坡，造成116人死亡;

　　■ 1953年Bekkelags滑坡事故，摧毁了两条轨交线，造成5人死亡;

　　■1978年Rissa滑坡事故，330,000㎡区域内，6,000,000m³的黏土溶解崩塌，造成1人死亡，20座建筑破坏，甚至引发了3m高的海啸。

热点与未来工程

Future Projects

　　进入2000年后，挪威逐渐开始在隧道工程中应用TBM，不仅进行技术革新克服了这些地质难题，更是建造了多条举世瞩目的隧道，未来也将有更多创新工程问世——

　　Rogfast隧道

　　全球最深海底隧道——Rogfast隧道为挪威西南部Stavanger以北Boknafjorden湾和 Kvitsøy峡湾之间的一条公路隧道，隧道总长27km，最深为海平面下392m，最大纵坡5%，设两个隧道管，为平行的10.5m宽x 27km长的双车道单向隧道。

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　　目前，工程的施工方法在钻爆法与TBM法中进行比选：

　　■ 工程原计划使用传统钻爆法，覆土超过50m，进行预开挖注浆和钻爆开挖，配合锚杆与喷射砼支护，设独立内衬;

　　■ 工程若采用TBM，成本比钻爆法高出20-35%，工期则将缩短1.6年，风险也较低。如果使用TBM，则需要应用双模TBM，且配备预开挖注浆与超前钻探能力。

　　■ 研究人员评估了TBM的应用数量：多台TBM可使工期调整更为灵活，但是不利于物流与后勤;而使用单台TBM成本较低但工期较长。

　　工程想要使用TBM进行施工，目前还需要解决一些问题，比如392m的地下水头与复杂的地质情况等。最终的工程施工方案将在更加详细的调查后进行评估。

　　海底油田隧道

　　挪威计划使用TBM掘进一条隧道，将海底油田连接至大陆，用于运输原油。目前，建设方已经在离岸30km，水深150m的海底区域进行了勘探。根据规划，该隧道将使用直径6.6m的双护盾TBM掘进，面临的挑战包括：

　　■ 极不稳定的地层与岩体环境，包括混合地质、流动地层、膨胀岩、挤压底层等;

　　■ 涌水量大，地下水头可达250m，需要预开挖注浆;

　　■同时进行三条隧道的平行掘进才能达到高效率，并需要两条人员和设备的运输隧道，以及一条油气管道。

　　Stad船用隧道

　　斯塔德隧道将成为世界首条专门为船只通行开辟的隧道。斯塔德湾周边为高原山区，最高点为645m，隧道将在高山下进行开凿，连接沿海城市卑尔根及奥勒松，全年船舶都可以安全地在隧道中行驶。隧道全长1.7km，中心高度在海平面以上33m、深度在海平面以下12m。船宽限17m、长限20m。按设计隧道宽36米，高45米，最大可通航16000t级船舶。

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　　这条隧道并不是一项复杂的工程，其中的挑战在于运输与物流。

　　Hyperloop隧道

　　此外，斯德哥尔摩和赫尔辛基之间计划建造一条通行Hyperloop超级高铁的海底隧道，将两地的通行时间缩短至28分钟。这将需要挖掘一条长170km的隧道，其中最大挑战是隧道内的疏散与逃生，目前计划在建设与运营中采用石油平台作为中间竖井。