簡介
英法海底隧道(英文Channel Tunnel或暱稱Chunnel,法文le tunnel sous la Manche),又稱海峽隧道或歐洲隧道,位於西歐的英吉利海峽,是世界最長的海底隧道及世界第二長的鐵路隧道,它連線英國南部福克斯通與法國北部科蓋爾,1987年12月1日開工,隧道於1990年12月1日貫通,1994年5月6日正式通車。隧道海底長度長達50.45公里,其中37.9公里在海底,也是世界上海底部份最長的隧道,單程需35分鐘。通過隧道的火車有長途火車、專載公路貨車的區間火車、載運其他道路車輛,如大客車、一般汽車、機車、腳踏車等的區間火車。隧道由歐洲隧道公司經營,但因為隧道建造費用極高,所以債務沉重。
1994年5月6日,是英國與法國乃至歐洲大陸關係史上一個十分重要的日子。1.1萬名工程技術人員用近七年之久的辛勤勞動,終於把自拿破崙·波拿巴以來將近二百年的夢想變成了現實:滔滔滄海變通途,一條海底隧道把孤懸在大西洋中的英倫三島與歐洲大陸緊密地連線起來,為歐洲交通史寫下了重要的一筆。
歐洲隧道是指橫貫英法之間多佛海峽的海底鐵路隧道,又稱海峽隧道。它西起英國的福克斯通,東到法國的加來,全長50公里,水下長度38公里,為世界最長的海底隧道。
這項工程由三條隧道和兩個終點站組成。三條隧道由北向南平行排列,南北兩隧道相距30米,是單線單向的鐵路隧道,隧道直徑為7.6米;中間隧道為輔助隧道,用於上述兩隧道的維修和救援工作,直徑為4.8米。在輔助隧道的1/3和2/3處,分別為兩運營隧道修建了橫向聯接隧道。當鐵路出現故障時,可把在一側隧道內運行的列車轉入另一隧道繼續運行,而不中斷整個隧道的運營業務。在輔助隧道線上,每隔375米,都有通道與兩主隧道相連,以便維修人員工作和在緊急情況下疏散人員。
隧道啟用後,把倫敦至巴黎的陸上旅行時間縮短了一半,3小時即可到達。從倫敦飛到巴黎,航程一般需要3小時左右。而事先還要訂票,經隧道乘火車,時間一樣,卻省去不少麻煩。據英國鐵路當局估算,每年通過隧道的旅客人數可達1800萬人,貨運可達800萬噸。
歐洲隧道於1987年12月1日正式開工,造價150億美元,原計畫1993年通車,後延遲一年。修建資金主要來源於國際銀行貸款和出售股票,由英法財團承建。歐洲隧道使用的客貨列車,均由2台機車牽引,每台機車功率為7600馬力,平均最高時速為140公里。
在1994年5月6日歐洲隧道的通車典禮上,當時的法國總統密特朗和英國女王伊莉莎白二世在隧道兩端——法國的加來和英國的福克斯通共同主持了盛大的通車剪彩儀式。兩國元首在剪彩典禮上發表了講話。密特朗說,兩個多世紀的理想實現了,他本人和法國人民都為這一工程的實現而感到高興。這一工程將促進歐洲統一建設,英法兩國之間所做的事不會使歐洲其他地方感到無動於衷。伊莉莎白二世女王說,這是第一次英法兩國元首不是乘船,也不是乘飛機來會面的。她希望海底隧道能增加兩國人民間的相互吸引力,希望兩國繼續進行共同的事業。
隧道的開通填補了歐洲鐵路網中短缺的一環,大大方便了歐洲各大城市之間的來往。英、法、比利時三國鐵路部門聯營的‘歐洲之星’(Eurostar)列車車速達300km/h;平均旅行時間,在倫敦與巴黎之間為3個小時,在倫敦和布魯塞爾之間為3小時10分。如果把從市區到機場的時間算在內,乘飛機還不如乘‘歐洲之星’快。歐洲隧道還專門設計了一種運送公路車輛的區間列車,稱‘樂謝拖’(‘LeShuttle’)。各種大小汽車都可以全天候地通過英吉利海峽,從而使歐洲公路網也連成了一體。人們稱譽這項工程,“一夢200年海峽變通途。”
先進技術
西方傳媒和學術著作都稱歐洲隧道為人類工程史上的一個偉業。這不僅因為它總長踞世界之冠,為它投入了巨額資金,而且工程量宏大,從歐洲隧道中挖出的土石方計750多萬立方米,相當3座埃及大金字塔的體積;隧道襯砌中用的鋼材,僅法國一邊就相當於3座艾菲爾鐵塔,更重要的是它成功地解決了許多工程技術上的難題。它在技術上的方針是要求可靠、先進。可靠與先進之間不總是統一的,所以它幾乎‘排除了為隧道工程進行專門的創新設計的可能性’,而是‘採取經過試驗的成熟技術’,‘在各個部分精心選取歐美不同國家的標準設計,以確保其高質量和可靠性’。將成熟的先進技術在複雜的工程中成功地加以綜合套用,本身就是一種創造,這樣做大大減小了工程風險。這種技術方針和觀念,在我國對高、新技術的呼聲十分高漲和普遍的情況下是有借鑑意義的。如何在權衡技術的先進性與可靠性以及資金、時間的限制之間,找到一個合適的‘度’,是各種項目決策中值得認真研究的。
地質工作
地質鑽探工作從58年做到87年,重要的鑽孔達94個。淺層勘探在海底以下150m之內,考慮隧道布置的範圍;深層勘探在海底以下800m之內,主要為評價地震風險提供數據。海底鑽探曾採用大型北海石油鑽機,每個鑽孔平均費用約為50萬英鎊。勘探發現海底有一層泥灰質白堊岩(Chalkmarl),厚度約30m,飽和容重約23KN/m3,抗壓強度6~9MPa,變形模量800~1600MPa,蠕變係數φ=1.5,滲透係數(1~2)×10-7m/s。該岩層抗滲性好,硬度不大,裂隙也較少,易於掘進,隧道線路就布置在它的下部,距海底25~40m。由於岩層的起伏,而隧道要求一定的運行坡度,所以隧道軸線在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專家們認為,充分的地質資料和正確的判斷,使歐洲隧道找到了理想的岩層。
安全設計
海底隧道的規劃設計把施工和運行安全放在極重要的地位。之所以不採用一條大跨度雙線鐵路共用隧洞,是為了減小海底施工的風險和提高運行、維護的可靠性。在兩條單線鐵路洞之間是後勤服務洞,每間距375m設定直徑為3.3m的橫向通道與兩個主洞連線,連線處有防火撤離門。後勤服務洞的主要功能是在隧道全長範圍內提供正常維護和緊急撤離的通道。在接到命令後,它可在90分鐘內將全部人員從隧道和列車中撤到地面。它還是向主洞提供新鮮空氣的通道,並保持其氣壓始終高於主洞,使主洞中的煙氣在任何情況下都不能侵入後勤服務洞。後勤服務洞在施工期是領先掘進的,這為主洞的掘進提供了詳盡的地質資料,對保證安全施工有重要意義。此外,隧道的運輸、供電、照明、供水、冷卻、排水、通風、通訊、防火等系統都充分考慮了緊急備用的要求。
解決特殊工程技術問題
列車在很長的隧洞中高速行駛時會產生壓差和空氣動力阻抗。特別是歐洲隧道列車的阻塞比(列車與隧道斷面之比)很高,如果沒有卸壓管,列車的驅動力需要增加很多。為此隧道沿線每250m設一個2m直徑的卸壓管,從後勤服務洞的頂上跨過,把兩個鐵路主洞連線起來。在設計階段對卸壓管的作用做了許多模型研究,使其有較好的空氣動力效應,並避免在管中產生氣流衝擊。
鐵路隧道和列車要承受車輛震動的長期反覆荷載。為此鐵道路軌採用了一種稱作‘松那飛’(Sonneville)的系統。一系列連續焊接的鐵軌下面設彈性減振裝置,使車輛在軌道上行駛非常平穩。該系統的部件要經過多種性能測試,包括經歷1000萬次荷載周期的疲勞試驗,以確保系統的可靠性。該隧道還採用一種由鐵路控制中心操縱的‘司機台信號系統’(CabSignal)。這種信號不是在機車外面或軌道旁邊,而是顯示在司機台的螢幕上。一旦司機對信號沒有作出反應,自動列車保護裝置就會使列車減速,直到停止,保證列車安全行駛。
長隧洞掘進時的通風往往是施工中的一個難題。歐洲隧道對空氣循環的途徑和風機的布置都作了詳細的規劃和研究。不僅設定通風管,而且也利用隧洞本身作為通風通道,使開挖面的風量達到13.5m3/s,符合社會保障與安全組織和地下工程協會規定的通風標準。
掘進機作用
隧道施工的主要設備是隧道掘進機(TunnelBoringMachines),具有不同的型號、尺寸和性能,出自歐洲、北美和日本的不同廠家。它們從英國海岸的莎士比亞崖和法國海岸的桑潔灘兩個掘進基地開始,分別沿三條隧洞的兩個方向開挖,共有12個開挖面,其中6個面向陸地方向掘進,另6個面向海峽方向掘進。開敞式掘進機適用於透水性較小的地層;封閉式掘進機適用於透水性較強的地層,其掘進頭能承受11bar(1巴=0.9869標準大氣壓)的靜水壓力。最大的一台掘進機直徑8.78m,全長約250m,重達1200T,(契約運行壽命2萬小時),價值超過1000萬英鎊。它能完成掘進、鋼筋砼襯砌塊的安裝、灌漿以及施工軌道敷設等一連串工序,實際就象一條自動化作業線。最高掘進紀錄為428m/周,英國一邊的6台掘進機平均掘進速度為150m/周。整個掘進工作按計畫完成,只用了三年半時間。由於歐洲隧道工程每延誤一天工期,僅貸款利息就要支付約200萬英鎊,因而施工速度至關重要。當工期對經濟效益有重大影響而掘進工作面又受限制的情況下,採用隧道掘進機能發揮很好的作用。
歐洲一體化
在英、法兩國之間穿過海峽建立固定通道的想法,可以追溯到19世紀初的拿破崙一世時代。今天歐洲隧道竣工,儘管在工程技術上取得了重大的成功,然而‘200年來對是否建造英吉利海峽隧道的決策始終不是取決於科技方面,而是取決於圍繞這個計畫的政治環境’。長期以來英國方面反對建設海峽隧道的主要原因是考慮到軍事上的風險,他們希望利用海峽作為抵禦來自歐洲大陸軍事入侵的天然屏障。隨著國際局勢的變化,上述顧慮逐漸消退。後來,英國加入了歐洲共同體,預期會有一個統一的歐洲市場,因而在英國和歐洲大陸之間建立更為方便、快捷的通道成了顯而易見的需求。在1972-1992年的20年間,跨越英吉利海峽的客、貨運交通量實際上增長了1倍。1992年英國與歐洲大陸的貿易占全部對外貿易的60%。
本世紀70年代以來,建設英吉利海峽隧道的決策主要受到歐洲一體化進程的影響。1987年12月隧道工程得以破土動工,是由於當時英、法兩國政府對歐洲一體化都持比較積極的態度。英國首相、保守黨領袖柴契爾夫人,支持把1975年曾被工黨政府下令停止的隧道工程重新提上議事日程。‘法國總統密特朗則把這項工程視為國家強大的象徵’。這次歐洲隧道得以竣工建成,兩國首腦的推動,排除各種障礙,起了至關重要的作用。也就在歐洲隧道舉行正式通車儀式的前一年(1993年秋),包括英、法在內的歐共體十二國簽訂了馬斯切克條約,並將歐共體改名為歐洲聯盟(EuropeanUnion)。
從歐盟有關國家政府的觀點來看,還有兩個因素與隧道建設有關:一是運輸政策,即通過建設高速鐵路網,以利於節約能源和保護環境。這將大大擴展海峽隧道的影響範圍和增加它的長期效益。二是地區政策,英、法兩國希望通過隧道帶動海峽兩岸地區的繁榮。現在隧道連線地區(TransmanchRegion)已成為一個專門名稱,包括英國的Kent和法國的Nord-PasdeCalais地區;後來把比利時的一些地區也包括進來,稱作歐洲專區(Euroregion)。通過地區性的合作,一個稱作TDP(TransfrontierDevelopmentProgram)的金融發展計畫已經起動。這些‘從政治角度看顯然有重大意義,對歐盟的發展,歐洲單一市場的形成和國際經濟、文化合作交流,都會有重大促進。’但近期還不大可能對經濟產生直接的重大影響。
實際上近20年來歐洲隧道項目的演變既是歐洲一體化進程的產物,又是它的一個推動力,兩者相輔相成,幾乎是平行發展的。如果有朝一日我們考慮台灣隧道問題時,則也必然要與祖國和和平統一的大業緊密聯繫再一起。
歷史
1802 AlbertMathieu發想海底隧道提案
1875 海底隧道公司成立進行規劃實驗
1882 Abbot懸崖段開挖897碼Shakespeare懸崖段開挖2040碼後停工
1974/1 將近92年後英法政府重啟專案
1986/2 坎特伯雷條約簽定開挖
1988/6 法國段開挖
1988/12英國段全斷面隧道鑽堀機開挖
1990/12細小服務隧道挖通
1994/5 在法國總統和英國女王剪彩下開通
1994/6 貨物和乘客列車營運
1996/11貨車失火事件
2007/111號高速線從倫敦連上隧道
2008/9 貨車失火事件
工程介紹
海底隧道由英法兩國共同開發。工程由三條隧道組成,兩條直徑為7.6米的火車隧道,和一條直徑為4.8米的服務隧道,全長53千米,其中有38千米隧道要在海底40米深的岩層中穿過。英法兩國採用兩岸同時掘進的辦法,並使用雷射導向,確保施工方向準確無偏差。從日本購置了重達1200噸的超級挖掘機,每分鐘掘進12厘米。到1990年12月1日,服務隧道全部鑿通,共耗資170億美元。
工程由三條隧道和兩個終點站組成。三條隧道由北向南平行排列,南北兩隧道相距30米,是單線單向的鐵路隧道,隧道直徑為7.6米;中間隧道為輔助隧道,用於上述兩隧道的維修和救援工作,直徑為4.8米。在輔助隧道的1/3和2/3處,分別為兩運營隧道修建了橫向聯接隧道。當鐵路出現故障時,可把在一側隧道內運行的列車轉入另一隧道繼續運行,而不中斷整個隧道的運營業務。在輔助隧道線上,每隔375米,都有通道與兩主隧道相連,以便維修人員工作和在緊急情況下疏散人員。
工程全部竣工後,一年通過約3000萬名旅客,1500萬噸貨物。尖峰時間,隧道內兩條鐵路可以同時容納2萬名乘客。隧道中使用高速電氣火車,大量轎車丶卡車以及長途汽車由雙層短程列車運送過海,每列火車可運載200輛汽車。每條隧道每小時可通行1000輛車。兩頭始發站每3分鐘發一趟列車。從倫敦的滑鐵盧車站到巴黎加多諾得車站全程為400千米,乘坐高速火車加上等待擺渡的時間需花費5個多小時,飛機需要4個小時,而火車通過隧道全程僅用2個小時,可以大大節省時間。
重要意義
1994年5月6日通車典禮上,英國女王伊莉莎白二世和法國總統密特朗為隧道通車剪彩。兩國元首在剪彩典禮上發表了講話。密特朗說,兩個多世紀的理想實現了,他本人和法國人民都為這一工程的實現而感到高興。這一工程將促進歐洲統一建設,英法兩國之間所做的事不會使歐洲其他地方感到無動於衷。伊莉莎白二世女王說,這是第一次英法兩國元首不是乘船,也不是乘飛機來會面的。她希望海底隧道能增加兩國人民間的相互吸引力,希望兩國繼續進行共同的事業。英法海底隧道的建成使隔斷英倫三島與歐洲大陸的天塹變通途,人們只要坐上被稱為“歐洲之星”的高速列車,穿越海底隧道,連線倫敦、巴黎、布魯塞爾僅需3個小時。