可持續發展可能是未來隧道掘進的關鍵 作者：SHAUN FIRTH，HALCROW 集團，解釋可持續發展是隧道掘進工程的未來。 可持續性的定義眾多，其中聯合國背書的最常用的是：“能夠既符合現在需求，又能夠符合下幾代人的需求”。更為常見的定義是簡化，容易命名，三重層次定義。“經濟性、社會性、環保性”。可持續發展的重要性 20世紀突然改變以前500，000年世界人口慢速增長，從大約10億增長到60億人口，2050年可以達到90億人，到了110億時才會達到頂峰。人口爆炸引起GHG溫室氣體效應增加。減小GHG的 主要元素是從減少化石燃料切換到可更新能源，其次為改善能源效率。可能最為樂觀的是俄國總統普金，他在2003年10月份說，“增加2、3度溫度對于一個北方國家，像俄國不算什么。我們可以花費較少的錢在皮大衣方面，而谷物生產將上去。”摘自《新科學家》。隧道工程可持續發展 轉入地下是環境和可持續發展優點保證了未來對隧道工程的需求。相應地，地下工程對環境良好，環境對隧道工程良好。國際隧道協會（ITA）認識到這點，并修訂其2003年目標，包括下列： “鼓勵使用地下空間造福公眾、環境、和持續性發展”（HARVEY W OARKER：國際隧道協會副主席開幕詞，題名為“地下空間—對可持續發展有好處”）。 一般來說，比起敞開道路、或鐵路舉例說，隧道初期需要更多能量和資源來建造，并且在設計壽命后退出使用。可是，衡量隧道工程的利弊之后，考慮到其壽命，成本和改善的能源效率，隧道長期好處可以勝過其他方案并提供 更為可持續的解決方案。隧道工程的優點 隧道工程有眾多優點，無論它為道路，鐵路，輸水、廢水、廢物處置、或蓄水、存儲，這些都可以從污染程度低、噪聲、能源使用和空間需要方面一些例子來說。 運輸：道路和鐵路交通隧道是設計成，把交通搬移到地下，讓娛樂設施和敞開的露天公眾空間建在地面，或者設計成能承載多層建筑大樓。許多古老的道路和鐵路放在地下，填補城鎮的曲口。其他運輸項目走向地下，以便極大地降低阻塞因此，也降低城市地區的污染，或者僅僅就是滿足了視覺和美學的要求。 世界上許多城市已經把高架道路和鐵路搬到地下，因為這些高架道路和鐵路造成它們下面的“死區”，使得該地區降級。如果放到地下，不僅可持續又可以環保，又符合經濟性和社會性，也消除了大型干線旁邊居住問題。輸水和廢水： 幾乎世界上每個大城市具備大型隧道和隧道網絡供水或排除廢水。因為，其中許多處于失修狀態，需要隧道掘進的日益增長。同樣地，人口增長，城市擴張，許多隧道工程需要符合這些需求。 地下儲藏：可燃性和易燃性液體和氣體一般儲存在地下免于火災和爆炸。地下庇護所提供內在能量保存，地下構筑物因此可以全年維持在恒定溫度下。再沙漠天氣條件下，日夜溫度改變可以高達40度，這個因素特別有效因此是可持續性方案。廢水處置： 為了顯而易見的理由，工業和核能廢物通常在地下處置借以免于對環境的毀壞性效應。 有的大型地下項目直接解決環保問題和可持續發展問題，而且危險性廢物最好保持在地下，可是廢物滲漏到周圍地質特別是水道引起大問題。減少隧道的影響： 本節討論隧道掘進過程本身可以改良使得隧道更為可持續性。 照明：最大程度利用自然照明，減小人工照明。 其中一種方法是利用日光照射到地下空間（太陽光學），使用FRESNAL（平）光學透鏡，將光學地跟蹤太陽光折射到內部。 還有一種降低人工照明要求是把隧道內部分或全部拱腹線覆蓋反射性涂層，如果涂層有點劃狀可減少眩目。水： 隧道進水在隧道一開始建造就成問題。可是防水技術今日已經無比的完善，并可以進一步改善，或者把滲透襯砌的在拱腹線周圍匯集，用到別處去。如果建造有中心收集槽罐，可以灌溉或作消防滅火。噪聲和震動： 隧道工程工地噪聲和震動是內部衍生的問題，可能明顯地增加造價（特別在居民區）。排氣口安裝消聲器，變壓器、風扇、泵周圍裝上消音墻和使用低振動設備。實例研究： 許多隧道項目當作可持續方案，或者許多隧道設計和施工采用了可持續方案。綠心隧道： 荷蘭綠心隧道是一個環保和可持續發展占有比原先成本更大分額的項目。它位于長100km阿姆斯特丹到比利時邊境之間的高速鐵路線上。其中的隧道長7.2km，埋深35m（圖2） 有三個干預、撤離、和通風井。選中豎井位置是考慮到盡量減小對環保的影響，但是盡量接近現有道路便于出入緊急通道或緊急撤離。新線縮短旅行時間一半。能源節省還要大一些。波斯頓的中央主干線： 要搬移大型跨陸地和高價超級公路到地下。理由是將地面重新變成大型露天空地，公園、和文娛地帶。此外，一些地區的土地歸撥給商業和居屋發展，而切這些隧道在設計時考慮到疊加相當于6層樓的荷載。美國西雅圖I-90高速道路: 這是建造在1980年代的末期。公眾希望排除視覺和社會干擾，（因為它把城市地區分割成不同的兩部分，因而建造兩條大型隧道構筑物，第一個是BAKER山嶺公路隧道。世界最大的軟土隧道（內徑 19.5m，相當于外徑25.5m。也在I-90項目，當公路經過MERCIER島時，建造了多層高暗埋段隧道，當作未來公路隧道。MT BAKER 隧道洞口和MERCIER 島隧道全部變換了，也經過綠化，變成美麗的公園 并附設有藝術和文娛設施。高能公路再也不把城市分成兩個部分，這也是可持續性的完美實例。酒窖： 一種非正常但是有效的存儲方法。在加州，華盛頓州、奧勒崗州、以及北卡羅萊納州都是非常普遍。在美國這樣的隧道和洞穴 約有100條有余，面積達到5，000平米雖然資本投入巨大但是維護成本非常低。結論： 許多人注意到可持續性發展，有一些是盡量擁護它。因為在工程界的優點多多。其中隧道工程師是處于最佳位置領先。 總結，隧道工程過去，現在也引導到下列各要素是： 降低噪音 降低空氣污染 減少擁阻 減少旅程時間 阻止視覺和美學污染 敞開土地用于其它用途 防止洪水 防止環境免受有害物質侵襲 歷史性和文化上和考古學方面的保護 利用恒溫，節省能源 節省使用壽命成本 其他內在的好處，增進促進可持續性公司的形象，認識到可持續性項目的初步投資可能較大，但是長期費用可明顯地便宜，因為壽命成本較低，能源效率更好。 最后可說，可持續性發展和隧道工程是并肩前進的，因此對隧道和地下工程的需求具有非常激動人心的未來。 圖片：酒窖是可持續性的良好范例葉飛譯自《國際隧道與隧道工程》2005年第11期