本文受權轉載自“星球研究所”（id：xingqiuyanjiusuo）

當我們站在秦嶺

7座超過10km的隧道

在我們腳下

貫穿羣山

其中

最長的公路隧道長達18km

如果以70km/h的限速行駛

需要在地下穿行15分鐘才能通過

（請橫屏觀看，

三座隧道組成的秦嶺隧道羣，

攝影師@魏煒）

▼

當我們站在貴州

超過1400座隧道

在我們腳下

幾乎將貴州全省打穿

其中

從貴州通往廣州的貴廣高鐵

857km的里程中

有一半以上都在地下穿行

這已經不是一條傳統認知中的鐵路

分明是一條跨省“地鐵”

（貴廣高鐵沿線隧道，攝影師@劉慎庫）

▼

而當我們放眼全中國

你可能更是無法想象

在960萬平方千米的大地之下

超過35000座、總長約37000km

接近赤道長度的隧道

正在日夜通行

爲南來北往、東西穿梭的客貨洪流

構建起一個極爲便捷的超級通道網

而且

這些隧道的絕大部分

都集中建成於

改革開放後的短短40多年

目前總里程高居世界第一

（本文僅討論山區中的鐵路和公路隧道，

未涉及城市隧道和水下隧道。

下圖爲全國公路隧道分佈熱力圖，

製圖@陳志浩&王申雯/星球研究所）

▼

從黃土高原

到太行山區

（京原線上的貨運列車正在通過十渡二號隧道，

攝影師@王偉光）

▼

從青藏高原

到天山山脈

（請橫屏觀看，

獨庫公路哈希勒根隧道，

攝影師@沈龍泉）

▼

隧道

正在改變着

這個山巒遍佈的國家

中國人

究竟是如何挖穿

這一條條山嶺的？

01

隧道的誕生

中國的隧道

樣式多種多樣

它們或傍山而過

上方構築頂棚

形成“明洞”

（棚洞是一種特殊的隧道，

下圖爲成昆鐵路沿線的棚洞，

攝影師@張普超）

▼

或掛於峭壁

每隔一段開出“天窗”

形成掛壁公路

（南太行郭亮掛壁公路，

攝影師@石耀臣）

▼

或順着山坡盤旋

時而隱沒，鑽入山中

時而出露

形成天梯一般的盤山道

（請橫屏觀看，

河南焦作雲臺山疊彩洞隧道，

考眼力：圖中有多少個隧道洞口？

攝影師@沈龍泉）

▼

但是更多時候

它們都隱伏于山體之中

只露出窄窄的出入口

洞門

一般的洞門

牆體直立、造型粗獷

（一堵直立的牆體便是洞門，

稱爲端牆式洞門，

也是最常見的洞門，

下圖爲成昆鐵路沿線隧道，

攝影師@李昌華）

▼

“豪華”的洞門

則在兩側增設立柱

形成柱式洞門

美觀且穩定性更強

（八達嶺隧道口的柱式洞門，

攝影師@趙斌）

▼

與環境融合最好的則是

削竹式洞門

好似一段竹竿

被沿着山坡順勢切削

造型乾淨利落

（新疆賽里木湖公路隧道，

攝影師@沈龍泉）

▼

還有一種更爲特別的造型

它們分佈在高鐵隧道的洞口

呈向外敞開的喇叭口狀

當列車高速通過時

被推擠的氣流會產生強烈的衝擊壓

會引發噪聲、造成乘客身體不適等問題

而喇叭口狀洞門

則可以起到緩衝作用

（穿越太行山的高鐵隧道，

攝影師@田卓然）

▼

當我們經由洞門

進入隧道內部時

則是暢通無阻的通道

無論它是漆黑一片

（列車穿越鐵路隧道，

攝影師@李昌華）

▼

抑或燈火通明

（汽車穿越公路隧道，

攝影師@沈噌噌）

▼

這些隧道暢通的背後

實則經歷了數次“變身”

首先

人們通過鑿孔爆破和挖掘

掏空山體

鑿出一條通道

擁有數條“手臂”的鑿巖臺車

如“三頭六臂”般在洞內鑽鑿孔眼

以便安放炸藥

（爆破施工是目前山嶺隧道中應用最廣、

也是最成熟的方式，

下圖爲擁有3條鑽臂的鑿巖臺車，

位於鄭萬高鐵的羅家山隧道，

圖片來源@視覺中國）

▼

精密控制的“爆破”

可以按照預設的輪廓炸開巖體

炸後的巖壁可謂是相當平整

（爆破後平整的巖壁，

其中炮痕即爲預先設計的隧道輪廓，

攝影師@李錦勇）

▼

爆破開挖之後

巖體出現空洞

地層容易進入不穩定狀態

隨時可能垮塌

於是第二次變身立即開啓

即安全支護

在過去

人們使用木材或者鋼材

直接支撐起挖空的隧道

後來發明了巧妙的新工藝

工人們先在隧道巖體中打入錨杆

再佈設一圈鋼筋網

最後噴射一層混凝土

這樣便可以控制四周巖體的變形

從而起到支護作用

（下圖爲隧道內的工人正在噴射混凝土，

圖片來源@視覺中國）

▼

1970年代

這種方法開始傳入中國

並在中國隧道建設中廣泛使用

（請橫屏觀看，

白羅山隧道中的梯架式鑿巖臺車，

考眼力：圖中有幾位工人？

攝影師@牛榮健）

▼

當然

除了穩定岩石結構

隧道內還需要佈設一道隔水層

用於防水

（銀百高速慶陽段寧縣隧道內的隔水層，

攝影師@靳晰）

▼

最後

第三次變身登場

人們在隧道內架起一座“模板車”

再在壁面與“模板車”之間灌注混凝土

有如在模具中澆鑄金屬一般

加固支護的同時

還能保證壁面整齊平順

這便是“二次襯砌”

（鄭萬高鐵羅家山隧道中的模板臺車

和已經完成二次襯砌的平整隧道，

圖片來源@視覺中國）

▼

再輔以通風和照明等必要設施

一座完整的隧道

才得以誕生

（牡佳客專七星峯隧道貫通後的慶祝儀式，

攝影師@王利）

▼

隧道

連通起大山兩側的世界

促進了彼此的溝通和交流

以1950年代修建的寶成鐵路爲例

北接陝西寶雞，南連天府成都

是溝通西北與西南的第一條鐵路幹線

全線80%都是崇山峻嶺

藉着304座隧道

這條鐵路通道才得以穿越秦嶺山區

改變了蜀道難的局面

（寶成鐵路上的客車正在駛出隧道，

攝影師@武嘉旭）

▼

但是

受限於當時的技術水平

寶成鐵路沿線的隧道長度大都小於1000米

最長的隧道也不過2300米

一座接一座的短小隧道組成了壯觀的隧道羣

而列車只能在隧道與展線組成的

“盤山鐵路”上緩慢爬升

運行速度和運輸效率都遠遠不夠

（列車爲了爬升預定高程，

常通過延長線路以實現緩慢爬坡的目的，

這樣的鐵路便稱爲“展線”。

下圖爲寶成鐵路沿線觀音山附近的隧道示意，

請橫屏觀看，

製圖@陳志浩/星球研究所）

▼

所以

我們需要更長

甚至超長的隧道

02

長、更長、超長

1950年代

當時中國最長的鐵路隧道是

涼風埡隧道

全長4270米

（渝黔鐵路中段的涼風埡隧道，

位於貴州省桐梓縣，

攝影師@張普超）

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到了1960年代

驛馬嶺隧道突破7000米

1988年

14295米的大瑤山隧道正式通車

成爲中國第一條超過萬米的鐵路隧道

而且曾是

最長的已建成雙線電氣化隧道

（驛馬嶺隧道位於北京至原平的鐵路線上，

大瑤山隧道位於京廣鐵路衡陽至廣州段，

攝影師@管俊鴻）

▼

進入新世紀

烏鞘嶺隧道的長度

直接突破20000米

（下圖爲烏鞘嶺隧道，

全長20050米，

位於蘭州至武威的鐵路上，

蘭武鐵路是中國鐵路“八縱八橫”中

歐亞大陸橋的重要組成部分，

是內地通往新疆等西部地區的重要通道，

攝影師@張一飛）

▼

截至2019年

中國鐵路隧道達到16084座

總里程超過18041千米

同時單座隧道的長度

已經突破32000米

（根據《鐵路隧道設計規範（2016）》，

鐵路隧道按照長度可以分爲：

≤500m的隧道爲短隧道，

500-3000m的隧道爲中長隧道，

3000-10000m的隧道爲長隧道，

＞10000m的隧道爲特長隧道。

下圖爲目前中國

已經投入運營的20km以上鐵路隧道分佈，

製圖@陳志浩&王申雯/星球研究所）

▼

而公路隧道

也已經達到19067座

總里程超過18966千米

其中秦嶺終南山隧道

長達18020米

是目前最長的公路隧道

（根據《公路工程技術標準（2014）》，

公路隧道按照長度可以分爲：

≤500m的隧道爲短隧道，

500-1000m的隧道爲中長隧道，

1000-3000m的隧道爲長隧道，

＞3000m的隧道爲特長隧道。

下圖爲秦嶺終南山隧道，

攝影師@魏煒）

▼

長隧道乃至特長隧道的出現

讓原本彎彎繞繞的山路

得以“拉直”

人們不再需要大量盤山、展線

而是直接從山腳一洞貫穿

以青藏鐵路爲例

1970年代

爲了翻越關角山

列車需要先通過展線爬升600米

才能通過4200米的老關角隧道

再盤山而下

用時需要2小時

（請橫屏觀看，

氣勢恢宏的關角展線，

攝影師@王璐）

▼

2014年

一條全長32千米的特長隧道

貫通關角山

列車僅需20分鐘便可以穿越

並且避開了暴風雪等惡劣天氣

（請橫屏觀看，青藏鐵路新老關角隧道與展線對比，製圖@陳志浩/星球研究所）

▼

這些長隧道、特長隧道

又是如何修建的呢？

一般的隧道

會從兩端向中間同時掘進

但對於長隧道

繼續採用這樣的方式

效率就會變得非常低下

（宜萬鐵路龍鱗宮隧道內的施工場景，攝影師@文林）

▼

於是

人們將長隧道分割爲若干個短隧道

在多個點位同時施工

這便是“長隧短打”

例如

在山谷的一側

尋找距離隧道較近的地表位置

橫向開挖一個施工洞

即橫洞

施工人員及設備

便可以通過橫洞進入主洞施工

（長隧道施工中的橫洞結構示意，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

當隧道的埋深較大時

則可以在隧道上方的地層較薄處

開挖與地面連通的坑道

若坑道沿着側上方延伸

是爲斜井

若坑道沿着豎直方向

則爲豎井

（長隧道施工中的豎井結構示意，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

有了橫洞、斜井、豎井

隧道施工面的數量大大增加

效率也得以快速提高

但是當出現更加複雜的情況

我們還需要一個更加高明的幫手

平行導坑

顧名思義

這是一條與主洞平行的先導洞

先於主洞開挖

既可以爲主洞提前探路

探明前方的地質情況

還能利用橫向通道與主洞連接

每個通道可以增闢兩個工作面

極大地加快施工進度

（長隧道施工中的平行導坑結構示意，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

在個別情況下

一些平行導坑也會成功“轉正”

通過拓寬和砌築

成爲一條真正的隧道

比如連接西安與安康的西康鐵路上的

秦嶺Ⅱ線隧道

便是由平行導坑“轉正”而來

（雀兒山隧道，

攝影師@熊可）

▼

通過以上種種方式

成千上萬座長隧道

終於有了建設的可能

但是

中國的地質條件如此多樣

地下工作環境又極爲複雜

隧道建設者們必須想盡辦法

破除前方的一切障礙

03

難關

2008年8月8日

舉世矚目的北京奧運會正式開幕

千里之外的瀾滄江畔

名不見經傳的大柱山隧道

恰巧也在同一天開工

它全長14.5千米

位於雲南大理至瑞麗的鐵路線上

原定工期5年半

但工程的難度遠遠超出預期

工期只能一延再延

直到2020年4月28日

隧道才得以貫通

（建設者們堅守12年終於將大柱山隧道打通，

攝影師@牛榮健）

▼

挖掘一條隧道

爲何會歷時12年之久？

想回答這個問題

需要放眼整個中國

這裏地形地貌多樣、地質成因複雜

在這樣的土地上修建隧道

建設者們將遭遇各種難題

（中國地形圖，製圖@星球研究所）

▼

在黃土高原

這裏地表殘破、溝谷縱橫

而且黃土質地鬆軟、極易垮塌

受水浸溼後

還會發生下沉

（溝壑縱橫的黃土高原，

攝影師@李楷行）

▼

2005年

連接鄭州和西安的鄭西高鐵動工

沿線必須多次穿越黃土地層

按照線路規劃

位於河南三門峽的張茅隧道

是全線最長的隧道

預計最大開挖斷面超過160平方米

是全球橫斷面最大的黃土隧道

（張茅隧道全長8483米，

下圖爲蘭新鐵路沿線的穿越黃土地層的隧道，

攝影師@張一飛）

▼

想要在鬆軟黃土中

進行大斷面隧道施工

必須想盡辦法減輕擾動

避免隧道垮塌

爲此

建設者們採用了一種獨特方式

將斷面自上而下分爲三個臺階

按七個施工面進行有序開挖

（上述的開挖方式即爲三臺階七步開挖法，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

在南方喀斯特地區

廣泛分佈着碳酸鹽巖地層

在長年累月的溶蝕下

大地變得支離破碎

（廣西桂林的喀斯特地貌，

攝影師@黃一駿）

▼

而峯巒起伏的地下

溶洞叢生、暗河交錯

這些壯美的景觀

同樣是隧道工程的大敵

（貴州雙河溶洞內的奇異景觀，

攝影師@無影）

▼

所以鑽遇溶洞、暗河時

湧水、湧泥屢見不鮮

以位於湖南郴州的南嶺隧道爲例

隧道沿線的溶洞密集成網

施工中湧水湧泥多達24次

其中一處溶洞內湧出的泥漿

超過8000立方米

堵塞隧道長達177米

（隧道內的湧水場景，

攝影師@史飛龍）

▼

有時

隧道還遇有大溶洞

此時需要進行跨越處理

以川黔鐵路的瞎子河隧道爲例

爲了通過一個巨大的溶洞

建設者們只好在溶洞內

建設起一座長達27.7米的橋樑

“洞中建橋”可謂超越想象

（下圖爲正在穿越溶洞的隧道，

圖片來源@視覺中國）

▼

在青藏高原

這裏平均海拔超過4000米

高寒缺氧，氣候惡劣

（冰雪覆蓋的青藏高原，

攝影師@劉珠明）

▼

隧道結構中的水分

在低溫時固結成冰，體積膨脹

隨着氣溫升高

冰化成水，地層坍縮

這便是凍融作用

循環往復的凍融作用

增加了隧道結構開裂的風險

（凍融作用示意，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

因此

防水措施尤爲重要

同時爲了減小環境溫度對隧道的影響

在隧道結構中

還會增設保溫層

2002年貫通的

青藏鐵路崑崙山隧道

地處海拔4600多米的多年凍土區

爲了建造適應高寒區的隧道結構

專家和建設者們不斷進行試驗

全長僅有1686米的隧道

歷時一年才終於貫通

（崑崙山隧道，圖片來源@視覺中國）

▼

而且

在缺氧的高海拔地區

他們還需要配備供氧設備

（雀兒山隧道的建設者正在吸氧，

攝影師@牛榮健）

▼

相較於分佈集中的

黃土、岩溶、凍土等地質條件

各種規模的斷層

纔是隧道施工中最常見的難題

尤其是地下水豐富地區的斷層

岩層破碎、極易透水

施工難度極大

人稱“爛洞子”

以大柱山隧道爲例

隧道全線需要穿越6條主要斷層

其中一處燕子窩斷層

僅僅156米的距離

卻耗費了26個月之久

平均每天僅能掘進20釐米

（大柱山隧道湧水場景，

攝影師@史飛龍）

▼

而且整個隧道的施工期間

抽水工作從未間斷

源源不斷的水流從洞口流出

硬是在半山腰造出了

一條人工瀑布

（大柱山洞口的瀑布，

攝影師@趙子忠）

▼

複雜的地質條件

不光帶來工程技術的挑戰

洞內惡劣的工作環境

同樣考驗着每一位建設者

比如在煤層、油頁岩等

含瓦斯地層施工時

必須藉助通風設備

稀釋隧道內的瓦斯濃度

（新平隧道內的通風管道，

攝影師@陳暢）

▼

當然

隧道越掘越深

空間也越發隱蔽

再加上施工、運輸等產生的粉塵

嚴重污染了洞內的空氣

此時通風設備同樣必不可少

（新平隧道內惡劣的空氣環境，

攝影師@陳暢）

▼

還有

川藏鐵路的桑珠嶺隧道

洞內溫度可以達到89.3℃

建設者們必須用冰塊來降溫

（隧道內堆放的冰塊，

攝影師@牛榮健）

▼

總而言之

想要在中國的山地修建隧道

凡此種種都不可避免

而人們唯一能做的便是

解決一切困難

（笑對鏡頭的建設者們，攝影師@牛榮健）

▼

爲了衝破重重難關

工程師們不斷革新技術

同時也研發了各種新型設備

其中最值得一提的當屬

隧道掘進機

它們如同巨型怪獸

可以長達數百米

一個標準足球場都無法安放

作業時旋轉堅固的爪子（刀盤）

將前方岩石挖掘下來（旋轉）

相較於其他機械

其挖掘速度大幅提升

可謂是目前機械化程度最高的

隧道挖掘設備

目前

中國已經自主研發了

“月城涼山號”

“彩雲號”等隧道掘進機

而且越來越多的自主化設備

正在成爲中國隧道機械化施工的有力武器

（“月城涼山號”隧道掘進機，

攝影師@賀銳）

▼

這就是

中國人的穿山之路

凝聚着無數工程師的智慧

也凝結了無數建設者的辛勞

無論是青藏高原

（阿尼瑪卿山高速公路隧道，

攝影師@在遠方的阿倫）

▼

還是雲貴高原

（318國道朝東巖隧道，

攝影師@譚江弘）

▼

它們與太行山同框

（請橫屏觀看，

侯月鐵路穿越太行山，

攝影師@鄧國暉）

▼

與江河爲伴

（請橫屏觀看，

大渡河特大橋附近的隧道，

攝影師@姜曦）

▼

與長城共舞

（請橫屏觀看，

京張鐵路沿線隧道，

攝影師@姚金輝）

▼

隧道

正在幫助我們突破地形限制

快速連接中國的各個角落

2010年

隧道穿越嘎隆拉雪山

3年後墨脫公路通車

中國最後一個不通公路的墨脫縣

終於成爲了歷史

（嘎隆拉隧道，攝影師@李貞泰）

▼

目前在建中的亞洲第一長隧

高黎貢山隧道

全長34.5千米

建成後大理至瑞麗的通行時間

將縮短一半以上

（高黎貢山隧道示意，

製圖@王申雯/星球研究所）

▼

2020年9月底

川藏鐵路全線獲批

21座4000米以上的雪山沿線坐落

其中雅安至林芝段

規劃隧道72座，總長838千米

佔到全長的83%

有如穿越橫斷山區和青藏高原的“地鐵”

未來將成爲繼青藏鐵路後

第二條進藏天路

（請橫屏觀看，

川藏鐵路沿線10km以上隧道分佈[雅安-拉薩段]，

製圖@陳志浩&王申雯/星球研究所）

▼

就這樣

超過37000千米長的隧道

正在穿越這片土地

未來隧道的長度

還將繼續增長

若干年後

我們回顧歷史

一定會記起這一段

中國隧道建設的黃金時代

數十年如火如荼的隧道建設

連接了這個國家

連接了14億人民

連接了現在與未來

【參考文獻】

[1] 《中國鐵路隧道史》編纂委員會. 中國鐵路隧道史[M]. 中國鐵道出版社, 2004.

[2] 呂康成. 特殊隧道工程[M]. 人民交通出版社, 2013.

[3] 朱永全. 隧道工程[M]. 中國鐵道出版社, 2015.

[4] 2019年交通運輸行業發展統計公報.

[5] 田四明. 截至2019年底中國鐵路隧道情況統計[J]. 隧道建設, 2020.

[6] 《中國公路學報》編輯部. 中國隧道工程學術研究綜述[J]. 中國公路學報, 2015.

本文創作團隊

撰文：艾藍星

圖片：隧覺覺

設計：王申雯

地圖：陳志浩

審校：黃超、雲舞空城、王長春

專家審覈

中南大學土木工程學院 王樹英 教授

重慶大學土木工程學院 周小涵 博士

【致謝】本文的圖片內容得到了“中鐵一局集團有限公司”和“基建通”的大力支持，特此感謝。

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編輯：梁靜敏

核校：郭小花

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