当我们站在秦岭，7 座超过 10km 的隧道在我们脚下贯穿群山。
其中，最长的公路隧道长达 18km，如果以 70km/h 的限速行驶，需要在地下穿行 15 分钟才能通过。
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当我们站在贵州，超过 1400 座隧道在我们脚下，几乎将贵州全省打穿。
其中，从贵州通往广州的贵广高铁 857km 的里程中，有一半以上都在地下穿行，这已经不是一条传统认知中的铁路，分明是一条跨省“地铁”。
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而当我们放眼全中国，你可能更是无法想象，在 960 万平方千米的大地之下，超过 35000 座、总长约 37000km、接近赤道长度的隧道正在日夜通行，为南来北往、东西穿梭的客货洪流构建起一个极为便捷的超级通道网。
而且，这些隧道的绝大部分都集中建成于改革开放后的短短 40 多年，目前总里程高居世界第一。
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从黄土高原到太行山区，
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从青藏高原到天山山脉，
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隧道正在改变着这个山峦遍布的国家。
中国人究竟是如何挖穿这一条条山岭的？
01 隧道的诞生
中国的隧道样式多种多样，它们或傍山而过，上方构筑顶棚 ，形成“明洞”。
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或挂于峭壁，每隔一段开出“天窗”，形成挂壁公路。
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或顺着山坡盘旋，时而钻入山中，时而露在山体上，形成天梯一般的盘山道。
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但是更多时候，它们都隐伏于山体之中，只露出窄窄的出入口，洞门。
一般的洞门墙体直立、造型粗犷。
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“豪华”的洞门则在两侧增设立柱，形成柱式洞门，美观且稳定性更强。
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与环境融合最好的则是削竹式洞门，好似一段竹竿被沿着山坡顺势切削，造型干净利落。
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还有一种更为特别的造型，它们分布在高铁隧道的洞口，呈向外敞开的喇叭口状。当列车高速通过时，被推挤的气流会产生强烈的冲击压，会引发噪声、造成乘客身体不适等问题。而喇叭口状洞门则可以起到缓冲作用。
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当我们经由洞门进入隧道内部时，则是畅通无阻的通道。
无论它是漆黑一片，
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抑或灯火通明，
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这些隧道畅通的背后实则经历了数次“变身”。
首先，人们通过凿孔爆破和挖掘掏空山体，凿出一条通道。拥有数条“手臂”的凿岩台车如“三头六臂”般在洞内钻凿孔眼，以便安放炸药。
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精密控制的“爆破”可以按照预设的轮廓炸开岩体，炸后的岩壁可谓是相当平整。
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爆破开挖之后，岩体出现空洞，地层容易进入不稳定状态，随时可能垮塌。于是第二次变身立即开启，即安全支护。
在过去，人们使用木材或者钢材直接支撑起挖空的隧道，后来发明了巧妙的新工艺。工人们先在隧道岩体中打入锚杆，再布设一圈钢筋网，最后喷射一层混凝土，这样便可以控制四周岩体的变形，从而起到支护作用。
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1970 年代，这种方法开始传入中国，并在中国隧道建设中广泛使用。
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当然，除了稳定岩石结构，隧道内还需要布设一道隔水层，用于防水。
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最后，第三次变身登场。
人们在隧道内架起一座“模板车”，再在壁面与“模板车”之间灌注混凝土，有如在模具中浇铸金属一般，加固支护的同时还能保证壁面整齐平顺，这便是“二次衬砌”。
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再辅以通风和照明等必要设施，一座完整的隧道才得以诞生。
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隧道连通起大山两侧的世界，促进了彼此的沟通和交流。
以 1950 年代修建的宝成铁路为例，北接陕西宝鸡，南连天府成都，是沟通西北与西南的第一条铁路干线，全线 80%都是崇山峻岭。借着 304 座隧道，这条铁路通道才得以穿越秦岭山区，改变了蜀道难的局面。
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但是，受限于当时的技术水平，宝成铁路沿线的隧道长度大都小于 1000 米，最长的隧道也不过 2300 米，一座接一座的短小隧道组成了壮观的隧道群。而列车只能在隧道与展线组成的“盘山铁路”上缓慢爬升，运行速度和运输效率都远远不够。
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所以，我们需要更长甚至超长的隧道。
02 长、更长、超长
1950 年代，当时中国最长的铁路隧道是凉风垭隧道，全长 4270 米。
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到了 1960 年代，驿马岭隧道突破 7000 米。
1988 年，14295 米的大瑶山隧道正式通车，成为中国第一条超过万米的铁路隧道，而且至今仍是最长的已建成双线电气化隧道。
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进入新世纪，乌鞘岭隧道的长度直接突破20000 米。
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截至 2019 年，中国铁路隧道达到 16084 座，总里程超过 18041 千米，同时单座隧道的长度已经突破32000 米。
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而公路隧道也已经达到 19067 座，总里程超过 18966 千米，其中秦岭终南山隧道长达 18020 米，是目前最长的公路隧道。
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长隧道乃至特长隧道的出现，让原本弯弯绕绕的山路得以“拉直”，人们不再需要大量盘山、展线，而是直接从山脚一洞贯穿。
以青藏铁路为例，1970 年代，为了翻越关角山，列车需要先通过展线爬升 600 米，才能通过 4200 米的老关角隧道，再盘山而下，用时需要 2 小时。
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2014 年，一条全长 32 千米的特长隧道贯通关角山，列车仅需 20 分钟便可以穿越，并且避开了暴风雪等恶劣天气。
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这些长隧道、特长隧道又是如何修建的呢？
一般的隧道，会从两端向中间同时掘进，但对于长隧道继续采用这样的方式，效率就会变得非常低下。
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于是，人们将长隧道分割为若干个短隧道，在多个点位同时施工，这便是“长隧短打”。
例如，在山谷的一侧寻找距离隧道较近的地表位置，横向开挖一个施工洞即横洞，施工人员及设备便可以通过横洞进入主洞施工。
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当隧道的埋深较大时，则可以在隧道上方的地层较薄处开挖与地面连通的坑道，若坑道沿着侧上方延伸，是为斜井；若坑道沿着竖直方向，则为竖井。
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有了横洞、斜井、竖井，隧道施工面的数量大大增加，效率也得以快速提高。但是当出现更加复杂的情况，我们还需要一个更加高明的帮手，平行导坑。
顾名思义，这是一条与主洞平行的先导洞，先于主洞开挖，既可以为主洞提前探路，探明前方的地质情况，还能利用横向通道与主洞连接。每个通道可以增辟两个工作面，极大地加快施工进度。
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在个别情况下，一些平行导坑也会成功“转正”，通过拓宽和砌筑，成为一条真正的隧道。比如连接西安与安康的西康铁路上的秦岭Ⅱ线隧道，便是由平行导坑“转正”而来。
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通过以上种种方式，成千上万座长隧道终于有了建设的可能。
但是，中国的地质条件如此多样，地下工作环境又极为复杂，隧道建设者们必须想尽办法破除前方的一切障碍。
03 难关
2008 年 8 月 8 日，举世瞩目的北京奥运会正式开幕。千里之外的澜沧江畔，名不见经传的大柱山隧道恰巧也在同一天开工。
它全长 14.5 千米，位于云南大理至瑞丽的铁路线上，原定工期 5 年半，但工程的难度远远超出预期，工期只能一延再延。直到 2020 年 4 月 28 日，隧道才得以贯通。
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挖掘一条隧道为何会历时 12 年之久？
想回答这个问题，需要放眼整个中国。
这里地形地貌多样、地质成因复杂，在这样的土地上修建隧道，建设者们将遭遇各种难题。
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在黄土高原，这里地表残破、沟谷纵横，而且黄土质地松软、极易垮塌，受水浸湿后还会发生下沉。
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2005 年，连接郑州和西安的郑西高铁动工，沿线必须多次穿越黄土地层。按照线路规划，位于河南三门峡的张茅隧道是全线最长的隧道，预计最大开挖断面超过 160 平方米，是全球横断面最大的黄土隧道。
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想要在松软黄土中进行大断面隧道施工，必须想尽办法减轻扰动，避免隧道垮塌。为此，建设者们采用了一种独特方式，将断面自上而下分为三个台阶，按七个施工面进行有序开挖。
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在南方喀斯特地区广泛分布着碳酸盐岩地层，在长年累月的溶蚀下，大地变得支离破碎。
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而峰峦起伏的地下，溶洞丛生、暗河交错，这些壮美的景观同样是隧道工程的大敌。
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所以钻遇溶洞、暗河时，涌水、涌泥屡见不鲜。以位于湖南郴县的南岭隧道为例，隧道沿线的溶洞密集成网，施工中涌水涌泥多达 24 次，其中一处溶洞内涌出的泥浆超过 8000 立方米，堵塞隧道长达 177 米。
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有时，隧道还遇有大溶洞，需要进行跨越处理。以川黔铁路的瞎子河隧道为例，为了通过一个巨大的溶洞，建设者们只好在溶洞内建设起一座长达 27.7 米的桥梁，“洞中建桥”可谓超越想象。
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在青藏高原，这里平均海拔超过 4000 米，高寒缺氧，气候恶劣。
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隧道结构中的水分在低温时固结成冰，体积膨胀。随着气温升高，冰化成水，地层坍缩，这便是冻融作用。循环往复的冻融作用，增加了隧道结构开裂的风险。
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因此，防水措施尤为重要，同时为了减小环境温度对隧道的影响，在隧道结构中还会增设保温层。2002 年贯通的青藏铁路昆仑山隧道，地处海拔 4600 多米的多年冻土区，为了建造适应高寒区的隧道结构，专家和建设者们不断进行试验，全长仅有 1686 米的隧道历时一年才终于贯通。
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而且在缺氧的高海拔地区，他们还需要配备供氧设备。
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相较于分布集中的黄土、岩溶、冻土等地质条件，各种规模的断层才是隧道施工中最常见的难题，尤其是地下水丰富地区的断层，岩层破碎、极易透水，施工难度极大，人称“烂洞子”。
以大柱山隧道为例，隧道全线需要穿越 6 条主要断层，其中一处燕子窝断层仅仅 156 米的距离，却耗费了 26 个月之久，平均每天仅能掘进 20 厘米。
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而且整个隧道的施工期间，抽水工作从未间断，源源不断的水流从洞口流出，硬是在半山腰造出了一条人工瀑布。
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复杂的地质条件不光带来工程技术的挑战，洞内恶劣的工作环境同样考验着每一位建设者。
比如在煤层、油页岩等含瓦斯地层施工时，必须借助通风设备，稀释隧道内的瓦斯浓度。
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当然，隧道越掘越深，空间也越发隐蔽，再加上施工、运输等产生的粉尘严重污染了洞内的空气，此时通风设备同样必不可少。
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还有川藏铁路的桑珠岭隧道，洞内温度可以达到 89.3℃，建设者们必须用冰块来降温。
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总而言之，想要在中国的山地修建隧道，凡此种种都不可避免，而人们唯一能做的便是“神来杀神，佛挡杀佛”。
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为了冲破重重难关，工程师们不断革新技术，同时也研发了各种新型设备。
其中最值得一提的当属隧道掘进机，它们如同巨型怪兽，可以长达数百米，一个标准足球场都无法安放。作业时旋转坚固的爪子（刀盘）将前方岩石挖掘下来（旋转），相较于其他机械，其挖掘速度大幅提升，可谓是目前机械化程度最高的隧道挖掘设备。
目前，中国已经自主研发了“月城凉山号”、“彩云号”等隧道掘进机，而且越来越多的自主化设备，正在成为中国隧道机械化施工的有力武器。
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这就是中国人的穿山之路，凝聚着无数工程师的智慧，也凝结了无数建设者的辛劳。
无论是青藏高原，
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还是云贵高原，
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它们与太行山同框，
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与江河为伴，
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与长城共舞，
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隧道，正在帮助我们突破地形限制，快速连接中国的各个角落。
2010 年，隧道穿越嘎隆拉雪山，3 年后墨脱公路通车，中国最后一个不通公路的墨脱县终于成为了历史。
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目前在建中的亚洲第一长隧，高黎贡山隧道，全长 34.5 千米，建成后大理至瑞丽的通行时间将缩短一半以上。
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2020 年 9 月底，川藏铁路全线获批，21 座 4000 米以上的雪山沿线坐落，其中雅安至林芝段规划隧道 72 座，总长 838 千米，占到全长的 83%，有如穿越横断山区和青藏高原的“地铁”，未来将成为继青藏铁路后第二条进藏天路。
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就这样，超过 37000 千米长的隧道正在穿越这片土地，未来隧道的长度还将继续增长。
若干年后，我们回顾历史，一定会记起这一段中国隧道建设的黄金时代。数十年如火如荼的隧道建设，连接了这个国家，连接了 14 亿人民，连接了现在与未来。
本文创作团队
- 撰文：艾蓝星
- 图片：隧觉觉
- 设计：王申雯
- 地图：陈志浩
- 审校：黄超、云舞空城、王长春
专家审核
中南大学土木工程学院 王树英 教授
重庆大学土木工程学院 周小涵 博士
【致谢】本文的图片内容得到了“中铁一局集团有限公司”和“基建通”的大力支持，特此感谢。【参考文献】
- [1] 《中国铁路隧道史》编纂委员会. 中国铁路隧道史[M]. 中国铁道出版社, 2004.
- [2] 吕康成. 特殊隧道工程[M]. 人民交通出版社, 2013.
- [3] 朱永全. 隧道工程[M]. 中国铁道出版社, 2015.
- [4] 2019 年交通运输行业发展统计公报.
- [5] 田四明. 截至 2019 年底中国铁路隧道情况统计[J]. 隧道建设, 2020.
- [6] 《中国公路学报》编辑部. 中国隧道工程学术研究综述[J]. 中国公路学报, 2015.
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