為什麼要在懸崖邊上修建掛壁公路，而不挖隧道？

出品| 網易新聞

作者| 須臾千秋，清華大學土木工程博士

　　在懸崖邊上開車是怎樣一種體驗？能回答這個問題的人，一定已經被剛剛駛過的掛壁公路嚇得魂飛魄散。

　　沒錯，中國的掛壁公路的確是世界上看起來最驚險的公路。它真的像「開了掛」一樣，是一種在峭壁、懸崖和高峻大山上開鑿而出的奇險公路。其地勢之險峻，修建之艱難，在世界築路史上都很少見。

　　遠遠看上去，這公路就像是掛在峭壁上的。這樣奇險的公路中國共有七條，都分布在山西與河南省，太行山脈的兩側。

（山西省內的掛壁公路）

（一）為什麼要修建掛壁公路？

　　中國的山西省素來有「表裡山河」之稱。太行山的山勢險峻，東側是明顯的斷層，許多地段形成了近1000米高的峭壁，氣勢雄偉。

　　在戰亂年代，地勢險峻、易守難攻的山西省就成為了兵家必爭之地；但在和平年代，陡峭的太行山就成為了阻礙經濟發展的大累贅。

　　許多太行山深處的居民想要出山，就必須要靠雙腳在大山中翻個一天一夜。由於沒有平直的公路，大山內外的物資運輸根本無從談起，太行山中成千上萬個小山村也就更談不上生存和發展了。

　　中國的山嶽眾多，地形複雜。在峭壁上修建道路這件事，早在兩千多年前我們的先祖就已經實踐過了，那就是棧道。棧道是在峭壁上鑿孔搭建支架，以此為依託修建的道路。

　　由於受力模式的特殊性，棧道無法承擔太大的負重，通常只能走人，不能行車。此外，棧道還往往面臨連續垮塌的問題，一旦有某處由於地質變動或超載發生垮塌，往往會帶動棧道整體垮塌，進而造成較大的傷亡和損失。

　　（棧道）

　　（棧道的連續垮塌）

　　要想把車開進太行山，靠棧道是有些不切實際的。不過，太行山的懸崖岩質堅硬，地質環境總體穩定，因此就有人想到可以反其道而行，不從峭壁往外搭出棧道來，而是向山體內部挖出一條道，這就是掛壁公路。

　　掛壁公路的原理類似於「半個隧道」。它是在峭壁的中間挖出的一條公路，每隔十幾米就開出一個與外界相連的洞口，既能在施工中用於排渣和作業，也能在建成後用於公路的通風與採光。

　　與隧道不同，掛壁公路的規模小，布線靈活， 即使不需要隧道那樣的嚴格支護也能保證安全。由於自然的通風與採光，它的能耗也遠遠小於公路隧道。

　　掛壁公路的級別通常不高，但卻是一種非常實惠的輕型公路，非常適用于山中村鎮與外界的連接，是一種在資金不足的情況下代替隧道的實用方案。經計算，掛壁公路的造價只有相同功能隧道的3%。

（二）在懸崖邊上修路，難度非比一般

　　掛壁公路的等級雖然普遍不高，只是普通的雙向車道，但它的修建難度卻非比一般。

　　這種難度並不是指它像有些高樓大廈那樣，動輒投資多少個億的資金。在深山中，金錢並不能派上用場，掛壁公路的修建依靠的是巧妙的布置與頑強的意志。

　　20世紀60年代，那時的中國還不是「基建狂魔」，不僅技術落後，而且資金匱乏。

　　山西陵川縣最東邊的小村錫崖溝村民為了改善封閉落後的局面，利用手頭既有條件，開始在王莽嶺絕壁上修建中國的第一條掛壁公路：錫崖溝掛壁公路。這條7.5公里長的公路呈「之」字形布置，在山壁上曲折了三層，巧妙地避過了難於開鑿、地質條件惡劣的地段。

　　儘管沒有任何國家規範作為指導，也缺乏詳盡的工程地質與水文資料，但是憑藉著工人們的工程經驗和對家鄉的了解，錫崖溝掛壁公路通過巧妙的選線完成了布置。

　　儘管如此，錫崖溝公路還是歷時30年才最終修建完成。之所以這麼難修，最首要的原因就是掛壁公路缺乏施工作業空間。

　　在公路修建之前，峭壁上是完全沒有施工人員的立足點的，更沒有施工機械的安置空間。因此在施工的開始階段，必須有人吊著懸索爬上岩壁，完全靠手拿鋼釺開啟出施工平面來。

　　這樣的場景在那個年代非常常見。

　　依山開鑿道路，不能對山體造成過大的破壞，否則道路的安全無法保障，因此，掛壁公路的開挖不能大規模使用炸藥，只能一步一步向前掘進。

　　太行山特有的含礫沉積岩硬度極高，開挖不易，這又大大減慢了掛壁公路的施工速度。

　　不過，有了錫崖溝公路成功的實踐經驗作為積累，後續開始修建的掛壁公路，速度與質量都有了顯著的提升。

（三）掛壁公路因奇特險要而聞名世界

　　掛壁公路之所以為世界所知曉，要歸功於河南郭亮村修建的「郭亮洞」。它是在110米高、1250米長的絕壁橫面上，以25度斜面鑿出的掛壁公路。

　　這裡的岩石硬度達到8.2級，超過了鋼鐵的硬度，甚至可以與工程合金媲美。吸取了錫崖溝經驗的郭亮洞工程沒有使用蠻力，而是精準地計算了炸藥的用量，從岩層硬度最大的絕壁中間炸開了工作面，並以此為基礎修建公路。

　　郭亮洞工程共清理石渣2.4萬立方米，使用了兩千個鐵鎚和2噸鋼釺，僅耗時5年即宣告完工，這在20世紀70年代是非常了不起的成就。

　　郭亮洞的布置也十分合理，隧道開出的35個天窗間隔非常科學，現在作為公路的透光觀景台，為公路提供了恰到好處的照明。

　　郭亮洞被列為「世界最險要十條路」和「全球最奇特18條公路」之一，是當之無愧的「太行明珠」。

　　（郭亮洞）

（四）曾經的無奈之舉，如今成風景線

　　掛壁公路本是財力不足時替代隧道的無奈之舉，但隨著經濟的發展，人們發現，儘管它的通行效率不如隧道，但它優美的景觀卻是隧道無法比擬的。

　　太行山南麓的崑山掛壁公路本是90年代時為了方便崑山村民出行修建的一條「村村通」公路。由於施工簡陋加之年久失修，隧道經年累月產生變形，開始變得凹凸不平。

　　2009年，當地政府開始對全長2500米的崑山掛壁公路進行升級改造，將它變成了一條驚險但安全的旅遊風景線。

（如今整潔有序的崑山掛壁公路）

　　幾十年過去，我們的道路施工技術已經有了翻天覆地的變化，對掛壁公路的升級改造也採用了許多現代化的手段。

　　由於暴露在外多年，公路的石頂已經開始發生風化。為了增加穩定性，工程採用了向洞頂噴射混凝土的方法。它是將水泥、砂、細石等混凝土原料在乾燥狀態下拌合均勻，用壓縮空氣將其和速凝劑送至噴嘴並與壓力水混合後進行噴灌的方法。

　　這種混凝土與普通混凝土不同，它非常粘稠，被高壓噴出後可以緊密地掛在洞頂、坑壁上，不會發生流動直至完全硬化。它形成的強度可以達到30兆帕以上，與普通大樓的橫樑、立柱等重要構件相當，可以與隧道壁形成牢固貼合，有效地加固隧道。

（噴射混凝土）

　　使用這種噴射混凝土，只需短短几個月就可以加固起整條掛壁公路，這與當年人拉肩扛地修建公路全然不可同日而語。

　　此外，在現代化的岩土力學計算軟體的幫助和指導下，掛壁公路的薄弱區域、重點區域都一覽無餘。藉助現代勘測手段，道路的哪裡可以放心擴建，哪裡需要額外加固，哪裡要進行人工排險，工程師們都可以瞭然於心。

　　維修掛壁公路，對於現在的工程師來說已然是小菜一碟。

結語

　　目前，中國的隧道修建技術已經國際領先，曾經要修幾公里長的掛壁公路才能與外界相連的村子，如今往往只需要一條幾十米長的隧道。使用強大的盾構機只要幾個月就能讓村子與外界相連。

　　如今，既有的掛壁公路已經成為了風景名勝，人們不僅可以在掛壁公路上欣賞壯美的太行山，也能夠一覽中國製造的優秀傳承。

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編輯| 史文慧

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