106公里超級隧道 (Gadara: Super Tunnel across Jordan and Syria)
羅馬帝國隧道工程登峰造極之作

中東,約旦、敘利亞,唔知道大家睇到呢三個地名會諗起咩?或者大家即時會嗡得出既詞彙有:沙漠、乾旱、炎熱、遊牧民族、駱駝、敘利亞內戰……除左幾個有錢到漏油(literally)既產油國之外,中東似乎已經同貧窮、落後掛鉤。但響2,000-1,500年前既羅馬時代,東地中海地區曾經一度係貿易要衝,係世上最富裕、最繁榮既地方之一。因為貿易累積既龐大財富,加上位處邊境地區有重大既戰略價值,響呢個貧瘠荒涼既地方,古羅馬既工程師起出左可能係整個古代世界最唔顯眼,但最偉大既超級工程——一條古典史上最長既隧道。隧道分成三段,已知總長度達106公里,基本上相當於由香港到廣州既直線距離,而當中最長一段隧道連續長度竟然達到94公里,一舉打破古典時代建築所有原有的記錄。

意料之外既發現
自從羅馬覆亡之後,呢個偉大既超級工程早已被世人塵封、遺忘。雖然約旦北部高原當地既牧人知這有條隧道既存在,隧道既通風井甚至被當地牧人修牆圍繞以防止牲畜意外跌入。雖然當地人知道隧道既存在,但冇人知道佢係點黎,於是呢條隧道響當地人之間錯誤被稱為「法老的運河」。至於點解學者會開始研究佢,呢一切就要從2004年開始講起。當時德國達姆斯塔特(Darmstadt)既達姆斯塔特應用科技學院(Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences)教授Mathias Döring正同學生響約旦西北部研究青銅器時代既Zeraqon遺址,結果意外發現60米深既風井。經過極斜既梯級到達隧道底部後,Döring發現隧道表面有用水泥平整,顯示係屬於古羅馬人水利工程既遺址。佢本住好奇心順藤摸瓜,發現左一條以前從未被學術界發現同研究過既隧道,而由於附近並無羅馬時代既城市,所以相信呢條隧道係更長既大型水利工程一部分。佢地發現附近有大量通風井向下延伸,距離地面深度可以達到80米。Döring教授利用GPS定位300座左右已發現既風井既確切位置,經過詳細研究,證實佢既團隊發現左古典世界入面最長既隧道,以及古代世界第二長既供水網。

約旦、以色列及敘利亞南部地勢圖

衛星圖片:總長170公里加大拉水道既64公里明渠部分,以及總長106公里既隧道走向

沙漠甘泉
響乾旱既中東地區,水係非常珍貴既資源,對水源既追求將羅馬人既工程技術推至絕對極限。引水隧道係總長170公里既供水體系其中一部分(古典世界最長既供水網為君士坦丁堡既瓦倫斯水道,長度超過250公里,下季會講),起源自東北面敘利亞既Dille,終點係約旦加大拉(Gadara),途中經過Adraa、Aliba兩座城市。Dille既沼澤(現已枯乾)係水道既源頭,一開始既64公里係明渠,然後接入三條長度分別為1、11、94公里既隧道。當中最長既94公里隧道。呢個數字唔止刷新左古代隧道最長既記錄,而且遠遠拋離第二位。第二位既係意大利波隆拿隧道長18公里,前者係後者既超過5倍。


左:隧道內部圖片;右:部分位於敘利亞既明渠

地面發現既通風井井口遺址,同類既井口已發現300個,總數可能達到3,000個

隧道風井示意圖

隧道內部圖片

隧道終點約旦河東岸既加大拉(Gadara)

隧道尾段,坡度維持響千分之4.5,而全程坡度就平均為千分之1.4。中間設有一座石橋橫跨一個山谷。如果想知道呢個長度有幾長,我地可以望返1.86公里長既紅隧。而英法海峽隧道(Channel Tunnel),單管長度大約係50.5公里。隧道本身技術難度同工程量至今仍令人咋舌。隧道深度可以超過80米,構切面闊度由1.4到1.75米不等,高度由2.3-3米不等,通風井數目估計有2,900座,總共需要挖開60萬立方米既岩石。要令沙漠中都可以擁有自來水既便利、甚至建造水池花園,不惜逆天而行,實在好符合羅馬人既風格。


隧道內既希臘文塗鴉,對於測定隧道建成的年代提供相當重要的線索

隧道橫切面示意圖

加大拉輸水隧道既目的,係要將供水量加大十倍以上,響位於草都唔生多條既貧瘠地區城市帶黎自來水既便利。輸水道中途站Abila既礦物沉積分析,顯示隧道內水流量達到每小時1-2.5百萬公升,響隧道部分路段,甚至有兩條孖住平行既隧道去加大供水量。專家相信,最早既供水管道可能響希臘化時期由希臘人所建,而羅馬既擴建同加建,將中東地區部分城市既供水能力大幅提高,便利左商旅既往來。


雙管隧道示意圖

工程奇蹟
為左建造呢種規模既隧道,古羅馬人巧妙咁運用左對向鑽挖(excavation from both ends)既技術。記得響第一季時曾經解釋過,響隧道兩端入口同時施工,然後兩team人響山中間會合既辦法。但因為94公里既長度實在太長,以當時既工具,如果只係用呢個辦法去挖,工程到而家都完成唔到。於是古代工程師使用左多重對向鑽挖方法。沿住隧道既路徑挖掘多個45度角既風井到達指定深度,可以用作通風,而且每個風井底下都會有兩team人分頭行事。用左呢個方法,就容許好多隧工人同時施工,大大加快進度。但要確保每team對向施工既團隊都能夠響地底中間相遇,將呢個過程重覆成百上千次而不出錯,要維持指定坡度,施工環境惡劣而缺乏鮮風,確實係好考功夫既事。響加大拉隧道呢個case,考古學家發現細微既坡度錯誤令出水口過低,冇辦法填滿位於高處既水池,所以最後一段既水道最終並無啟用。


隧道施工所用既「多重對向施工」,係古典時代對向施工技術(參閱第一季內容)既延伸。利用對向施工技術,古代人可以挖出1.6公里長既隧道。利用多重對向施工,長度可以三級跳至近100公里既級別

建成時代之謎
或者讀者會有個疑問,呢個工程到底係咩時候起?點解要放響呢節既最尾?放響最尾,答案正正係因為我地唔清楚隧道動工同落成既確切年份,冇辦法肯定同哈德良皇帝有關。但至少碳14(carbon-dating)既檢查,將隧道興建既年代大約推算至公元130年到公元193年之間,不過呢個放射性碳測年結果尚未經過校正,所以更穩妥既講法係由1世紀末到3世紀初,動工期間可能長達一個世紀,沿用至636年阿拉伯人既征服。由於放射性碳測年既結果同哈德良(Hadrian) 129/130年出巡至地中海東岸地區相近,所以亦都有合理既猜測,指哈德良既到訪,有可能係促使工程能夠拍板動工既關鍵。

參考資料:
Döring M. (2007) Wasser für Gadara – 94 km langer Tunnel antiker Tunnel im Norden Jordaniens entdeckt. Querschnitt. Hocschule Darmstadt.
Döring M. (2008) Qanat Firaun. 106 km langer unterirdischer Aquädukt im nordjordanischen Bergland.
Schriften der Deutschen Wasserhistorischen Gesellschaft, 2008, 10: 1–16.
Döring M. (2009) Wasser für die Dekapolis. Römisches Wasserversorgungssystem im Norden
Jordaniens. Schriften der Deutschen Wasserhistorischen Gesellschaft, 2009, 5:183–212.
http://www.spiegel.de/international/world/rome-s-tremendous-tunnel-the-ancient-world-s-longest-underground-aqueduct-a-612718.html
http://www.romanaqueducts.info/aquastat/aquastattunnellength.htm
http://www.romanaqueducts.info/aquasite/gadara/index.html