建筑

失败尝试

19世纪初由于泰晤士河两岸的码头业日渐蓬勃，链接两岸的陆路交通需求与日俱增，工程师 拉尔夫·多德 （ 英语 ： Ralph Dodd ） 于1799年就尝试过在泰晤士河肯特郡格雷夫森德一段建造水底隧道但未能成功。 1805至1809年间一队康沃尔籍矿工及矿业技师包括理查·特里维西克在内尝试在伦敦威平和洛特希间挖掘隧道，不过有指矿工只适应挖掘坚硬的岩石而未有做好应对河道一带松软泥土和流沙的措施，这个名为“泰晤士拱道”（ Thames Archway ）的工程在用作勘探的“导洞”（ pilot tunnel ）被淹没两次后宣告终止，当时这个导洞比原定的366米挖了305米 ，隧道约阔91厘米和高150厘米以备之后挖掘的正式隧道作排水用。 泰晤士拱道的失败使当时大部分的工程师认定建筑水底隧道是不切实际。

布鲁内尔

19世纪报纸上描绘泰晤士隧道工程的解说图

英法籍工程师马克·伊桑巴德·布鲁内尔未有受这些失败例子影响，1814年曾向俄国沙皇亚历山大一世提议兴建穿越圣彼得堡涅瓦河的水底隧道，提案被跨河天桥取代，但布鲁内尔未有放弃并继续钻研兴建隧道的技术。 1818年1月他与苏格兰巡洋舰长汤玛士·科立恩为共同开发的钻挖式隧道技术申请专利，这是一个划时代的隧道建筑技术并一直被改良和沿用至今。1823年起布鲁内尔开始着手筹备以该技术兴建威平至洛特希隧道的企划，1824年得到连同威灵顿公爵等多个私人投资者注资成立了泰晤士隧道公司，隧道于1825年2月正式动工。

工程的第一步是在南岸的洛特希离岸边46米挖掘出发井，为此建造直径15米的巨型环轴，铁环内利用砖块砌起12米高和91厘米厚的墙，然后利用骑在环上的蒸汽引擎推动挖掘泵，整个钻挖装置估计重1000英吨。 铁环底部的边缘就像刀片般将下面松软的泥土切割，这些堆积在环内的泥土由工人手动移走，装置就缓慢地以自身的重量下沉。当时这个切割装置在下沉到一个深度中途被装置周边土壁卡住，为了令其继续下沉而临时加载约五万块砖头。为了避免这个情况再度发生，1840年在北岸威平挖掘回收井时所建造的钻挖装置的形状不再是一个正圆柱体，顶部直径比底部稍微收窄。1825年11月洛特希的钻挖装置完全下降到地底下，隧道的挖掘工序随之开始。

布鲁内尔博物馆内展出的盾构机横切面模型

挖掘隧道的盾构机的部件由机械发明家 亨利·莫兹利 （ 英语 ： Henry Maudslay ） 位处兰贝斯的工房制造并运送到洛特希钻挖现场组装，这个最原始的盾构机由12块垂直并排的大铁板组成，然后再用两块铁板划分成水平3列为上层和中层提供立足点，如此构成36个工作空间，每一个空间靠着钻挖方向的泥土有一块可移动的门板。每一格由一名工人将门板移开后将前面一定量的泥土挖走再将门板用工具固定在被挖出的空间深处。盾构机顶部和底层的每格都会以巨型螺丝顶住背后用来支撑隧道璧的砖墙切面，当盾构机前方的泥土已经被挖走，工人就转动螺丝令盾构机往更深处推移，盾构机上的工人一面挖走泥土，另一批工人就不停在背后敷设砖墙。

盾构机每块垂直铁板超过7英吨重，整个盾构机重约80英吨 ，这个隧道钻挖法的好处在于为隧道内侧提供支撑以降低崩塌危险，但许多工人和工程师包括布鲁内尔在内都因为经河床流入隧道的地下污水而染病，这些污水又会释出甲烷气体，因为油灯的火种而引起爆炸。1826年4月驻场工程师威廉·阿姆斯特朗病倒后由布鲁内尔当时20岁的儿子伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔接棒。钻挖的进度非常缓慢，隧道每周推进约3至4米。1827年5月18日在挖到167米时隧道突然被洪水淹没 ，伊桑巴德为了堵住渗水的地方而驾小艇进入隧道再以 潜水钟 （ 英语 ： Diving bell ） 游到渗水的隧道壁顶部并以沙包塞住裂缝，修复和抽水完成后的11月他在事发地点举办宴会庆祝，向公众证明水底隧道是安全的。

为了补贴工程费用隧道公司的监督开放工地现场给外来人观光，当时的入场费是每人1先令并吸引了每日约600到800人次参观。

1828年1月12日隧道再度淹没，这次意外引致6名工人死亡，伊桑巴德当时逃到一个被锁上的紧急出口，一名在紧急出口背后的包工察觉到门的另一面有人求救而将门打破并救出已经昏迷的伊桑巴德，伊桑巴德经抢救后于疗养的6个月期间得知为跨越 埃文峡谷 （ 英语 ： Avon Gorge ） 兴建桥梁的比赛，他赢得这个项目并建成后来的克里夫顿吊桥。隧道由于接着而来的财政问题而在事发当年的8月被搁置施工长达7年，盾构机背后被砖墙封堵。

1834年12月马克·布鲁内尔成功向英国财政部申请24万7千英镑贷款以继续工程，1835年8月由于原盾构机已经老化而被拆解和移走，1836年3月换上改良型及重达140英吨的盾构机后钻挖继续进行，但直到1840年隧道又分别遭到4次洪水淹没，火警、甲烷和硫化氢气体泄漏不断延误施工进度，隧道终于在1841年11月完成挖掘，但工程连绵的阻滞和洪水成为媒体社评的笑柄。 1841至42年间泰晤士隧道内部铺设了马路和照明，出口处建有螺旋楼梯供行人上落并于1843年3月25日对公众开放。洛特希一侧的车间改建成存放机械供需要时抽走渗漏的地下水，这个车间后来被改建成展览隧道历史的博物馆。

行人隧道

行人隧道营业切面绘图

19世纪中叶泰晤士行人隧道内则

虽然是建筑史上的重要成就，泰晤士隧道开业的头20多年营运并不成功。总钻挖投资涉及45万4千英镑，另加18万英镑后期工序，这笔数目远远超过施工前预计的金额。 虽然隧道设计原意是为马车提供行车路，但由于隧道公司已经没有资金再建造匝道供车辆进出，它最终只能以行人隧道运作。隧道成为了伦敦的一个名胜，吸引了每年2百万游客，当年的通行票价是每人1便士，它亦成为了当时流行曲的一个主题，但世人对它的热情逐年递减，更甚者是隧道内流莺和扒手为患令它声名狼藉。 美国旅游人威廉·德鲁（ William Drew ）初听闻这条隧道时形容它是“世界第八大奇迹”，当他1851年实际游览过后他形容“有点失望”，但依然对隧道的拱形管道和装横留下很深印象，他觉得对比交通动脉它更像是一个地下市集。 德鲁的描述被认为是相对非常宽容，1855年美国作家纳撒尼尔·霍桑造访泰晤士隧道后发表了更刻薄的评语，形容整条隧道就是一个失败作。

铁路隧道

1865年9月泰晤士隧道被一个由6家铁路公司联营的东伦敦铁路公司收购以备接驳兴建中的同名客货两用铁路 ，泰晤士隧道被看中的主要原因是其 隧道切面 （ 英语 ： Structure gauge ） 足够容纳两部重铁列车通过有余，这亦是隧道当初作为重型运输通道的设计原意。1869年12月7日第一部列车通过泰晤士隧道 ，1933年东伦敦铁路被吸收成为伦敦地铁的一部分及改名为东伦敦线，货运服务则止于1962年，泰晤士隧道成为了整个地铁系统最古老的建筑。1995年东伦敦线的加拿大塘站须要重新改造以提供与银禧线延线的转车接驳，地铁公司籍此机会临时关闭整条东伦敦线，同时为泰晤士隧道进行长线加固修复。尽管地铁公司承认当时隧道结构完全没有即时修理的须要，文物保育关注人士仍担心隧道内的拱门和雕塑艺术会在加固工程中遭到毁坏，并成功在地铁公司施工前一天即3月24日将泰晤士隧道列入为二星级登录建筑（法定古迹）。地铁公司最后同意不对隧道两端进行任何工程，隧道中段亦以较温和的措施加固，结果东伦敦线比原定的7个月延长至3年后于1998年才恢复通车。 2007年东伦敦线再度临时停止服务以更新路轨和讯号系统，2010年4月恢复通车时泰晤士隧道正式成为了伦敦地上铁的一部分，通车前的一个月隧道开放了两天给公众徒步参观。

蒸汽火车经泰晤士隧道驶进威平站的绘图

2010年3月铁路隧道开放日

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