海底隧道隧道如何修建的如何保证密不透水

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为了缓解地面交通压力,地下交通网络同样紧张忙碌地运行着,隧道便是人类利用地下空间的主要呈现形式。而除了人们熟悉的地下通道、交通隧道、地铁等,随着建筑水平的日益精进,海底隧道的建造也一个个的被提上了日程。

与跨海大桥相比,海底隧道的最大优势莫过于建造在大海底部,不仅不会影响通航,也不会受到海上恶劣天气的影响,但是正因为是施工于海底,不禁让人产生疑惑,大海里面全是水,海底隧道该如何修建呢?

就目前而言,海底隧道的开凿方法主要有四种,分别是钻爆法、沉管法、掘进机法和盾构法。

钻爆法也叫矿山法,可以简单的理解为,先使用炸药炸出一段距离,将岩石残渣运出后再做衬砌,整个过程循环往复,直到隧道打通。由于爆破对岩石层的扰动较大,所以钻爆法常常应用于围岩较好的地层,在挖掘过程中,可能会从岩缝中渗水,需要立即注浆封堵。我国大陆的第一条海底隧道,厦门翔安海底隧道,便是利用这种方法建成的。

沉管法,顾名思义,就是将制作好的管道沉放到海底后再互相连接,就像连吸管一样,管道连接处的防水工作极为重要。我国的港珠澳大桥隧道段,就利用沉管法在海底连接了33节管道,为了防止连接后的管道上浮,还要使用碎石对隧道进行覆盖,因为需要在海水中运输沉放和拼接管道,所以沉管法并不适用于水流湍急的海域。

掘进机法和盾构法大体相似,都是利用大型的机械钻头进行挖掘,掘进机常用于坚固的岩石环境,而盾构法的机器,主要用于软岩和软土中,与前者相比,它还自带防水功能,在挖掘的同时拼装混凝土管片,通过盾构外壳和管片支撑四周围岩,以防隧道内部发生坍塌,可谓是一种全机械化的施工方法。因此盾构法的应用最为广泛。

当然,上述的几种施工方法,工程师会根据现实情况的复杂程度结合使用,以达到最好的建设效果。

了解了理论上建造海底隧道的方法,那么真正的海底隧道又会是什么样子呢?驾车驶进世界第三长的青岛胶州湾海底隧道一看便知,海底隧道并不像海洋馆中的透明玻璃管道一样,能够看到流动的海底生物,这里是黑漆漆的一片,与普通的隧道并无二致,这背后最大的原因便是海水对隧道的压力,从海面到海底压力是持续增加的,一般来说水深每增加米,就会增加10倍于大气的压力,再者,有相当一部分的海底隧道,建造于海底底层之下,即使管道透明也欣赏不到海底的景色。

所以说,要想实现交通与观赏兼具的海底隧道,对于材料学和工程学来说,都是前所未有的挑战。




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