隧道是怎么挖掘的_水下隧道怎么修建的

挖隧道需要用到盾构机来挖掘,盾构机挖掘土层的时候要用混凝土环管片贴牢,这样可以防止土层塌陷。盾构机的最前面部分是机头,上面是一个圆形的巨大刀盘,刀盘上装有刀片,刀片有好几种,以应付不同的土层地质。这是最核心的部分,起到掘进的作用。

后面还有一段密封舱机身,尾随着6节车厢,用于装载盾构机的动力系统、土体改良系统、密封系统、辅助系统等,总体结构有60米长。

盾构机工作时它靠着机身内千斤顶给予的动力向前推动,旋转刀盘掘开土层。挖掘土层的同时用混凝土环管片贴牢,防止土层塌陷,每次掘进一环1.2米长。每掘进一环,就安装一环的环管片。

盾构机不断掘进,留下来的隧道直径是圆的,内壁是由环管片贴成,非常工整。掘出来的土会被收集起来,经过处理后就像“牙膏”一样,由螺旋运输机输送到装载泥土的车辆上,运到地面上去。

盾构机在掘进过程中,一般情况下,刀盘掘进到哪里,地面会出现微小的隆起,刀盘过后,又会沉降下来。隆起的幅度一般在1厘米,对地面不会产生什么影响。掘进后,随着环管片贴牢,土地承载能力丝毫不会减弱。

在盾构机掘进过程中,通过控制掘进速度,可以把隆起的幅度控制在更小的幅度,甚至只有几毫米。这样的幅度,对地上建筑不会产生影响,对道路出行更不会产生影响。

海底隧道(submarine tunnel):在海峡、海湾和河口等处的海底之下建造沟通陆地间交通运输的交通管道技术工程。

隧道是怎么挖掘的_水下隧道怎么修建的

▲港珠澳大桥。图源:国资小新

海底隧道分3个部分:海底段、海岸段和引道。其中,主要部分是海底段,埋置于海底,两端与海岸段连接,再经过引道与地面线路接通。一般在两岸各设一至两座竖井,井内安装通风、排水和供电等设备。其平面布置、埋设深度和横断面形状与尺寸,均按使用要求确定,也与地质、水文情况及施工方法等有关。

隧道是怎么挖掘的_水下隧道怎么修建的

▲图源:共青团中央

海底隧道的开凿,主要有4种工法:

①钻爆法。用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用钻爆法施工时,将整个断面分部开挖至设计轮廓,并随之修筑衬砌。大陆已建和在建的海底隧道,如中国厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道、厦门海沧海底隧道,均是采用该法施工。

②沉管法。在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面现场,并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内,以此方法修建的水下隧道。中国香港多条海底隧道采用该法施工。

③掘进机法。是挖掘隧道、巷道及其他地下空间的一种方法。简称TBM法,是用特制的大型切削设备,将岩石剪切挤压破碎,然后通过配套的运输设备将碎石运出。连接英国及法国的英法海峡隧道就是采用该法开挖。

④盾构法。是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。日本东京湾海底隧道是采用该法施工的。

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▲港珠澳大桥东人工岛及香港段局部。图源:国资小新

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▲图源:国资小新

作为供车辆、行人通过,替代海上桥梁或海峡轮渡的地下建筑物或构筑物,海底隧道的通行能力和海上桥梁相当,远远大于海峡轮渡,可避开海峡建桥严酷的工程环境条件。在不妨碍水上船舶航行、不受大风大雾等气象条件影响的同时,具有运输速度快、经济效益高,以及防空和不占用海域空间等优点。

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