過江隧道和海底隧道是怎麼修建的?

探尋文化的足跡


對於造海底隧道這東西,我曾經也非常好奇,一直都想,是啊,這個到底怎麼造。後來在某次飯局上,才明白原來是這樣搞的。



首先,選擇合適的海底路線,儘量能夠直,又能保證海底開槽不困難,實在不行的稍微再修改一下。

確定好路線之後,作為船開赴海面開始進行海底開槽作業,對溝壑登進行下樁(類似搭橋蹲)等等。

同時就近安排加工沉管,也就是隧道。


待海底開槽完善檢查合格後,進行隧道沉水。這時的隧道是一節一節的,通過大型吊船準確放入海底開好的槽溝。依次類推,一節一節準確沒入海底拼接。這對各方面都需要很成熟的技術。

待全部拼接完後,兩頭再進行海面海底對接,這時基本隧道就造成了。然後就是隧道排水作業,內部加固,裝飾,通風,照明等等一系列的作業。


非專業,我聽大致就是這意思。當然,不止這一種施工方法。


良良引力波


  1. 海底隧道建造

根據地理環境採取不同的施工方法。主體工程有混凝土結構、鋼結構,也可能都有。淺的地方可能在海上截流下挖建造,這樣的造價比在地下挖要省很多錢。不能截流的地方只能下挖,邊挖邊澆灌混凝土或用鋼鐵支撐主體。 目前國內外海底隧道的施工方法主要有兩種:

(1)盾構法(一種掘進機)。 該法對地面(或海底面)的影響很小。其施工時,主要為盾構掘進機在地層中推進,利用其面的刀盤切割土石並將棄砟運出隧道外,同時拼裝預製好的隧道管片(結構)。

(2)沉管法。沉管隧道就是將若干個預製段分別浮運到海面(河面)現場,並一個接一個地沉放安裝在已疏浚好的基槽內,以此方法修建的水下隧道。目前沉管法施工已經比較成熟,一般與盾構法進行方案比選。

港珠澳大橋就是採用此種方法

2.過江隧道建造

過江隧道施工主要有二種方法:

一種是盾構法:像地鐵施工一樣,盾構機在地下掘進,直接從長江底穿過;

另一種是沉管法:將過江隧道分段預製好(即預製沉管),在長江指定斷面將河床水下開挖後,用船將沉管浮運到位,下沉到位,拼裝好後抽水。


築天下


開山闢路,遇海架橋,跨越海峽,可以修建鐵路輪渡,也可以修建跨海大橋,除此之外,還可以修建海底隧道,像土行孫一樣從海底打洞鑽到對岸。

【過江或海底隧道的優勢】

(海峽隧道施工)

有許多人或許會問,在海底修建隧道,如果頂棚塌方透水該怎麼辦?這是一個很好的問題,修建海底隧道與在地底和山中修建隧道迥然不同,前者面臨的風險會更大。在地底和山中打隧道,也會出現透水事故,可以採取疏導、截流措施,將水排出隧道之外。但是海底隧道一旦透水和湧水,將會是災難性的,因為海水無窮無盡,根本排不掉,所以,修建海底隧道,防止透水是關鍵的技術難題之一。修建海底隧道施工難度和投資都較大,但與鐵路輪渡和跨海大橋相比,海底隧道能夠一勞永逸,不受惡劣天氣的限制,可以全天候的使用,並且抗震能力比大橋更好。

【如何修建過獎或海底隧道?】

(沉管法施工海底隧道)

修建過江或海底隧道採取的技術與在陸地開鑿隧道相同,一般採取三種辦法,第一是鑽爆法,就是先在隧道巖面上鑽眼,裝填炸藥爆破,讓岩石鬆動,繼續將隧道開挖成型的施工方法;第二種是沉管法,這是專門在水底建築隧道的一種施工方法,就是將若干個預製混凝土隧道構件分別浮運到海面或者河面現場,逐個沉放安裝在已疏浚好的基槽內,最後連接成水下隧道;第三種是

盾構法,採用一種專門開鑿隧道的盾構機進行施工;第四種是掘進機法,在整個隧道斷面上,用連續掘進的聯動機施工的方法。

(盾構法施工)

這四種方法均可行,那麼,採取哪種辦法最合適呢?根據隧道專家的研究結論,一般在石質岩層中採用鑽爆法或者掘進機法,在鬆軟的地層中採用盾構法。沉管法雖然可用於水下隧道的修建,但是

有條件限制,即水道河床或者海底必須穩定平坦,水流不能太急。很顯然,用沉管法在波濤洶湧的海峽修建隧道是不合適的。其餘三種方法根據海底地質條件擇機選用。

無論採取那種技術,隧道的修建都要滿足通航要求,至於隧道水底埋深,不同的工程所要求的深度是不同的。

【海底隧道排名次】

(鑽爆法施工)

世界上第一條海底鐵路隧道修建於1940年,在日本關門,長度3.6千米,975年日本在關門又建成了長18.7千米的第二座海峽鐵路隧道。

1988年日本在津輕海峽建成了至今世界上最長的海峽鐵路隧道——青函隧道,其長度是54km,1964年1月動工,1987年2月建成,前後用了23年時間,記錄至今沒有打破。

1994年,英法海底鐵路隧道通車運營,長度為50.5千米,歷時8年,耗資150億美元,是世界第二長的海底鐵路隧道。

1996年建成通車日本東京灣海底公路隧道,歷時10年,全長15.1千米。

國內已經建成的海底隧道主要有香港海底隧道、廈門海底隧道、青島膠州灣隧道、大連灣海底隧道等。目前正在規劃研究的還有中韓海底隧道、臺灣海峽隧道以及渤海海峽隧道等。


作家王麟


Part1 海底隧道施工(沉管法)

所謂沉管法,暴力的解釋就是先在地面上預製好隧道,再沉到海底。同樣我也分三步來說。

一、預製沉管

隧道很長,當然不能做一個整的出來,我們一般都是一節一節預製好,然後再對接,以港珠澳大橋海底隧道為例,一節沉管長達 180 米,重上萬噸,即使我們做出來,也運不走。那怎麼辦呢?那就在靠近海邊的陸地上挖個大坑,在裡面把節段預製好。如下圖:



預製好之後,由於它太重了,沒有機械可以運,那就先把沉管兩端堵住,把水放進來。如下圖:



堵好之後放水:



當然,上下圖不對應,大家理解就好。這樣預製的沉管隧道就準備好了,等著運到指定地點。在運之前,我們還需要做一件事。

二、基槽開挖

由於海底表層都是淤泥,沉管沉之前必須先把基礎做好,用專用設備把表層的淤泥清乾淨

當然海底是什麼樣的我們看不見,但實際操作的時候有專用的視頻監控設備,這裡不再討論。清除淤泥之後,根據海底的基礎情況可能要用打入擠密砂樁,拋石等等手段,使基礎密實。如下圖:



好吧,海底看不到,用動畫截圖了......基礎弄好之後就要進行下一步了。

三、沉管運放、水下對接

把沉管拖至指定地點,在往下沉,在下沉過程中根據各種高精度的監測設備實時監測,確保兩節沉管精準對接。這是沉管隧道施工中難度非常大的一環,也是考驗各種技術水平的關鍵步驟。對接好之後,接頭處要做好防水措施,澆築混凝土,之後再覆土回填,這就是沉管隧道的主要施工過程了。具體細節的處理,歡迎大家在評論區指出來。

Part2 山嶺隧道(鑽爆法)

答主剛好是隧道工程從業人士,隧道是怎麼建成的非三言兩語可以說清楚,不同的隧道用不同的方法,比如山嶺隧道、地鐵隧道、海底隧道施工方法差異巨大。為了便於大眾理解,我僅以山嶺隧道為例說明,取關鍵步驟泛泛一談,還有一些具體細化的步驟就直接省略了。專業人士勿噴。

一、做洞口



像上圖所示,先根據設計好的位置,立好洞門拱架,然後澆築混凝土。然後打入大管棚,就是上面那一排鋼管,長度 10-30 米視情況而定,打入之後再高壓往裡面注入水泥漿,它的好處就是土跟鋼管水泥漿粘結在一起,形成一個拱圈狀的加固土體。這樣挖的時候就不會容易垮了。做好之後大概就是這個樣子了:




二、挖洞身,做第一層支護

隧道挖的時候了根據岩石的好壞選取不同的方法,挖的大小和方式不一。具體來說,如果是堅硬完整的岩石,那隧道多大就可以挖多大,如果是上圖這樣的土,就得分三塊、四塊等來挖了。這是新成昆線某隧道,就是分四部分來挖的,現在見到的是挖上左,還有下左,上右,下右待挖。

一般而言,岩石隧道挖了之後不會馬上垮,而土質隧道由於預先注漿或者打了錨杆(也就是粗點的鋼筋)也不會馬上垮,這個時候,工人就會按照測量的指示,把一些預先做成隧道輪廓樣子的鋼拱架安放到指定位置,如下圖(咦,中間的工人有點眼熟):



鋼拱架放好之後,那些兩根拱架之間的空隙要放鋼筋網片,焊接好,側向也要打入錨杆。之後,就要噴射混凝土了。如下圖:



混凝土噴射出來之後,就會粘在鋼架上,這樣鋼架和隧道的岩石以及混凝就組成了一個整體,共同受力。這個時候,整個隧道就是這個樣子的:



當然,我這些隧道圖片都是網上找的,並不是同一個隧道。所以看的不一樣。上圖這個隧道很明顯,就是分兩部分開挖的。隧道一般是分兩層支護,第一層就像上圖這樣的,噴射混凝土上去之後它就具有了一定的穩定能力,很長一段時間都不會垮的。但是隧道要想幾十年之內都不出問題就得進行下一步了。

三、做第二層支護

這一步呢,就跟我們的橋樑、建築類似了,就是用鋼筋混凝土了。所以需要綁紮鋼筋,並且在裡面鋪好防水板,畢竟山裡面的隧道防水工作十分重要。這一步大概就是下圖這樣:



上圖那些密密麻麻的鋼筋裡面亮閃閃的就叫防水板,這些鋼筋都是工人們站在這個臺子上一根一根綁紮焊接的。鋼筋做好之後,就是澆築混凝土了。那這些混凝土怎麼往牆上去的呢?就要接下來這個大傢伙上場了:



這傢伙叫二襯臺車,自帶振動功能,前面的工序完成後,就把它推進去。這樣整個臺車跟隧道牆壁之間還有空隙,我們把兩端封住。通過臺車身上的管道注入混凝土,自動振搗,就做成隧道的二次支護,也就是最終的支護了,澆築過程如下:



混凝土澆築完成後,過了規定的養護時間就可以拆模了,臺車也可以開走了。最後他就變成下圖這樣了,這樣的它由於形成一個封閉的穩定結構,基本不會像橋樑一樣出現垮塌了,地震來了都不怕。

這樣隧道的主體結構就完成了。其後就是隧道的路面、防排水、通風、照明、供配電、安全等設施的施工,這裡不再贅述了。以上就是山嶺隧道的最常用的開挖過程。

Part3 城市地鐵隧道(盾構法)

很多人都在說盾構,那我就一起寫上了。盾構法其實是 TBM 掘進機法的一種,只不過軟巖地區習慣稱之為盾構。盾構法在城市地鐵隧道,跨江、跨河、跨海隧道都有廣泛的應用。盾構機是一種非常昂貴的設備,據說國產的價格都是兩千萬以上,那日本、德國的我不敢想象。如下圖:



前面這個就是刀盤,就是它把岩石或者土體切削下來運到後方,在通過其它運輸工具運走。我照樣分三步來說。

一、始發井施工、盾構下井

因為地鐵隧道是埋在地下的,用盾構施工的時候,先需要從地面上挖個坑下去,把盾構機安裝好,然後再掘進。由於坑挖的比較深,容易坍塌,所以周圍需要採取很多措施進行加固支撐,如下圖:

坑挖到指定位置,盾構機就可以下去安裝調試了。如下圖:



二、盾構掘進,管片安裝

盾構施工跟鑽爆法不一樣,它的襯砌是分成一塊一塊的,工廠化預製,預製好之後,運輸去現場拼接即可。所以掘進之前,先得把管片做好:



這些就是盾構管片,整個地鐵隧道就靠他們組裝在一起撐著了 O(∩_∩)O~

盾構機掘進的時候,前面是刀盤切削土體,後面是千斤頂加壓使它前進。切削出來的土通過機械運出洞外,大概是這個樣子的:



當然,每掘進一點距離,工人就要把管片安裝好,支撐土體,保證安全。如下:



放一張施工完的,這樣是不是看的更清楚:



三、接收井洞周加固,盾構進井

這一步就沒啥說的了,把接收井洞周加固好,等待盾構機進來,如下圖:



盾構機破壁而出,有沒有點科幻片的即視感?盾構隧道的流程基本就是這樣了,之後把盾構機拆了,吊上去就行了,至於這兩個大坑,裝修裝修就變成地鐵站了~

以上就是各種隧道建成的主要過程了,需要指出的是,鑽爆法不僅用於山嶺隧道,在地鐵隧道,海底隧道都有廣泛的應用,盾構法也經常用於各種過江河海的隧道,這三種方法基本囊括了各種隧道的施工方法。再次聲明,僅作為非專業人士的掃盲貼,對專業人士來說尚不嚴謹,請自行研究。O(∩_∩)O~~


震旦講武堂


武漢地鐵七號線的過江隧道由上海隧道股份有限公司用盾構法施工的。從德國進口的盾構機。邊掘進邊組合管片形成隧道,江底的土層不會沉降,所以江水不會灌進去的。東湖的湖底通道是圍壩截水開挖施工的。其它的不是很清楚。


君山孤客



據題而答,打海底隧道和江底隧道這重大工程、鉅額投資:工程方(甲方)政府事先要立項,審批後再由專業資值部門選派精湛的專業技術專家對工程地段進行地理勘察、鑽探,再根據其它方面干擾因素作最大限度容納,得出可靠數據後進行多次論證、會談。繼而審批、資金籌集、預算、立項、招標(其中還有許多細緻環節)。

詢問打海底隧道盾構機掘進怎樣防水?國內多家隧道工程公司己有先進的技術,就是事先逐步對掘進地段進行低溫冷卻,這必須根據地段含沙含水的土層,預算最大限度能承受外圍海水對盾構空間的壓強,繼而進行需要零下多少度而設定,從而確保工程操作安全程序萬無一失。


洞悉人生楊稼



分享到:


相關文章: