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如何修建一条世界规模最大的海底隧道?

2023-10-10 10:39
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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大海

富饶而神秘

有丰富的资源也有波澜壮阔的美景

与此同时

深不可测的海底、强大的压力、复杂的地质

让人类对海洋的探索还不完全

然而,在已知的海域

我们还是做出了许多不可思议的壮举

比如

这座世界规模最大、施工难度最高的海底隧道

青岛胶州湾第二海底隧道

1

面临三大世界级难题

胶州湾第二海底隧道主线长17.5千米

其中隧道部分长14.37千米

最深处距海平面115米

为目前世界上规模最大的海底公路隧道

挑战一:地质条件复杂

这条长14千米的隧道穿越两种截然不同的岩层,靠近黄岛一侧,多是坚硬的花岗岩,靠近青岛一侧,则是岩性相对较软的凝灰岩,更有22条断裂带在其中延伸,最大断裂宽度(相交处)达200米,相当于66层楼的高度。

挑战二:海底埋深大

隧道最低点距海平面115米,盾构隧道承受水压达0.96兆帕,相当于在一个手掌上承载一头成年长颈鹿的重量。

挑战三:隧道距离长、交通量大

海域段长度达10千米,按照80千米/小时的车速,需要行驶7分半钟,隧道将面临多重考验:通风不畅,汽车尾气累积,污染物浓度高;隧道内若发生意外,疏散救援难度大、时间长;隧道距离长,施工工期也长。

2

看四院智慧如何破解世界难题

钻爆+盾构组合施工

考虑到海底隧道水压高,断层裂隙发育,面对两种岩性截然不同的岩层,以全国工程勘察设计大师、中国铁建首席专家、铁四院总工程师肖明清为首的设计团队提出采用钻爆+盾构组合的施工工法,在海中设置接收洞室,实现盾构机的接收和拆解运走。

设计团队开展方案研讨

大环宽提升防水性能

一般超大直径盾构隧道(14米及以上)管片环宽为2米。面对更高级别的防水要求,设计团队提出采用大环宽(2.1米),能有效减少接缝数量,提高隧道的防水性能。

创新性设置服务隧道

面对通风排烟难度大、施工工期长和疏散救援时间长等问题,设计团队创新性地提出在两个主线隧道之间设置服务隧道的方式。

服务隧道在应急情况下是疏散救援通道,日常则是主线隧道的新风系统,控制污染物的浓度,解决了隧道通风难题。

服务隧道开挖断面小,施工进度快,可为主线隧道探明前方地质情况,相当于主线隧道的“探路先锋”,大大降低了主线隧道的施工风险。

隧道每750米设置一处车行横通道、每250米设置一处人行横通道连接主线隧道,需要紧急救援时,救援车辆可通过服务隧道进入,然后通过车行横通道快速到达事故地点,实施救援。

目前

胶州湾第二海底隧道

正在紧张建设中

预计2027年底将正式建成

在这样一条世界级隧道的加持下

中国的海底隧道设计建造实力

将迈向新的里程碑

注:部分图片来源于星球研究所

原标题:《如何修建一条世界规模最大的海底隧道?》

阅读原文

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