怎樣挖掘海底隧道?

1841年,法國出生的工程師布倫諾爾父子在羅瑟海斯和沃平之間的泰晤士河底建成了隧道。在此之前,一般人認為建造水底隧道是不可能的。這條隧道施工時間長達9年,其間被水淹了5次,至少死了12人。水從河床滲入,隧道頂受不了水的壓力,河水大量涌入。

布倫諾爾父子發(fā)明了盾構(gòu)施工法后才終于把隧道建成。所謂盾構(gòu)是一個活動罩架,支撐隧道工作面及其背后的泥土。工人向前挖空幾尺,然后用千斤頂把盾構(gòu)向前推,頂住新的工作面。盾構(gòu)后露出的一段隧道則用磚砌面,這樣,一直進行到隧道建成為止。

隧道的砌面一直砌到盾構(gòu),唯一可能漏水的地方是隧道工作面,至少理論上如此。盾構(gòu)經(jīng)過特別設(shè)計,是不透水的,能防止水涌入;不過,實際上仍發(fā)生過死亡事故。1908年,工程人員首次建造勒希柏格隧道,試圖從坎德河下穿過瑞士阿爾卑斯山脈,結(jié)果釀成慘劇。地質(zhì)學(xué)家預(yù)計,隧道將穿過安穩(wěn)的基巖,豈料隧道頂在接近工作面的地方塌了下來,隧道很快塞滿泥土和水,死了25人。后來隧道路線改在上游處才建成,結(jié)果證明那里的基巖較為穩(wěn)固。在水面下修建隧道仍是最危險最困難的工程。困難在很大程度上取決于土壤的性質(zhì)。就英吉利海峽隧道來說,靠近英國一端土壤不透水,只有水滴滲入;然而在靠近法國一端,工程師得設(shè)法應(yīng)付海水的壓力。為了減少水淹的危險,可采用多種辦法。一種方法是在隧道中充滿壓縮空氣來阻擋水流,直到建好砌面為止。只要隧道內(nèi)的氣壓等于外面的水壓,就不會有水流入,其作用像潛水鐘一樣。此法在19世紀曾用于建造許多隧道,但是有一些缺點,例如需要一個大型壓縮機和備用設(shè)備,以保證不致降低氣壓,而且工人從隧道出來,必須逐漸減壓,才能進入正常的大氣壓下,否則會患上減壓病。在3個大氣壓下,工人每天只能工作1小時,而且必須在減壓室中待上6小時。工具和挖出的泥土必須通過一個復(fù)雜的氣閘室系統(tǒng)進出隧道。工程師都盡量避免采用高壓法來建造隧道,寧愿采用其他方法。在挖掘前,向隧道前頭的土壤注入水泥狀化合物,以增加強度,稱為灌漿。灌漿能填滿和密封微小裂隙,使土壤不易滲水。現(xiàn)代挖掘隧道最有用工具是隧道全斷面掘進機。這是一種大型機器,不僅能挖掘土壤,而且能像盾構(gòu)一樣保護工人。全斷面掘進機還可拖著起重臂,舉起沉重的預(yù)制混凝土塊,如今許多隧道都用這種預(yù)制塊砌面。免責聲明:以上內(nèi)容源自網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請告知,我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。
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