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怎样挖掘海底隧道?

2019-04-22 来源:国外网站推荐 - 由[国外网站大全]整理 20

1841年,法国出生的工程师布?#30528;?#23572;父子在罗瑟海斯和?#21046;?#20043;间的泰晤士河底建成了隧道。在此之?#22467;?#19968;般人认为建造水底隧道是不可能的。这条隧道施工时间长达9年,其间被水?#22303;?次,至少死了12人。水从河床渗入,隧道顶受不了水的压力,河水大量涌入。

布?#30528;?#23572;父子发明了盾构施工法后才终于把隧道建成。所谓盾构是一个活动罩架,支撑隧道工作面及其背后的泥土。工人向前挖空几尺,然后用千斤顶把盾构向?#24052;疲?#39030;住新的工作面。盾构后露出的一段隧道则用砖砌面,这样,一直进行到隧道建成为止。

怎样挖掘海底隧道?

隧道的砌面一直砌到盾构,唯一可能漏水的地方是隧道工作面,至少理论上如此。盾构经过特别设计,是不透水的,能防止水涌入;不过,?#23548;?#19978;仍发生过死亡事故。

1908年,工程人员首次建造勒希柏格隧道,试图从坎德河下穿过瑞士阿尔卑斯山脉,结果酿成惨剧。地质学家预计,隧道将穿过安稳的基岩,岂料隧道顶在接近工作面的地方塌了下来,隧道很快塞满泥土和水,死了25人。后来隧道路线改在上游处才建成,结果证明那里的基岩较为稳固。

在水面下修建隧道仍是最危险最困难的工程。困?#35328;?#24456;大程度上取决于土壤的性质。就英吉利海峡隧道来说,靠近英国一端土壤不透水,只有水滴渗入;然而在靠近法国一端,工程师得设法应付海水的压力。

为?#24605;?#23569;水淹的危险,可采用多种办法。一种方法是在隧道中充满压缩空气来阻?#33756;?#27969;,直到建好砌面为止。只要隧道内的气压等于外面的水压,就不会有水流入,其作用像潜水钟一样。此法在19世纪曾用于建造许多隧道,但是有一些缺点,例如需要一个大型压缩机和备用设备,以保证不致降?#25512;?#21387;,而且工人从隧道出来,必须逐渐减压,才能进入正常的大气压下,否则会患上减压病。

在3个大气压下,工人每天只能工作1小?#20445;?#32780;且必须在减压室中待上6小时。工具和挖出的泥土必须通过一个复杂的气闸室?#20302;?#36827;出隧道。

工程师都尽量避免采用高压法来建造隧道,宁愿采用其他方法。在挖掘?#22467;?#21521;隧道前头的土壤注入水泥状化合物,以增加强度,称为灌浆。灌浆能填满和密封微小裂隙,使土壤不易渗水。

现代挖掘隧道最有用工具是隧道全断面掘进机。这是一种大型机器,不仅能挖掘土壤,而且能像盾构一样保护工人。全断面掘进机还可拖着起重臂,举起沉重的预制混凝土块,如今许多隧道都用这种预制块砌面。


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