你以为海底隧道就是在海底钻一个竖井然后横着挖就行了吗?想的还是太简单了一些。下面就带大家了解一下 ,海底隧道是怎么挖出来的,为什么海水不会倒灌。
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30年前,英法共同修建了一条英吉利海峡隧道,这两个欧洲老冤家怎么会合作到一块的呢?
原来,英吉利海峡位于欧洲西北部,连接北海与大西洋,是分隔英国与欧洲大陆的主要水道。该海峡地理位置极为重要,不仅是海上贸易的咽喉要道,也是军事防御的关键区域。
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历史上,英法两国的交往多依赖于船只渡轮,这不仅耗时较长,且受天气影响较大,尤其在恶劣天气条件下,渡轮服务往往会中断,严重影响了两国间的海上贸易。或许是为了让下一次敦刻尔克大转进更加迅速,英法两国真就走到了一起,共同修建这条隧道。
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按照规划,英吉利海峡隧道设计全长超50多公里,埋在海底的部分有38公里。
为了节省建造时间,英法两国决定从各自本土同时施工,向中间推进,然后汇合。他们计划一次性修建三条隧道,两条用于通行火车的主隧道和一条用于服务的隧道。
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万事开头难,该用什么机器?怎么防止海水倒灌?
英法工程师选定了一种名为盾构机的隧道掘进神器,这种设备前端装有锋利的刀头,可以像切豆腐一样将碎石和泥土挖掘下来。挖掘下来的土石通过管道输送到后方,再由运输车辆运走,整个过程既高效又精准。
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而且两国都是在陆地上开挖,各挖一个竖井,然后横着穿过英吉利海峡。按照设计人员的前期构想,整个工程有38公里的隧道穿过海底,这一段是完全封闭的,因此施工时也不用担心海水渗入隧道。
不过计划赶不上变化,在挖掘海底隧道时,工程师们发现海底泥灰岩中存在一些缝隙,这会让海水渗透进来,威胁着隧道的施工安全。面对这一挑战,工程师们迅速调整策略。
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他们并没有立即将挖掘出来的泥土运走,而是在盾构机刀片后面增加了一个储存区域。接着将部分泥土与水按比例混合,形成一道泥浆层,在盾构机向前推进的压力下,这些泥浆被灌入隧道的缝隙中,这种方式有效阻断了海水的继续渗透。
随着盾构机的不断推进,隧道的长度也在不断增加。然而,一个新的挑战又摆在了工程师们的面前。隧道挖掘出来后,后面的部分由于没有支撑,可能会发生坍塌。
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为了解决这个问题,工程师们采用了预制混凝土进行加固,这些混凝土块由盾构机里的千斤顶举起,一块块地拼接组装在一起,形成了一个坚固的拱形支撑体系。这样一来,即使隧道后面的部分失去了泥土的支撑,也不会发生坍塌。
经过数年的艰苦努力,英法两国终于成功对接了隧道。隧道掘通以后,一个麻烦的事又出现了,很多人不知道,这工程盾构机是在工程开工的时候,由专业人员现场组装调试的。
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隧道挖完之后,由于两台盾构机堵在了隧道中间,工程预算单位的人算了算,发现一个很纠结的问题,运出拆解盾构机的花费比重新买一台还要高。
于是,主管隧道开挖的鬼才们拿出了一个暴殄天物的方案,将盾构机调换方向继续挖掘,随后用盾构机挖的坑把盾构机给就地埋了。让盾构机自掘坟墓这招是神来之笔,节省了一大笔钱,以后隧道要是坏了,说不定扒开泥土还能拉出来再用。
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盾构机如何处理的问题解决了,但隧道的修建并未因此结束。
火车在海底隧道中行驶会产生活塞效应,形成一股强大的气压,就像注射器一样,把针头去掉,用手堵住前面,因为气压存在,所以很难推动注射器。
虽然火车在隧道里的的密封性没有那么高,但是极速行驶下,造成的气压还是会对隧道结构产生巨大的冲击,如果不加以解决,将会对隧道的安全造成威胁。
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为了应对这一问题,工程师们在隧道顶部修建了泄压管道。当火车经过时,空气会从泄压管道流出去,这样一来火车在隧道中行驶,阻力小了很多,气压也不会作用在隧道壁上,还能顺带着给海底隧道通风。
最后,火车的长时间运行会让隧道中热量增加,温度会越来越高。因此工程师们在隧道外还安装了冷却系统,这个系统能够不断地将隧道内的热量排出,让隧道始终保持舒适的温度。
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英吉利海峡隧道修建完成后,它的很多方案成为了后来新修隧道的范本。