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水下公路隧道

[拼音]:shuixia gonglu suidao

[外文]:subaqueous highway tunnel

在河流、湖泊、海湾和海峡等水域底下开凿的公路隧道。

概述

水下隧道的建设历史悠久。早在公元前2180~前2160年,巴比伦人就修建了一座穿越幼发拉底河的水下人行隧道。这座隧道长 900米,宽3.6米,高4.6米,用砖衬砌。20世纪以来,水下公路隧道在一些国家相继出现,其中较早而又较 的有美国在纽约市修建的穿越哈得孙河的霍兰公路隧道(1927年建成);英国在利物浦市修建的穿越默西河的公路隧道(1934年建成);荷兰在鹿特丹市修建的穿越马斯河的公路隧道(1941年建成)等。

1965年5月,我国开始在上海市修建穿越黄浦江的公路隧道。这座隧道于1970年9月建成通车,总长 2736米(隧道圆形段长1322米,矩形段长 1048米,引道长366米),设计净宽7.07米,是一条单管双车道隧道。1980年,埃及建成穿越苏伊士运河的公路隧道,总长1620米。

修建穿越水域的水下公路隧道同修建跨越水域的高架桥和引桥相比,具有许多优点,如水下公路隧道不妨碍水上交通和地面交通,也不影响河流两岸或港口的资源利用和开发。因此,交通繁忙的公路,如果要在人口稠密地区越过有大型船只航行的河道,则以修建水下隧道较为有利。

施工方法

主要有钻爆法(矿山法)、围堰明挖法、气压沉箱法、盾构法和沉管法(见隧道工程)等。目前,盾构法和沉管法应用较多。

盾构法

采用盾构作为隧道施工机具的方法。盾构外壳一般为圆筒形,其前部为装置开挖设备的切口环,中部为装置推进设备的支持环,尾部为掩护拼装衬砌工作的盾尾。它是1825年由在法国出生的英国人M.I.布鲁内尔和他的儿子发明的。用盾构法施工的优点是施工安全,不影响水上交通。缺点是隧道引道长度较大,接缝较多,容易发生渗漏;在岸上段内施工时,可能发生地面沉降,造成危害。这种方法比较多地用于松软地层的水下隧道施工。

沉管法

把水下隧道按设计要求,在岸上船坞中分段预制成管段,然后用拖船浮运到位,沉放到预先浚挖好的槽中,并在水下依次把管段连接起来,建成穿越水域的隧道。这种方法在1906~1910年修建美国底特律隧道时,首先被采用。其优点是建成的隧道整体 好,防水 好,引道较短或坡度较缓,可用于大尺寸的矩形断面隧道的施工。缺点是影响水上交通。

运营

水下公路隧道运营中,有三个比较特殊的问题,即通风、照明和消防。

通风

水下公路隧道中行驶的机动车,都不可避免地排出一定量的废气或烟尘。这些废气或烟尘在隧道内蓄积,不仅危害人体,而且会降低隧道内的能见度,给安全行车造成威胁。因此,水下公路隧道需要有完善的通风系统,以输入新鲜空气,排出有害气体。通风方法可视隧道的长度和交通量不同,采取不同的方法,如:短隧道可用自然通风法;较长的隧道可用排风机排出污浊空气,自然地吸进新鲜空气的方法;或用鼓风机从进风井打进新鲜空气,把污浊空气排挤出去的方法;长隧道一般同时使用排风机和鼓风机,并合理地安排风道,以达到有效的通风目的。

通风设备按通风方式可分为纵向通风系统、全横向通风系统和半横向通风系统。纵向通风系统是在单管单向行车的隧道中,借助于机动车运动产生的活塞作用进行通风,或采用安装在隧道顶部的射流风机提高通风效率。全横向通风是在沿隧道下部设置送风道供风,在顶部设置排风道排风。全横向通风在沿车道的空间上无纵向气流。半横向通风同全横向通风不同,半横向通风没有顶部的排风道,污浊空气是沿车道的空间流向排风井排出的。

照明

水下公路隧道的照明水平,是按照行车速度对能见度的要求而定的。隧道内照明系统的照度一般为20~100勒克司;隧道洞口外的天然照度一般为50000~100000勒克司,机动车辆驶驾员进入洞口时,视觉需要有一段适应时间,否则将产生“黑洞现象”。因此,隧道照明需要采取光过渡措施,主要有天然光过渡、人工光过渡和两者结合的过渡方式。

隧道照明一般采用纵向连续带形光源。此外,有少数隧道采用横向间断布光,但容易产生周期的闪光现象,引起驾驶员眼睛疲劳,所以应用较少。隧道照明除了合理布置光源之外,隧道墙面颜 和光泽也须考虑,如侧壁墙面采用反射系数较大的浅 ,有利于提高车道的照度。

消防

火灾是公路隧道可能发生的严重灾害,必须建立警报和消防系统。一般隧道中都设置有消防栓、空气泡沫 和砂箱等,有的还安装有火警探测器和自动水喷淋灭火系统。

现代化的水下公路隧道中,设有运营控制中心,其中有电力控制系统、电话联系系统、照明控制系统、交通监测系统、电视监视系统、通风监测及微处理控制系统、广播系统等,在中央控制室内有总控制台和模拟显示屏幕,进行集中控制和监测。此外,还备有拖车和消防车。

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