水下公路隧道

在河流、湖泊、海湾和海峡等水域底下开凿的公路隧道

水下公路隧道指的是在河流、湖泊、海湾和海峡等水域底下开凿的公路隧道。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。

历史沿革

巴比伦人幼发拉底河的水下人行隧道，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，其中较早而又较著名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,中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。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性好，防水性好，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。

运营问题

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，隧道墙面颜色和光泽也须考虑，如侧壁墙面采用反射系数较大的浅色，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、空气泡沫枪和砂箱等，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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