水下铁路隧道

在河流、湖泊、海湾和海峡等水域底下开凿的铁路隧道

水下铁路隧道是指在河流、湖泊、海湾和海峡等水域底下开凿的铁路隧道。世界上已建成和正在修建的水下铁路隧道和水下公路隧道等有100余座，以长度计日本居首位，以座数计美国最多。

应用历史

水下铁路隧道的修建始于英国。1807年英国开始修建穿越泰晤士河的水下人行隧道，但因隧道进水，于1808年被迫停工；直到1825年，在法国出生的工程师M.I.布鲁内尔指导下，采用新的方法（盾构法）重新施工，才于1843年建成，隧道长约366米（200英尺）。这座隧道于1865年归并于东伦敦铁路，改建成为水下铁路隧道，1913年又改为电气化水下铁路隧道。此后，英国于1873～1886年又修建了塞文河水下铁路隧道。这座隧道采用6座竖井同时施工,并利用强有力的抽水设备和采取向地层注浆等措施解决涌水问题。

1974年日本建成了连接本州岛与九州岛的折关门海底铁路隧道，全长18.68公里,为当时世界上最长的水下铁路隧道。1971年日本开始修建穿越津轻海峡的青函海底隧道（本州岛的青森市至北海道的函馆市），全长53.85公里，其中海底部分为 23.3公里，距水面深约240米（水深140米、岩层厚约100米）,纵坡12‰。隧道海底部分由正洞、作业坑道、先行导坑组成，先行导坑于1983年1月27日打通，1988年3月13日，青函隧道正式通车，运营速度140km/h。

英、法两国间的英吉利海峡，最窄处宽约33公里，早在1802年就有人提出修建英吉利海峡海底隧道的建议。此后，曾多次进行勘探、研究和设计，隧道于1988年开始动工，并于1994年投入使用。英吉利海峡隧道全长50.5公里，运营速度为160km/h。根据1985年价格，整个工程造价为95亿英镑，超支80%。

著名隧道

广深港高铁狮子洋隧道

我国采用盾构法施工的首座水下铁路隧道——广深港高速铁路狮子洋隧道2011年3月12日全线贯通。直径超过11米的巨型盾构机在水下60米深处的精确对接，标志着我国长距离水下铁路隧道的施工和科研取得了重大突破。

狮子洋隧道全长10.8km，设计列车通过速度为250km/h，它是我国，也是目前世界上通行速度最快的水下铁路隧道。

英吉利海峡隧道

英吉利海峡隧道(The Channel Tunnel)又称欧洲隧道(Eurotunnel)，由三条长51km的平行隧洞组成，总长度153km，其中海底段的隧洞长度为3×38km，是目前世界上最长的海底隧道。两条铁路洞衬砌后的直径为7.6m,开挖洞径为8.36~8.78m；中间一条后勤服务洞衬砌后的直径为4.8m，开挖洞径为5.38~5.77m。(见图1)从1986年2月12日法、英两国签订关于隧道连接的坎特布利条约(Treaty of Canterbury)到1994年5月7日正式通车，历时8年多，耗资约100亿英镑(约150亿美元)，也是世界上规模最大的利用私人资本建造的工程项目。

青函海底隧道

长久以来，日本本州的青森与北海道的函馆两地隔海相望，中间横着水深流急的津轻海峡。两地的旅客往返和货运，除了飞机以外，就只能靠海上轮渡。从青森到海峡对岸的函馆，海上航行要4.5小时，到了台风季节，每年至少要中断海运80次。于是，人们迫切希望海峡两岸除飞机和轮渡之外，再能有更经济、更方便的交通把两岸联系起来。青函隧道工程的设想也就应运而生。

1964年5月，青函隧道开始挖调查坑道。经过7年的各种海底科学考察，专家们才最终选定了安全的隧道位置，并于1971年4月正式动工开挖主坑道。经过12年的施工，1983年1月27日，南起青森县今别町滨名，北至北海道知内町汤里，世界上最长的海底隧道———青函隧道的先导坑道终于打通了。1988年3月13日，青函隧道正式通车，从而结束了日本本州与北海道之间只靠海上运输的历史。3月13日清晨，首班电气化列车满载乘客从青森站和函馆站相对发出。电车从海底通过津轻海峡只用了大约30分钟。

施工方法

修建水下铁路隧道的方法有：钻爆法、盾构法、沉管法和明挖法等。这些方法具有不同的适用范围。在水下岩层中修建隧道，一般采用钻爆法。施工中需采取预防涌水、预防塌方等技术措施，如为加固破碎岩层，可在隧道周围岩层中预先采取注浆措施。在水下松软地层中修建隧道常用盾构法。在海港城市或有条件的地方，可用沉管法修建水下隧道。沉管法是将预制管段沉放到预先开挖的水底沟槽中，在水下依次将管段连接，然后再进行填埋。其优点可使大部分地下工程移到地面上进行，改善了作业条件。明挖法修建水下隧道需截流改河，分段地进行。采用这种方法修建隧道，防水问题较易处理，但隧道洞身处在软弱地基上，要采取防止上浮的措施。

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