海底隧道的建造原理主要涉及幾種不同的施工方法,包括沉管法、鑽爆法、掘進機法和盾構機法。這些方法根據不同的地質環境和隧道需求來選擇。
沉管法:
原理:將預先製作好的管道在海底進行沉放和拼接。
過程:在隧道兩端進行密封,防止海水湧入,管道沉入海底並拼接完成後,去除密封結構。
特點:管道之間設定橡膠密封圈以防滲水,使用碎石回填技術將管道埋在海床下,防止上浮和破裂。
鑽爆法:
原理:類似於挖礦,先爆破開挖,然後運出泥土和石塊,並進行襯砌以防止隧道變形或坍塌。
套用:適用於地層穩定的情況,如廈門翔安海底隧道採用了此方法。
掘進機法和盾構機法:
原理:使用大型機械鑽頭挖掘隧道,掘進機適用於堅硬岩石,盾構機適用於軟泥中。
特點:盾構機具有防水功能,可以一邊挖掘一邊拼裝混凝土管片,外層和管片支撐四周岩石防止坍塌。
套用:英法海峽隧道採用了掘進機法。
海底隧道的建造不僅涉及上述施工方法的選擇,還需要考慮地質條件、環境保護、防水密封等多方面因素。例如,沉管法在鋪設管道時需要密封兩端以防止海水進入,而盾構機法則具有強大的防水功能,能夠在挖掘過程中有效應對滲水問題。