隧道是如何建成的?

一直很難想像出過江隧道是如何建成的,尤其是在工程初期,如何動工?直至最後相通。


過江隧道的話目前主要有兩種施工方法。
第一種叫預製管段沉放法,簡稱沉管法。簡單來說就是先用戽斗式挖泥機、帶切泥頭的吸泥機或挖泥機、帶爪斗的起重機等設備在水底開挖基槽。同時在隧道附近修建臨時施工乾塢或利用造船廠的船塢,在船塢內預製鋼筋砼管段,管段兩邊用臨時隔牆封閉起來,然後浮運到隧道預定位置。在水流,氣象等條件良好時,管段內注水下沉到基槽內,與上一管段水下對接。這裡兩個管段的對接,接頭的隔水處理是沉管法的關鍵技術之一。同時對管段下方進行基礎處理。然後覆土回填,隧道內裝修,完成隧道施工。

第二種較為常用的是盾構法,基本原理就是在江河岸兩邊各開挖一個基坑或豎井,用於盾構機設備的拼裝和拆卸。盾構機進洞後開始按隧道設計路線推進,一般是利用盾構機前部的刀盤切削土層,一般過江隧道或城市地下土層含水量較高時還要應用土壓平衡或泥水平衡技術來穩定隧道。推進一段距離後,刀盤後部的液壓傳動拼裝機進行襯砌拼裝,襯砌一般是預製的混凝土管片,幾片正好拼成一個圓形,管片間隔水螺栓用於隔水。然後再繼續向前推進,直到到達江對岸的到達井,盾構機出洞。隧道也同時完成。

沉管法只能用於過江/跨海隧道的施工,而盾構法則適用範圍較廣,地鐵隧道,穿山隧道,過江隧道等只要各方面條件合適都可以進行,像北京地鐵的大部分隧道都是盾構法施工的。


(重新回答一下)
作為一個測繪工程專業的學生,我想為你解答一下隧道如何接通的問題。
首先要闡述一下測繪是做什麼的,簡單起來就一句話:確定地面上任何一個點的平面位置坐標和高程(距離平均海平面的垂直高度)。隧道的開挖在測領域有一個專業術語叫「貫通」。本人是在一所礦業大學的測繪工程專業的學生,所以我們很多老師從事煤礦的巷道貫通研究,所以和隧道挖掘有著相同之處。
一般的隧道少說也有幾千米,長的有十幾千米,比如秦嶺隧道18.4千米,瑞士阿爾卑斯山的哥特哈德特長雙線鐵路隧道長達57千米。這些隧道貫通方案設計一般是採用從兩端向相掘進,在中點處相遇,專業術語叫相向貫通。
但是這裡就會出現工程上技術的難題,在端點處開掘可以很好的確定方向(用地圖丈量方向),但是到了隧道裡面,四周都是剛剛開掘的岩石,黑不溜秋這該如何確定方向?用指南針?如何這樣也能成的話,我們測繪專業的可以選擇轉行了。
在一般日常生活中,我們覺得角度的誤差控制在「度「的範圍內就可以了,但在測繪領域內我們控制的角度的誤差是在「秒「級別,到「分「級別就算是測量錯誤。下面舉一個簡單的例子來說明一下角度誤差控制的重要性。如下圖所示的一條邊:

AB為精確地方向,但由於測量角度的時候出現偏差(標準差)β,使最終B點到了B』點,這樣就會產生了d 的大小的距離上的誤差,d的大小按如下公式計算

(β以秒為單位,=206265,角度換算成弧度)
一般的由於隧道周圍環境限制,AB的長度為為300~500m左右,假設角度中誤差(標準差)為1分,則d= 8.7cm~14.5cm。一條邊就會產生這麼大的誤差,根據誤差累積原理

這樣會在隧道接通處會發現將會出現幾米的誤差。如果真的是這樣,下輩子你老婆就只能給你送飯了(我們老師這樣說的),差了幾十厘米也算是工程事故(老婆只能給你送飯了)。隧道工程的一般造價為一千米幾個億左右,所以在隧道貫通中,精確的確定方向就變得相當重要了,秦嶺隧道在貫通後橫向誤差(垂直於隧道中線)為12mm,高程誤差為3mm。
這麼高的精度是如何做到了呢?「工欲善其事必先利其器」測繪的儀器一般都是高精度的儀器,一台國產的全站儀(測量角度和距離)一般是十幾萬,國外的一般幾十萬。在實際的隧道貫通中也不是用地圖來確定方向,而是根據兩端的控制點的坐標通過數學解算出角度,然後再圖紙上設計好全站儀觀測的邊(全站儀的觀測邊的長度有一定的限制,所以要布設很多觀測邊),然後根據全站儀觀測的誤差和量邊誤差進行誤差分析來確定貫通面上點位的位置誤差,下面就是其中的公式:

(Myk為終點K在x軸方向上誤差的標準差,Myk表示終點K在Y軸上的誤差的中誤差)
這些誤差都是服從概率論上的高斯正態分布:

有概率論結論可知:

誤差超過兩倍的標準差的概率為4%,超過三倍的標準差的概率為0.03%,所以在隧道貫通設計時候可取兩倍個標準差為貫通後極限誤差,或許有點膽小的工程師可以選擇3倍標準差為極限誤差。如果連0.03%的概率的事件都被碰到了,那你老婆只能以後給你送飯了。但是取了兩倍標準差後仍達不到貫通設計要求,這時候你就需要換更高級的儀器,精度更高的儀器,比如陀螺經緯儀:陀螺經緯儀_百度百科


(BTW:吐槽一下知乎的公式編輯器,雞肋啊!所有公式全部用圖片方式呈現)


如果可以想像地道戰裡面的地道,或者想像一下老鼠打洞,或者北方農村地窖,就大概可以想像出隧道的修建了。
其實就是在地下挖洞,如果這個「洞」比較小(直徑小)、地層條件較好(地層穩定),不需要高技術含量的手段也可以實現,土體自然有一定的穩定能力,再配合簡單的木支撐,保證不垮塌,就可以在裡面穿梭了。如果「洞」比較大(地鐵,兩車道or三車道越江隧道),就需要各種工程手段保證這個洞能夠不垮塌、滲水、不變形等等。
盾構法施工和挖地道一樣,先向下挖(豎井),再向前挖(盾構推進)。具體的施工方法可以看看視頻(南京過江隧道.盾構法施工)南京過江隧道.盾構法施工,理解起來更直觀一些。
沉管法可以看看這個,天津海河隧道.沉管法施工:天津海河隧道.沉管法施工。


視頻封面隧道施工視頻第1集視頻可自行搜索 2、3。


先說施工方法,水下隧道現階段按照施工方法: 盾構法 70% 、礦山法20%、剩下不到10%為沉管法。過江隧道的話,礦山法用的少一些,多用于海底隧道。【來源:何川 西南交大】
關於各種方法的施工過程,上面幾位說的也差不多了,也可以在網上參照視頻來了解。
我去,沒參照資料寫不下去了,明天去單位扒拉扒拉


推薦你去看超級工程第一集株洲灣跨海大橋的修建視頻封面超級工程(建設港珠澳大橋)過程視頻


隧道在中國司空見慣,交通運輸動脈的節點,是列車,高速公路的通道。一般都是在崎嶇的山區,工程量極為浩大,對安全係數要求極高。有關隧道災難的影片為數不少,去年我們的近鄰韓國拍攝了災難電影&<&<隧道&>&>實為難得的佳作之一。

儘管突如其來的一條山中遂道坍塌,受災的僅僅是兩人。一女子因傷重而未能倖免。實際上受災的對象只是一個人。於是劇情隨著他的表現而展開。他駕車被困隧道中,孤立無助。韓國社會各界得知消息後迅速開展援救。媒體最為積極,第一時間趕赴現場。為了獨家新聞不惜干擾援救行動,完全不顧受困人員的安危。與此同時因施救措施影響另一項大工程的進度,利益階層要為此受損,為一己之私對政府施加壓力,力圖延緩救援速度。另一方面受困人在黑暗中痛苦煎熬,絕望之極,生命幾近垂危,事關重大,人命關天。

此時韓國電影獨特的一面顯現出來了,導演藉助於電影這一藝術化的鏡頭表現形式,輔之精準的鏡頭捕捉,加之演員的深入表演,乃至現場的細節設計,將成本控制到極低的水平以期引發巨大觀眾的共鳴。故事將矛盾衝突指向政府的黑暗面,韓國精英階層的自私自利和媒體的為利是圖,漠視生命。真正關心受難者的只是家人和救援隊員,電影將這一事件上升為政治層面,針砭時政。挖苦和諷刺政府的虛偽面目。突出了人性表現,善惡矛盾對立。(微信公眾號:歷史挺有趣)顯示出了韓國電影在亞洲的中流砥柱地位。經過多次挫折,當受困者被救出時,面對圍觀的媒體等人群他豎起了中指用以嘲諷這些無恥之極的人。

不同於中國,韓國電影對時政的反映尺度都突破了相對而存在的底線。敢於揭露,敢於批判。放眼望去,近年來韓國導演紛紛將目光鎖定在政府的陰暗面和所謂精英的利益至上,(微信公眾號:歷史挺有趣)拍攝大量平頭百姓與政府矛盾衝突的影片,形成了一道別具特色的風景線,為韓國電影在世界影壇的地位作出了不可抹滅的貢獻。本片即為其中成功的代表之一。


作為一個隧道專業的工程師,碩士也是隧道工程畢業的。答一下這個問題
1.建設水下隧道,在地層比較好的情況下,一般是採用鑽爆法,也就是礦山法,案例比如廈門翔安海底隧道,青島膠州灣海底隧道,長沙營盤路隧道等,數不勝數。
工程初期先要對洞口加固,然後進行鑽孔爆破開挖。
2.很多水下隧道採用盾構法(shield)
盾構法就是採用盾構機在地層中掘進開挖,主要的方式分為兩種,一種是泥水平衡式盾構,一種是土壓平衡式盾構。
相關案例有南京長江江底隧道,盾構法施工。進洞時採用凍結法。
3.用的比較少的一種方式,沉管法
沉管法的適用條件比較苛刻,在有其他方式選擇的情況下,一般不作為選擇方式
比如,港珠澳海底隧道

再詳細的就不做說明了。


現在正在做深港連接隧道,根據香港的業主要求,結合實際的地質條件,在考慮成本和環保的前提下,全段均採用泥水盾構施工,工程進度一直在穩步向前,比較順利!!有興趣的可以私信我、、、、、


推薦看朱永全教授的《隧道工程》,我曾經做過幾年隧道工程,接觸過軟弱破碎隧圍岩道和多水隧道。也經歷過幾例隧道安全事故,曾經守在隧道掌子面處理塌方事故。有不懂的可以私信問我,儘力回答


簡單說就是,先確定洞的位置,一般來說都要自己修一條便道到洞口的位置,以便材料的進入。然後在洞口附近挖出自己的生活住宅區以及各種生產所需的場地,。剩下就是打洞。


作為一個在一家隧道施工工地搬磚的人,看了前面人的回答,我表示不太贊成,或者說前面的人有點忽悠。目前隧道掘進施工方式主要要看土質條件,軟土地區施工一般採用泥水或者土壓平衡盾構施工,像沿海地區;土質較硬的地方能採用的施工方式就多了,不行就用最原始的方法,炸藥炸(絕非忽悠)。好了,基礎普及了再回到問題上,過江隧道施工環境肯定是軟土地區,要面對土質鬆軟、大量泥水易滲漏等施工難題,目前軟土地區施工一家獨大的是上海的那家隧道專業施工單位,可自行搜索。再回到你問的問題上,越江隧道施工基本原理就是現在江的兩岸各挖一個深基坑,說白了就是一個大深坑,這兩個基坑中一個作為始發工作井,一個作為接收工作井,將盾構機(挖隧道的機器,一般國內常見的都是圓柱體,日本和德國在這方面妥妥的領先,日本還有很多奇形怪狀的,不一定是圓柱體)放到始發工作井,利用工作井的支撐作後力,將江底的泥土一邊挖出來,一邊把管片拼裝起來,然後準確到達接收工作井,這樣一條隧道就基本建成了。當然隧道建造前期規劃和施工的過程中牽扯太多,不明白的可以追問,文中名詞大家都可以度娘。不謝!


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