地鐵為何會滲水、海底隧道如何建 逐一解密

2020-12-05 浙江新聞

  浙江日報杭州11月14日訊

  1751年,人類第一次提出建海底隧道的設想——英法海底隧道。受制於當時的技術,直到200多年後,這個設想才實現在了海底。而今,越來越多的隧道正穿越海底,從亞洲到美洲,從這片世界到那片世界。

  今天,由省科協、浙報集團主辦,浙江日報、省科技館和果殼網承辦的「[科學]會客廳」邀請到中國工程院院士王夢恕,在省科技館為觀眾探索神秘的地下工程,講述因地下工程而改變的新生活。

  杭州地質適合建地鐵

  「杭州的地質情況我非常清楚,這裡我們做了很多工程,都是可以解決的,建地鐵完全沒問題。」一開始,王夢恕就給許多乘地鐵來的觀眾吃了一顆「定心丸」。

  作為常年隧道工程建設的「地下工作者」,王夢恕曾參與調查湘湖地鐵塌方、溫州動車追尾等多起工程事故。他認為,就地質而言,杭州比深圳、上海等地的情況更適合修建地下工程。

  作為解決城市七成運力的地鐵交通,一個值得放心的技術事實是,目前杭州地鐵採用的是高鐵技術,其運輸密度為每兩分鐘一趟車,保證不追尾。「尤其是無縫對接的鐵軌,熱脹冷縮及高差均控制在兩毫米以內,這個技術在德國、日本都還沒有。」

  「一條地鐵,建造時間最多4年。」王夢恕建議,為更快地解決城市擁堵問題,杭州地鐵不妨分條施工,一條線交給一個企業,資金由企業來籌集,建成運營後政府再將資金撥給企業。據介紹,目前杭州地鐵採取分段施工方式,規劃的7條地鐵僅地鐵一號線開通。

  在王夢恕看來,一旦地鐵發生漏水,必然是因為工程的偷工減料。他認為,一條線路需要花多少錢是定死的,打個比方,一個車站加兩個區間需要投資5個億,但合同只定了3個億,這明顯就是不合理的工程,「該花的錢省不得,不該趕的時間趕不得,這事關百姓生命安全。」

  水下隧道百年工程

  最近,世界首條橫跨歐洲與亞洲的海底隧道正式啟用。未來,北京搭乘火車沿「絲綢之路」到倫敦,只要48小時。這也令現場的觀眾十分好奇:深埋水下的海底隧道是怎樣建造的呢?

  「劈浪斬波前,大量的勘察少不了。」王夢恕說,由於海底隧道的上部覆蓋著較深的水體,海洋地質勘察難度非常大。首先是測河床縱斷面,確定隧道埋深距離;然後是測量河床的橫斷面,這關係到隧道的車道寬度、大洞間距和服務通道斷面等;測量精準了,就可以開工了。

  那工人們是如何在水下作業的呢?據介紹,海底隧道的施工方法通常有鑽爆法、掘進機法、沉管法等。最早海底隧道施工使用的方法就是鑽爆法,在各種巖石地層中,鑽好炮眼,埋下炸藥,炸了挖、挖了炸。世界聞名的青函海底隧道,就是採用這種辦法,歌星鄧麗君還曾演繹過描寫這條隧道的歌曲——《津輕海峽冬景色》。

  掘進機法則是讓機器做「開路先鋒」。而沉管法,則是將若干個預製管道分別運至海面,一節一節地沉放安裝到已經疏浚好的水底基槽內。最為人熟知的是,香港紅磡海底隧道每個沉管都有編號,當人們在隧道遇到意外狀況時,可以根據附近的編號通知警察過來幫忙。

  「大部分的水下隧道,採用鑽爆法+掘進機法。」王夢恕說,這樣的方法一次可以開路3至5米,一個月下來,最好的成績是150米,最差的則只有70米。這樣算算,每前進一米,都是艱巨的。

  如此巨大的地下工程,防震嗎?王夢恕說,一般埋深50米以下的隧道基本不考慮地震問題;並且,海底隧道比陸地隧道有更加優越的抗震性,它的各個銜接處都會有柔軟的「抗震縫」,使隧道「柔韌」起來,在地震發生時可起到最大程度的保護。

  「每一條水下隧道都是不可逆工程,所以它的壽命至少在100年以上。」王夢恕說,事實上它的安全係數可達到兩百年。

  向地下要空間

  有聯合國官員曾斷言:19世紀是橋梁世紀,20世紀是高層建築的世紀,21世紀將是人類利用地下空間、開發地下資源的世紀。

  開發地下空間,正變得緊迫。王夢恕說,目前城市的所有管線埋在地下0至10米的地方,地鐵則在地下20米的範圍活動。據介紹,目前我國已經制定了地下50米的開發規劃,日本則是在地下100米,美國則計劃未來將三分之一的人口轉入地下生活。而在廣州正在進行50米以下的儲水工程,「比如杭州,夏天這麼熱,也可以在西湖下面建納涼廣場,完全沒問題。」

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