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2023年6月11日,长约6.8公里的深中海底隧道实现精准对接,从此,深圳市和中山市在伶仃洋海底正式牵手。通车后,由深圳市到中山市将从原来的一个半小时缩短到30分钟。说起隧道,很多人首先想到的是盾构机不断掘进的画面,没错,大名鼎鼎的英法海底隧道就是这样建成的,然而英法海底隧道中单条隧道的最大直径才7.6米,只能通火车,而深中海底隧道宽46米,双向八车道,此时还能使用盾构机吗?显然不能,因为目前世界上最大的盾构机直径也才17.5米。问题来了,这46米宽的海底隧道该如何开挖?答案是不挖指陈。具体步骤就是先在工厂里制作好宽46米、长165米高10.6米的钢壳混凝土管,名曰城管,之后再将这些城管一一沉到修整过的海底对接即可。这样的隧道就叫沉管隧道,说起来简单,但要克服的困难却是一大堆,现在咱们就一个困难一个困难的过,第一个困难,钢壳混凝土沉管常年放置在海底,如何确保100年内不被海水腐蚀?方法是先在钢壳表面喷涂五层耐腐蚀、耐酸碱的纳米级玻璃鳞片涂料,接着在每一个钢壳上都放置552个牺牲阳极。牺牲阳极上的金属比钢壳本身更活泼,遇到海水腐蚀时,首先被腐蚀的是牺牲阳极。通过以上两个措施,可确保钢壳混凝土管使用100年。第二个困难,每一个钢壳由一万多吨钢材打造而成,面积为7590平方米,超过世界杯足球场的面积,后者只有7140平方米。钢壳内填充混凝土后,总重量高达8万吨,相当于八个埃菲尔铁塔的重量。问题来了,面积、重量都如此巨大的城管,也就是钢壳混凝土管,如何将它们从预制场顺利拖到海底?方法是,预制厂就建在海边,当城管制作完成后,在底部使用200台1运台车运送到潜污区。潜污区类似一个无水的大池子,当城管两侧安装好封闭门后,大池子开始灌水,于是城管就浮起来了。之后打开潜雾区的大门,就能使用拖船将沉管拉到指定海面。这里问题又出现了,既然城管两侧都是封闭门,其能浮于海上,便于托运。可是到了指定地点后,他自身受到那么大的浮力,又如何让其下沉进而实现对接呢?是靠压吗?不是。难道是依靠灌水?没错,真的就是往里面灌水。然而跟大家想象的不一样,并不是打开密封门往城管里面灌水,而是利用城管内部提前设置好的压载水箱,通过外部的管子往里面注水,从而实现精准控制其所受浮力。最后一个大困难,当控制沉管缓缓沉入修整好的海底时,如何与其他城管对接,又是如何防止漏水的?步骤是这样的,控制沉管下沉,让它与其他沉管相距5厘米左右。接着使用千斤顶拉合的方式,让两个城管逐渐靠近。在拉合力的作用下,止水带接触挤压开始发挥止水的作用。这还没有完,两个城管的对接处内部其实还存在大量海水,需要全部抽出。而在抽出海水的过程中,内部将形成真空。之后由于大气压力,两个城管继续得到拉合,使水袋进一步得到挤压,继而实现对接。上面只说了对接时两种防止漏水的方式,事实上深中通道海底隧道为了防止对接处漏水,竟然还采取了其他辅助方式,这里就不介绍了。到这里,部分网友可能还会提出这样的疑问,即沉管是通过内部压在水箱灌水后沉入的,然而当所有沉管在海底对接后,城管内部的压载水箱必然是要去除的。此时海底的巨大中空沉管岂不是又要浮起来,这个就更好处理了。一来当城管对接完成后会在其两侧和顶部覆盖大量碎石以增加其重量,另外还会在其顶部覆盖大量淤泥,以便恢复原先的海底生态。二来当城管全部对接完成,从内部拆掉密封门后,通车前城管内部的路面以及两侧还有顶部还需要大量的装修,这些装修也会增加城管重量。总之,控制城管重量大于浮力属于工程上的抗腐问题。抗腐手段并非单一的一种,而是多种手段并用。这在设计之初就已经提前解决了。介绍完沉管隧道,我们不难发现,相比采用盾构机钻挖的那种隧道,沉管隧道有很多优势,比如建设工期短、经济性好、施工风险小、抗震能力强等等。
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