这种方法适用于在坚硬岩石中开凿隧道的情况。施工时,将整个断面分部开挖至设计轮廓,并随之修筑衬砌。大陆已建和在建的海底隧道,如厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道等均采用了类似矿山法的施工技术2。
过程:使用钻眼爆破的方法逐步开挖隧道,同时进行隧道的整体加固和对隧道层面的防水与防坍塌进行特殊处理。
优点:适合于岩石层较厚、地质条件稳定的区域。
缺点:施工速度较慢,遇到坚硬岩壁时可能需要人工清除障碍。
2.沉管法
沉管法是一种将预制好的管道段沉入水底并连接起来形成隧道的方法。这种方法广泛应用于香港多条海底隧道的建设中2。
过程:首先在陆地上预制好隧道所需的主体结构段,然后通过托运将其沉入事先挖掘好的水底沟槽中,最后进行精确对接和加固。例如,港珠澳大桥的海底隧道就采用了33节这样的管道段4。
优点:工程造价低,施工时间短,安全系数高,抗震能力强。
缺点:容易受到船锚或沉船的影响,且放水过程中需特别注意防止漏水。
3.掘进机法
掘进机法利用特制的大型切削设备(如盾构机)来挖掘隧道。这种方法被用于连接英国和法国的英法海峡隧道的建设2。
过程:盾构机在海底推进,通过切削装置开挖土体,同时通过配套运输设备将碎石运出,并拼装预制混凝土管片形成隧道结构。
优点:全机械化施工,效率高,安全性好。
缺点:设备成本高昂,对地质条件要求较高。
4.盾构法
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它通过盾构机械在地中推进,防止周围岩土坍塌,同时进行土体开挖和管片拼装2。
过程:盾构机一边向前掘进一边安装预制混凝土管片,形成隧道结构。例如,日本东京湾海底隧道就是采用盾构法施工的。
优点:适用于复杂地质条件,施工过程相对安全。
缺点:施工速度相对较慢,成本较高。
结论
每种方法都有其适用场景和技术难点。实际施工中,工程师会根据具体情况进行选择,以确保隧道的安全性和耐用性。无论是哪种方法,都需要高度的专业知识和技术支持,体现了人类工程技术的伟大成就3。