水底隧道

　　修建在江河、湖泊、海港或海峽底下的隧道。它為鐵路、城市道路、公路、地下鐵道以及各種市政公用或專用管線提供穿越水域的通道，有的水底道路隧道還設有自行車道和人行通道。

　　簡史　西元前2180～前2160年巴比倫修建瞭一條穿越幼發拉底河，從王宮到朱庇特廟的長約900米的人行隧道。近代水底隧道始建於英國。1807年英國在倫敦動工修建連接泰晤士河兩岸的人行隧道，開挖時因無法克服泥水湧入隧道而而被迫停工。直到1825年在法國工程師M.I.佈律內爾指導下，初次采用盾構法施工，才於1843年建成第一條泰晤士河水底隧道。此後，英國等國不斷發展盾構工程技術，至20世紀30年代以後，水底隧道建設有瞭迅速發展。近50年間，世界上修建的水底隧道總數幾乎是在此之前百餘年間修建的總和。至20世紀80年代初，世界上已有100多條水底隧道，其中道路隧道有60餘條，一公裡以上的鐵路隧道有10餘條。日本於20世紀70年代至80年代中修建的青函海底隧道，是目前世界上最長的海底鐵路隧道。上海黃浦江打浦路隧道為中國第一條水底道路隧道。臺灣省高雄市的過港隧道已於1984年通車。

　　修建條件　根據水道斷面、水流狀況、水文地質條件、兩岸地形及建築情況、水陸交通要求、城市總體規劃、經濟效益及社會效益等諸因素，對橋隧兩種方案進行綜合比較。通常在下述條件下宜考慮修建水底隧道：①航運繁忙，通過巨型船隻較多，而陸上車輛流量大，又不容間斷；②水道較寬，兩岸地面高出水面不多；③兩岸建築物密集，不宜於建造高橋和長引橋；④城市總體規劃上在該處沒有修建橋梁的特殊要求（如通過易燃易爆危險品車輛），或要求鐵路列車在地下運行以防止噪聲；⑤工程費用和運營管理費用較低。

　　施工方法　修建水底隧道所采用的主要施工方法有：圍堤明挖法、氣壓沉箱法、盾構法及沉管法。圍堤明挖法比較經濟，有條件時一般應盡先考慮采用。氣壓沉箱法隻適用於航運不多的較小河道中。由於需要修建水底隧道處的航運通常比較頻繁，采用圍堤明挖法及氣壓沉箱法對水上交通幹擾較大，所以在150多年來的水底隧道建設中大多采用盾構法及沉管法。至20世紀50年代後，沉管法的水下接頭及基礎處理等重大技術關鍵相繼突破，使施工工藝大為簡化，並使隧道防水性大為提高，且能采用容納四車道以上的矩形斷面。在一定條件下，沉管法隧道覆土淺，線路短，照明和通風代價較小，工程和運營費用低，使用效果好，故自1965年以來，世界各國建成的20多條水底道路隧道，大多系采用沉管法。

　　設計　水底隧道一般分水底段和河岸段，後者又有暗埋、敞開及出口部分。水底隧道的縱向坡度、縱向曲線和平面曲線半徑、通道佈置、車輛限界以及照明、通風、消防、交通監控等設備，按通過隧道的車輛類型和運量進行設計。

　　用盾構法建造的水底道路隧道，自兩端至洞口，一般是槽形敞開式引道段。穿越水底的暗埋段，斷面大多為圓形。修建的隧道除個別為單車道外，均為雙車道（圖1）。有些在車道一側或兩側設高出路面的人行巡邏道。對交通繁忙的水底道路隧道，大多采用兩條平行的隧道，每條隧道中有同向行駛的雙車道；也有的在初期為一條雙向行駛的雙車道隧道，後期發展成兩條同向行駛的雙車道隧道。在圓形隧道中，一般在路面以下是送風道；在吊頂以上是排風道。送排風道與隧道兩岸的通風機房連通，多采用橫向通風。隧道的照明系統，應有適當亮度和均勻的照明裝置，在進出口附近設光過渡設施，以便司機在通過隧道時能較好地適應亮度變化而使行車安全。為取得良好照明及防火效果，要合理選擇隧道吊頂、側墻飾面和道路路面的材料和顏色。在現代化的水底道路隧道中，設置自動或半自動控制的防火、滅火、排水、通風、照明、交通監控等運營設備，由中心控制室集中管理。

　　用沉管法建造的水底道路隧道，自兩端至洞口大多是較長的槽形敞開式引道段。穿越水底的沉管大多是由幾個通道組成的矩形管段，包括車行道、自行車道、人行或巡邏通道以及管線通道等，每個行車通道中有兩個以上同向行駛的車道。由於沉管隧道的長度較短，且每個行車通道中的車輛為同向行駛，故大多采用縱向通風，無需設專用通風道及通風機房，其他設備和盾構法修建的道路隧道相同。

　　水底鐵路隧道、地鐵隧道及公用管線隧道，在構造及設備方面均較水底道路隧道簡單，較典型的橫斷面佈置見圖2。