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海底隧道如何在海里挖地基?会用到哪些设备?不得不佩服科技进步

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在丹麦南部,一项规模惊人的巨型工程正在稳步推进——建设一条穿越波罗的海的海底隧道,将丹麦与德国两国直接连通起来。

这是目前全欧洲最大的建筑工地,造价超过七十亿欧元,主要由丹麦出资承担。

这条跨海通道同时也是欧盟改善南北欧交通连接整体规划中的关键一环,按照设计,它建成之后将成为世界上最长的预制公路与铁路两用隧道,整个项目所要吞下的工程量,几乎挑战了当代海底施工的工程极限。



工地的规模让人难以想象,整片场区铺开的面积相当于六百个标准足球场那么大。这里正在批量浇筑一节节巨大的隧道段,每一节长度都超过两百米,由钢材和混凝土整体浇筑成型,最终要在波罗的海海底十八米深处首尾相连。

建成后的费马恩海峡隧道不仅仅会把丹麦和德国缝合在一起,更会把整个斯堪的纳维亚半岛与中欧大陆直接拉近距离。企业之间的商贸联系会变得更加紧密,货运与客运的里程都会被明显压缩,各方都是受益者。

粗略计算,车辆每一趟行程可以少跑约一百六十公里,相应的碳排放也会随之明显下降。开通之后,哥本哈根到汉堡的铁路行程将从目前的四个半小时缩短到两个半小时;原本四十五分钟的渡轮航程,则会被不到十分钟的驾车穿越直接取代。



这项总投资约七十五亿美元的超级工程,前前后后已经酝酿了将近二十年。期间它曾因环保诉讼和各方反对而数次停摆,如今终于全面开工,沿线地区都寄望它能够带动区域内的经济活力与产业重塑。

整条隧道所要消耗的钢材总量,大约相当于五十座埃菲尔铁塔叠加在一起。建造工序是先把庞大的金属钢筋骨架拼装成形,再往里浇筑混凝土,一节完整的隧道单元就此成型,整条隧道总共需要九十节这样的巨型管节像乐高积木一样首尾衔接。

走进已经成型的那一段隧道内部,脚下就是未来高速公路其中一侧的车道,身边的混凝土墙壁明显比普通建筑厚实许多。走到尽头,一道巨大的钢制闸门死死挡住外面涌动的海水,而下一节管节必须精准地安放在闸门之外的指定位置。



要完成这一步沉放,是实打实的工程学壮举。

施工团队先要在海床上开挖出一道笔直的沟槽,再把每一节重达七万三千吨的隧道段漂浮运送到对应海面,然后缓缓下沉到预定坐标,最终的定位精度要控制在十五毫米以内,差之毫厘便会前功尽弃。

为了让新管节不偏不倚对接在前一节的正前方,工程方启用了一套被称为"针与捕捉"的精密对接系统,由巨型机械臂稳稳抓住即将入位的管节,缓缓拖进指定坐标,再把两段之间的临时密封闸门拆除,两节隧道就此合二为一。

之所以选择沉管隧道而不是直接跨海架桥,背后有多重现实考虑。这里的海床基岩过于松软,桥墩钻孔施工几乎走不通;而且南北走向的大桥会与主导风向近乎垂直,加上频繁通行的大型船舶撞击桥身的风险始终难以彻底排除。



更关键的是,这片海域水深达到三十米,意味着全球最大吨位的货轮都能从这条航道上安然通过。一旦改成架桥,净空高度与主跨跨度都会成为近乎无解的难题;沉在海底的隧道反而巧妙避开了所有水面风险,是更稳妥的工程选项。

很快,关键的下一节管节就将被精准移动到位。按照目前的施工进度,这条跨海通道计划在五年之后正式开通,届时斯堪的纳维亚半岛与欧洲大陆之间的时空距离,又会被实实在在地拉得更近一步。

把目光从波罗的海收回来,世界范围内的海底隧道各有各的难点。日本在津轻海峡修建的青函隧道,最深处距离海面足足有二百四十米,至今仍是世界上最深的海底隧道,施工难度与复杂的地质风险都远远超过一般工程。



把尺度再拉到我们自己身边,广东省正在建设的深中通道同样让人振奋。这条连接深圳与中山两市的跨海超级工程全长二十四公里,其中沉管隧道段就有六点八公里,整整由三十二节钢壳混凝土管节在海底逐节拼接而成。

要把这样一列列海底巨型管节稳稳放到位,前期还要在海床上开挖出近五千米长的基槽,再由专业的抛石整平船、沉放安装船、测控系统与潜水作业船多方协同配合,一毫米一毫米地把管节送入指定坐标。



从北欧沉管的毫米级对接,到津轻海峡的极限深度,再到粤港澳大湾区的八万吨级钢壳管节,海底隧道的背后其实都是船舶、机械、测量与材料科学的综合较量,而我国工程团队能在世界顶级项目中稳居前列,确实令人由衷佩服。

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