海底隧道

海底隧道（Submarine tunnel），建造在海底之下供人员及车辆通行的海洋建筑物。是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通工程。

海底隧道按照隧道所处的地质条件可分为土质隧道和石质隧道，按深度可分为浅埋隧道和深埋隧道。世界上著名的海底隧道有日本青函隧道和英法海底隧道海峡隧道等。海底隧道的开凿，使用巨型掘岩钻机，从两端同时掘进。掘岩机的铲头坚硬而锋利，无坚不摧。钻孔直径与隧道设计直径相当，每掘进数十厘米，立即加工隧道内壁，一气呵成。为保证两端掘进走向的正确，采用激光导向。在海底地质复杂，无法这样掘进的情况下，就采用预制钢筋水泥隧道沉埋固定在海底的方法。海底隧道是海底全封闭式的交通管道，一般通过在海底表面放置管道或在海底地层中打洞来实现。车辆行驶其中，只见“水泥洞”不见“海底世界”。

海底隧道作为解决海域两岸交通阻隔问题的有效途径，具有对海洋环境影响小、全天候通行、不影响海域航道等显著优点，是跨越海峡(海湾)的主要方式。

发展沿革

建设背景

地球上的大陆被海洋所分割，形成了悬浮在海中的孤岛和群岛，还有蜿蜒曲折的海岸线。海洋在分割的陆地之间形成了海峡和海湾。人们需要借助船舶来通过海峡，风大浪高，翻船沉没的悲剧经常上演。而在沿海地区，弯曲复杂的海岸线将直线距离不远的两座城市阻隔，要到达彼此，需要绕行很远的距离。

随着社会的进步，科技发展，人类靠掌握的科学利器不断与险恶的自然环境做斗争，海底隧道就是其中的一个代表。是一种建造在海底横跨海峡或是海湾的通道，与建设跨海大桥相比，它不会妨碍海上船只的通行，不影响生态环境，并且通行时不受天气情况的影响。

建设沿革

1751年，法国地质学家尼古拉•德马雷提出，在英吉利海峡建一条海底隧道，连通英法海底隧道两国。此后200多年间，人类不断探寻方法、研制工具、反复实践，以期实现海底建路的梦想。

1964年，日本青函隧道开挖斜坑道，经过24年的施工，于1988年3月13日正式投入运营。

1994年5月，英吉利海峡隧道（也称英法海底隧道或欧洲隧道，英法海底隧道）开通，隧道连接英国与欧洲大陆，主要采用掘进机法修建。

2010年4月26日，中国大陆第一条海底隧道——福建厦门翔安海底隧道建成通车。翔安隧道不仅是中国大陆第一条自主完成勘探、设计、施工的海底隧道，还是当今世界上最大断面的钻爆法海底公路隧道工程。

2017年1月，釜山广域市市计划对修建韩日海底隧道进行初步的可行性研究。研究从当年3月开始，预计持续一年，研究经费约1亿韩元（约合58.6万元人民币）。早在日本殖民 朝鲜 半岛时代，就出现过建设韩日海底隧道构想。1920年，当时日本陆军参谋总部打算建设“对马隧道”，连通对马岛与朝鲜半岛，日本原打算将其作为进出亚洲大陆的通道，但最终未能落实。

2023年12月，青岛市胶州湾第二海底隧道建设正式进入了新阶段，第二海底隧道青岛端盾构始发。胶州湾第二海底隧道工程连接青岛主城区与西海岸新区，是联系胶州湾两岸东西蓝色经济区的重要快速货运及客运通道，工程主线全长17476米，其中主隧道长14376米，采用双向六车道主隧道加中间服务隧道的布置方式，是世界隧道建设史上海底隧道建设规模最大、海底公路隧道长度最长的超级工程。

2024年5月16日上午，甬舟铁路全线控制性工程、世界最长海底高铁隧道——金塘海底隧道从浙江宁波和舟山市两侧同时开始相向盾构掘进。金塘海底隧道于2026年底实现贯通，甬舟铁路于2028年具备通车条件。

建筑结构

海底隧道大可分为海底段、海岸段和引道三部分，其中海底段是主要部分，埋置在海床底下，两端与海岸连接，再经过引道，与地面线路接通。建造海底隧道还要同时在两岸设置竖井，安装通风、排水、供电等设备。

建筑分类

海底隧道按照隧道所处的地质条件可分为土质隧道和石质隧道；按照隧道的长度可分为短隧道、中长隧道、长隧道和特长隧道；按照国际隧道协会(ITA)定义的隧道的横断面积的大小划分标准可分为极小断面隧道(2~3m2)、小断面隧道(3~ 10m2)、中等断面隧道(10 ~ 50m2)、大断面隧道(50~ 100m2)和特大断面隧道(大于100m2 )。按照隧道埋置的深度可分为浅埋隧道和深埋隧道。按照隧道的功能用途看分为公路隧道、铁路隧道、公路铁路两用隧道、供水隧道等。

建设方式

海底隧道的主要施工工法有钻爆法、盾构法和沉管法，常用工法为盾构法与沉管法。此外，水中悬浮隧道处于研究阶段， 还没有成功实例。

海底隧道建设条件复杂，根据隧道的建设条件选择最为经济合理的建设方案进而开展相应的结构设计是海底隧道顺利实施的先决条件。海底隧道建设方案的选择，应综合考虑隧道使用功能、沿线工程地质与水文地质条件、海底地形、周边环境以及对航道的影响等方面确定。

钻爆法

与山岭隧道相比，海底隧道的钻爆法修建技术具有其显著的特殊性，对地质条件绝对依赖且精准勘测极其困难、排水量标准严格且可控性差等难点。用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用钻爆法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。

掘进机法

是挖掘隧道、巷道及其他地下空间的一种方法。简称TBM法，是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后通过配套的运输设备将砾石运出。连接英国及法国的英法海峡隧道就是采用该法开挖。

盾构法

综述

盾构法是修建海底（水底）隧道的一种重要施工方法，在软土地层中具有较大优势。在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。盾构的推进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。

优缺点

采用盾构法施工，周围环境不受盾构施工干扰，对通航基本无影响，地面人文自然景观可受到良好的保护。但盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度较大。

沉管法

综述

沉管法是在海岸边的干坞里或在大型船台上将海底隧道管节预制好，再浮拖至设计位置沉放对接而后沟通成隧道。沉管隧道一般由敞开段、暗埋段、沉埋段等部分组成，部分工程在沉埋段两端设置岸边竖井，供通风、供电、排水等使用。

优缺点

沉管由于受到水浮力的作用，作用于地基的荷载较小，因而对基础承载力的要求较低，对各种地质条件的适应能力较强。沉管隧道的断面适应性最好，断面越大，沉管的优势越明显。此外，沉管隧道可根据需要改变断面，且断面利用率较高。不足主要体现在基槽开挖的土方量大，相应的回填量也较大；主体结构的工量较大，且对潮差和水流速的要求较高。此外，沉管隧道在浮运、沉放、对接阶段将对航道产生一定影响，需要采取封航措施才能保证施工的顺利进行。

代表建筑

英吉利海峡隧道

英吉利海峡隧道（也称英法海底隧道或欧洲隧道，英法海底隧道），该隧道连接英国与欧洲大陆，主要采用掘进机法修建，于1994年5月开通。它由2条长51千米的平行隧洞组成，其中海底段长度38千米，最小覆层厚度40米，是当时世界上最长的海底隧道。两条铁路洞衬砌后的直径为7.6米，中间后勤服务洞衬砌后的直径为4.8米。通过隧道的火车有长途火车、专载公路货车的区间火车、载运其他公路车辆的区间火车，隧道由英、法两国共同决策建设。

青函海底隧道

日本的青函海底隧道，全长为53.86公里，其中海底部分为23.3公里，是一条双线铁路隧道。它穿过津轻海峡，把日本本州岛的青森县和北海道的函馆市连接起来。青函海底隧道1964年开挖斜坑道，经过24年的施工，于1988年3月13日正式投入运营。

胶州湾海底隧道

青岛市胶州湾海底隧道，又称青岛胶州湾海底隧道，位于中国山东半岛南部，全长7800米，其中路域段3850米，海底段3950米。该隧道位于胶州湾湾口，连接青岛和黄岛区两地，双向6车道，2010年4月28日全线贯通。

吕菲尔克隧道

挪威吕菲尔克隧道是世界上最长的海底公路隧道，克隧道最深处位于海平面以下290米，隧道截面为4.6米x8.5米的马蹄形截面，并在部分区域加宽截面，以增设紧急车道与隧道养护工作空间。隧道建设始于2014年8月，采用钻爆法挖掘隧道，并应用连续式输送机从长距离钻爆法导坑中排渣，经由破碎机，以300t/h的速度运送渣土。该隧道横截面积62米2的工作面开挖的同时，长12米至30米，间隔250米的联络通道也在同时进行开挖，并同步进行喷射混凝土衬砌与机电安装工作。

社会价值

海底隧道具有全天候通行的特点，不破坏航运、不影响景观、不占地或少拆迁、交通不受大风大雾影响等优点，是一种更好的交通设施。

参考资料

Submarine tunnel progress.globaltimes.2023-12-07

盘点全球那些令人心醉的“跨海”大工程.第一财经.2023-12-07

从“看鱼传闻”到“穿海传奇”. 青岛宣传.2023-12-09

蛟龙潜海 天堑变通途——海底隧道钻爆法的中国样本.新华网.2023-12-07

新中国第一条跨海隧道:海底蛟龙 横亘碧波.华夏经纬.2023-12-07

日韩海底隧道迎来曙光?.人民网.2023-12-07

青岛胶州湾第二海底隧道盾构机成功始发.中工网.2023-12-07

标志性时刻！世界最大海底高铁隧道今日开始“穿海”.今日头条.2024-05-17

海底隧道怎么修?有哪几种开挖方式?.中国公路.2023-12-07

了不起的海底隧道(十七)-- 海底隧道之最(国外篇).青岛海底隧道博物馆.2023-12-07