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英法海峡隧道工程概况

作者:  发布:2015/11/5  浏览:
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摘 要:英国和法国之间,海峡隧道经过的地质地形情况,有着极大的差异。这种地质情况差异导致英法两侧采取两种不同的施工方法。英国一侧的隧道工程,都在包含粘土质碳酸盐泥岩的泥灰岩地层中施工。泥灰岩地层具有良好的自立性,比较适合于全断面盾构掘进机施工。法国一侧的海峡隧道要穿越多处断层的泥灰岩地层,所以采用了与英国一侧不同类型的土压平衡盾构掘进机。

1.隧道理深和长度

英国一侧的隧道理深在21~70m之间,平均埋深40m。英国一侧的隧道在莎士比亚峭壁工地开始掘进。一条直径4.8m的服务隧道和两条直径7.6m的铁路区间隧道在海峡掘进20km,与从法国方向推过来的隧道会合;还有8km陆地隧道,推进至希尔舒格洛夫。而法国一侧的陆地隧道仅3km,海底隧道为15km。海峡隧道的英国西侧,有长0.5km的隧道是采用新奥法施工,还有长0.5km的隧道是采用随挖随填法施工,隧道通至希尔城堡。英国一侧的海峡隧道出口距莎士比亚峭壁隧道工地约9km。

英法海峡隧道工程地质剖面图

2横向通道设置

除了一条服务隧道和两条铁路隧道外,英法海峡铁路运行隧道每隔375m设置一条与服务隧道相连接的横向通道,每隔250m设置连接两条铁路隧道的横向活塞式泄压风道。每第二条横向信道为双信道,以便每间隔375m设置一个人行通道,每间隔750m设置一个电力控制室或变电站。

英法海峡隧道横向通道和横向活塞式泄压风道

3.交叉转线段

英法海峡隧道设立四个交叉转线段,有利于火车编组和往复行驶。火车可从一条铁路隧道驶入另一条铁路隧道。两个交叉转线段设置在海底,将海底铁路隧道分为三段。英国一侧的交叉转线段的隧洞长158m、宽22m、高15m,是建设在海底最大的隧洞。除了交叉转线段外,英国还凭借隧道施工技术,在自己一侧建设两个低位集水井。这两个低位集水井也列为主要工程。

 4.隧道衬砌

英法海峡隧道使用两种类型的隧道衬砌,一种是预制混凝土管片,另一种是铸铁管片。预制混凝土管片是根据100inch标准换形块衬砌开发的。所有的衬砌接头都是采用铰接。还开发设计了焊接强度为20N/mm2的特殊梯形钢筋网片用于衬砌接头,以防衬砌破裂。

隧道直径为7.6m的铁路区间隧道,每环需要8块管片和一块封顶块管片。每块管片外弧面上有4块厚20mm的衬垫。封顶块管片拼装嵌入时,衬垫在压力下压向与泥灰岩层的接触面,并留有20mm的环形空间,以便进行注浆加固。在采用其它手段进行衬砌密封之前,注浆加固是有效控制地下水侵入的第一步措施。海底隧道段管片,厚度约360mm;陆地隧道段管片要承受更大的压力,其厚度约540mm。

除了使用混凝土管片以外,英法海峡铁路区间隧道之间的横向通道衬砌,采用螺栓连接的铸铁衬砌管片。同时,为使横向通道能在毗连接合口应用这些铸铁管片,铁路隧道圆环中的预留接合口为混凝土结构。因此,一种混合衬砌也随之开发和应用。

5.莎士比亚峭壁隧道工程

海峡工程的一条长1.6km交通公路于1987年8月开始施工,与莎士比亚峭壁上部隧道工地相连接。莎士比亚峭壁上下两个隧道工地,水平高差达50m,由一条1974年建成的公路隧道相连接。莎士比亚峭壁下部工地的第二条坑道采用新奥法施工,与下方主隧道相连。英国一侧首次应用新奥法进行这样规模的隧道施工。l974年建成的现有隧道用于出土运输,新坑道则用于材料供应。列车编组、交叉转线的隧洞,也采用新奥法施工。 

6.冷却水管道和通风系统

莎士比亚峭壁下部隧道工地的建筑,将作为主要冷却工厂的设施。两条直径400mm、水温为5℃的冷却水管道通过隧道,以防隧道作业环境温度升高。隧道内还设置备用的通风系统,在遇到紧急情况下启用。

现有的工作风井作为主要通风系统的一部分。海峡服务隧道通风压力保持在低正压力值,以防发生火灾时烟雾涌入安全通道。

7.电力配置

长距离海底铁路区间隧道的通风,不能承受柴油机动力机车的废气排放,所以采用电气机车。设计一个专用铁路运输系统,以确保大批乘客和物资顺利通过英法海峡隧道。

电力由架空线引入隧道内,在出土料斗机械和盾构掘进机处转换成蓄电池供电。在盐渍地层的潮湿条件下,漏电问题成为当时供电线路的一个重要问题,电力系统经常跳闸。当时又缺乏这方面的施工技术和经验。为克服这些困难,做了许多开创性工作。经过12个月的努力,一种完全新型、具有180马力的电力机车设计问世,并交付使用。

8.施工安全体系

英法海峡隧道大量投资于施工安全体系的开发和完善。TML国际建筑集团同卫生和安全劳动保护行政部门(HSE)合作,1990年贯彻实施了重要措施,对施工安全体系完善改进起到了指导作用。

9.设备安装

1990年2月开始隧道固定设备安装。l991年底,部分隧道根据试车要求,提早进行区间短程低速运输。隧道掘进、施工和设备安装各阶段按计划完成,并投入使用。整个服务系统在1992年12月15日投入运转。英法海峡隧道于1993年6月15日正式对外开放。

 

英法海峡隧道工程计划投入使用的规划网格

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