小编语
连接德国与丹麦的全球最长沉管隧道——费马恩隧道已于今年正式拉开建设大幕。作为全欧洲规模首屈一指的基础设施工程，除了开通之后带来的巨大收益与开建之前一波三折的审批经历之外，隧道在建造过程中又将遭遇怎样的挑战呢？
本期，就请建设方Femern A/S的工程技术总监Henrik Christensen谈谈隧道建设中的关键吧！
工程数据
隧道位置图
■ 隧道全长18.1km，沉管段17.6km
■ 由79个标准管节、10个特殊管节组成
■ 单管节长217m，宽42.2m，高8.9m，重73500t，深40m
■ 工程预算70.5亿欧元（547亿元）
隧道的更多设计细节与审批流程，小编就不在此赘述了，若您对隧道工程的背景还不够了解，就请立即猛击下方链接回顾：
5分钟看懂费马恩隧道建设！
截止今年2月，建设中最后的审批障碍已经扫清，德国与丹麦官方已对工程建设大开绿灯，工程前期建设也是方兴未艾，赶紧听听Hernik的介绍！
前期建设
隧道位于丹麦的出入口
早在2013年，建设方Femern A/S 便开始在丹麦洛兰岛的Rødbyhavn进行费马恩隧道施工地点的前期准备，包括新建泵站、水渠、拆除当地现有建筑、修建公路与水电设施。如今工程建设已经火力全开，万众期待的沉管隧道将于2020年进入施工阶段，内容包括干坞、管节厂、隧道出入口、附属匝道以及沉管隧道本身。
地质勘探自工程立项起便开始分多个阶段进行：
■ 1990年起收集地层、地质资料信息，进行初步实地勘探；
■ 2008年至2013年，进行数千次钻探采样，研究隧道沿线的不同地质；
■ 2015年至2016年，得出隧道地层与地质报告，并继续进行分布采样，对研究结果进行验证；
■ 2016年公布地质数据，对所有投标人公开，便于其在标书中针对地质优化设计与施工方案。
地质条件
隧道沿线地质包括层叠古近系粘土，白垩土层，后冰川期砂层，盆地沉积层，冰碛岩层等。隧道位于德国的出入口所在地层主要为黏土，具有较强承载力；而丹麦的出入口地质则以冰碛土为主，硬度较黏土更高。
此外，目前建设方正在隧道的丹麦出入口工地区域进行大规模考古调查。作为丹麦史上规模最大的考古调查，期间还发现了不少石器时代的古迹与线索。
疏浚施工
隧道位于德国的出入口
隧道管节沉放之前，需要预先在海床上疏浚出宽46-100m，单节长约12m，总长近18km的沟槽，作为未来管节沉放的前置工序。
海床疏浚
使用挖泥船掘出大小适宜且平整的沟槽，泥沙通过驳船运至岸边填海区复垦。
费马恩隧道将使用五艘大型挖泥船进行疏浚，其中最大的反铲式挖泥船Magnor单铲出土量可装满一个集装箱，可同时吊运超过67t砂石，最深挖掘深度40m。
深度超过25m时，疏浚将使用抓斗式挖泥船；对于较硬的冰碛层，则需要首先以拖斗挖泥船松动土层，之后配合抓斗进行疏浚。整个疏浚过程预计耗时1.5年时间，总计将挖出19,000,000m³泥沙，将在洛兰岛南部海岸复垦超过3㎡土地，减少渣土转运、堆放对于周边环境的破坏。
物流挑战
费马恩隧道建设中的运输与物流将成为工程的挑战之一，沉管管节的生产需要持续且顺畅的材料供应。
■ 管节生产期间，每月需要砂石160000t，水泥25000t；
■ 整个工程需要混凝土3,200,00m³，消耗钢材350,000t。
一来现场存放空间有限，二来使用卡车进行道路运输需要每月数千车次代价高昂，因此施工方在施工港口采用了不同方法来运输施工所需材料：
材料运输
管节预制用量最大砂与骨料直接通过传送带运输。
水泥通过气动管道直接运输至储存筒仓中。
钢筋采用船舶运输。
管节浇筑是生产过程中的核心工序，所有工序的进行都围绕管节浇筑来调整，并与其保持一致。为确保管节铸造的生产周期，工程师对管节生产区域的配置进行了优化：
管节浇筑优化
管节生产区左侧为钢筋安装区域，中间为浇筑及养护区域，右侧为干坞。
钢筋笼生产
管节的生产从光线充足的钢筋笼制作区开始，钢筋在经过切割后，每日由两班操作工与焊工按照底板、墙板与顶板的顺序绑扎钢筋笼，之后进行质量检测。
三个区域之间采用可伸缩的滑动轨道连接，钢筋笼完成一部分后就由升降台举起，沿轨道滑动到下一区域。该系统使钢筋笼制作成为流水线作业，完成后通过专门设计的气压导轨抬起钢筋笼，滑动至铸床中。
钢筋笼制作
钢筋笼的制作区域被分为三块，底板绑扎区域、墙板绑扎区域、顶板绑扎区域。
升降台将绑扎好的钢筋笼举起，送往下一区域。
浇筑养护
管片浇筑采用模板工艺，整个管节整体浇筑，外墙无需锚固，连续浇筑中每小时混凝土消耗量达到100m³。浇筑完成的管节剥离底部模板后，通过滑轨进入固化养护区。管节在养护的过程中即可开始进行连接，未来将在干坞中进一步完成剩余的连接作业。
浇筑养护
整个管节采用整体浇筑。
管节连接在养护区进行。
管节浮运
管节生产完成后，将在海上进行浮运。由于特殊管节需要穿插在标准管节之间，因此两种管节的浮运遵循一定顺序：
■ 干坞灌满水后，标准管节根据沉放顺序，预先沉至干坞中的较深区域；
■ 特殊管节优先使用桁架浮舟吊运，使其浮起后运出干坞；
■ 随后标准管节再使用两架浮舟浮运出干坞。
■ 管节浮运至预先开挖的沟槽位置后，浮舟锚定在浮筒和前一节管节位置。
管节浮运
干坞中灌满水；
特殊管节通过桁架浮舟来运输；
标准段管节通过两架浮舟运输；
管节到达指定位置后，浮舟锚定在浮筒和前一节管节上。
管节沉放
沉放前，六根系泊锚索将管节临时固定于海床的锚定点上。管段沉放之前，事先铺设砂石作为垫层，待新管节位置靠近并对准先前沉放的管节后，管节内的压载箱逐渐装满水，管节缓缓下沉，下沉速率也由系泊锚索控制，直到新关节与已沉放管节接头顺利连接。
随后，GINA止水带进行水力压接，超过10,000t的静水压力将相邻管节压紧并制造密封环境。沉放完成后，施工方通过多功能浮筒，在管节的底部回填砂石层，固定管节位置。随后再填埋砂层与块石保护层，最后使用巨石将整个海床整体填平。在海岸区，这些巨石将成为适宜海洋生物生活的人造珊瑚礁，多年之后，自然沉积物将完全覆盖费马恩隧道，使其成为海床的一部分。
管节沉放
管节通过声波应答器引导，与前一管节精确对接。
对接后由GINA止水带止水，并抽干管节之前的水，外部水压会将两个管节的止水带紧紧压在一起。随后对海床沟槽进行回填，并敷设保护层。
结语
虽然目前沉管隧道的建设技术已经相对成熟，但是沉管施工过程中对于工艺、工法的不断革新依旧能够使工程向着更简单、更迅速、更安全的方向前进。
■ 隧道网综合整理
费马恩隧道专题
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