海底隧道施工 如何保证通风防水

文章节选自2014年7月28日《半岛晨报》

原标题：青岛海底隧道施工 如何防塌方涌水

海底公路隧道空气流通问题是难点

修建海底隧道，其安全性、防水、空气流通、防灾能力等是其中的难题，更是重点。对于这些问题，胶州湾海底隧道是如何解决的？

空气：先进的通风设备保证送入新风

记者搭乘的公交巴士在胶州湾海底隧道内大概行驶了约10分钟。当时车内共有30余名乘客，而记者在整个行驶过程中没有产生丝毫憋闷的感觉。

中铁隧道相关负责人表示，影响空气质量的因素主要是车辆尾气，为保证隧道内空气质量满足要求，需要向隧道内送入一定量的新风，同时将受污染的空气排出隧道。“此前，海底隧道营运通风、防灾方面的经验很少，系统复杂、技术要求高。 ”上述负责人指出，经过他们的研究，长大海底隧道若采用竖井分段纵向式通风排烟方法可满足通风防灾要求。而胶州湾隧道采用轴流风机竖井送排式与射流风机组合通风方式，在靠海岸和两端隧道口处设置了风井和地下风机房。“这样可以减少专用排烟道的设置以及降低需风量，减小了联络风道、竖井断面大小，节约了工程投资约上千万元。 ”

另外在隧道内部还设置了检测仪，时刻监测隧道内空气质量。一旦污染物浓度超标时将增加风机开启数量，保证隧道内空气质量满足要求。

逃生：每隔几百米就有一个逃生门

在隧道内记者发现，每行驶一段距离，主隧道和服务隧道连接的一侧墙体上都会出现一道门——这是特意设计的人行横洞和车行横洞。据中铁隧道相关负责人介绍，整个胶州湾海底隧道共设有17处人行和10处车行横洞——每隔250~300米就设有一个人行横洞，每隔750米有一个车行横洞。

这些横洞与中间的服务隧道相连接，每个逃生通道内都设有消防箱，内置消防水龙、泡沫灭火器等。服务隧道用作超前地质预报、施工运输、日常维护检修、过海管线和紧急救援通道。特别是当其中一个主隧道内出现意外时，人员和车辆可经由横洞进入到服务隧道，“横洞设有防火门，一旦一个隧道发生火灾，不会将火引至另一个隧道内。 ”

中铁隧道设计人员解释说，这些横洞的门平日都是关闭的。“隧道设有远程监控，实现对隧道内部情况的全面监控，一旦发生火灾，监控中心会在第一时间打开疏散隧道的横洞门。当然，人过去用手推也是可以推开的。 ”

防火：隧道壁采用防火材料

此外记者获悉，隧道内每隔50米就有一个消防栓。考虑到消防防火及美观需要，主隧道侧壁采用防火、防噪性能优良的装饰板材，边墙及拱顶采用防火涂料。“隧道内装修主要考虑加强隧道照明效果，达到节约能源的目的，装修材料选择抗老化、耐腐、无毒阻燃材料。主隧道3米以上墙面采用防火涂料；隧道侧壁装饰板为搪瓷钢板，采用的是不燃材料，具有优良的防火性能。 ”中铁隧道相关负责人举例说，“像海底隧道顶部喷的就是一种防火漆。一旦起火，这种漆可延迟着火2小时，保护隧道的混凝土主体。 ”

由于在青岛端接线工程中采用的是进出两洞分离形式，故而在云南路和四川路主隧道之间并没有服务隧道，在这种情况下为方便人员逃生，在云南路和四川路主隧道分别设计了逃生井，最深的有二三十米深。

中铁隧道相关负责人还透露说，胶州湾隧道采用了先进的智能化运营及消防联动系统。“当隧道内发生火灾浓烟蔓延时，隧道内的感光电缆会探测到温度异常，这时监控室就会发出报警信号，并迅速定位事故发生地点。随后隧道入口会发出警报，阻止后来的车辆进入。与此同时还会迅速将报警讯息传达到消防及交通部门。 ”

记者留意到，除自动报警系统，发生火灾等紧急情况时，在隧道行车方向右侧还设有手动报警按钮及紧急电话，可以人工向管理中心进行报警。手动报警按钮每隔50米设置一个，紧急电话每隔150米设置一个。

防水：设置排海水泵房、雨水泵房

说起来，在海底穿越最让人担忧的莫过于“渗水”问题了。记者了解到，胶州湾海底隧道在结构外侧铺设防水材料，将外侧围岩渗水堵在隧道之外，并且通过隧道的排水系统将围岩渗水引入设置在隧道最低点和两端风井附近的排水泵房。

资料显示，每座泵房设三台海水泵和一台检修泵，其中三台海水泵日常运营时一用两备，消防时两用一备，非常事故时可同时使用。排水系统由纵向、横向泄水管和排水边沟组成。渗漏海水通过隧道侧墙下明沟及分段设置的横截沟汇集到海水泵房集水池内，由海水泵提升到地面压力窨井，经处理后排放。

为防止隧道洞外的雨水进入隧道，胶州湾海底隧道在入口处各设雨水泵房一座，又在隧道、匝道敞口段道路外侧分别设置了纵向截水沟，将外侧的雨水排入地面市政雨水管网。

海底隧道施工究竟有多难？

使用的钢材可建6座埃菲尔铁塔

探访中记者获悉，胶州湾海底隧道建设规模大，工程地质、水文条件极其复杂，施工技术难度高、风险极高，当时国内尚无类似经验可借鉴。而胶州湾海底隧道的整个建设过程中却实现了海底大断面隧道的快速安全施工和工程建设零死亡。日前在接受本报记者采访时，中铁隧道相关负责人向记者介绍了几个藏在海底隧道工程背后的技术难点。

如何防止塌方涌水？先探测，发现漏水点就注浆

“胶州湾海底隧道隧址处于火山岩及次火山群地带，覆盖层较薄，断裂带密集，环境及地质条件异常复杂。 ”中铁隧道方面透露，其中隧道的海域段穿越4组14条断裂，容易发生渗水。“胶州湾隧道是目前世界上埋深最浅的钻爆法海底隧道，施工中极易发生坍方、突涌水等灾害性事故。日本的青函海底隧道在修建时就发生过4次大的塌方涌水。 ”

为降低施工风险，中铁隧道方面首先摸清了断层带的全部情况，并开发了超前探水、超前机械化注浆堵水、控制爆破降低围岩损伤等综合防坍塌防涌水技术。“超前探水孔就是在隧道面上钻设3-5个探孔，孔深30米，搭接8米，直观了解出水情况。这种方法能够准确探明前方不良地质和富水情况。一旦发现漏水点就往里先注浆，就是注射水泥，然后再继续施工。当时共探明出水点28处——正因为这样，在施工中未出现一次塌方涌水。 ”

如何防止海水腐蚀隧道材料？层层设防，选择高性能材料

由于隧道是建在海底，与之相伴的是与海水成分接近的渗漏水、富含高浓度氯离子的盐雾、汽车排放的高浓度CO气体、洞口段冻融环境等。中铁隧道相关负责人表示，这种综合复杂的海洋腐蚀环境会导致隧道结构混凝土和钢筋腐蚀，要保证隧道结构及运营设备长期耐久性，满足设计使用年限100年的需要，对耐久性设计的要求及施工标准都高于其他水下隧道工程。

据介绍，隧道混凝土保护层厚度及其波动值直接决定其服役寿命，胶州湾海底隧道衬砌混凝土靠近空气侧的保护层厚度达60毫米。整个隧道结构设置多道安全防线：首先对外侧围岩进行注浆堵水加固，确保围岩自身稳定；其次采用国内最高性能的C35高性能喷射混凝土和钢格栅，加上国内首次采用的多重防腐锚杆，然后再铺一层土工布和防水板，最后是一层防火涂料，可谓层层设防、固若金汤；沥青混凝土路面采用两层SMA改性沥青，寿命长且具有阻燃性。

资料显示，胶州湾海底隧道开挖的土石方近300万立方米，超过埃及胡夫金字塔的总体积。而被挖出的石渣被破碎后掺入隧道的混凝土中可以再次利用，还有一部分做其他用途，没给城市造成处理石渣的负担。“埃菲尔铁塔总重量为7000吨。目前，胶州湾海底隧道中支护用的钢架、钢筋网等钢材已经有4万多吨，这些钢材可建成6座埃菲尔铁塔。 ”有专家指出。