世界上最長的全透明海底隧道(2)
世界上最長的全透明海底隧道
青函隧道的建筑工程
青函隧道的工期長達24年,共耗資6890億日元。隧道海底段長23.30公里。
最大水深140米,最小覆蓋層厚100米,采用超前導(dǎo)坑和平行導(dǎo)坑法施工,以便提前探明地質(zhì)情況并作通風(fēng)、排水和出渣之用。平行導(dǎo)坑與正洞的中線間距30米,兩者之間每隔600米用橫向通道連接。陸上部分本州端長13.55公里,北海道端長17公里,各設(shè)3座斜井和1座豎井,由斜井底部開挖位于正洞與平行導(dǎo)坑下方居中的超前導(dǎo)坑。海底復(fù)雜的地質(zhì)斷層和軟巖構(gòu)造,曾出現(xiàn)多次嚴(yán)重滲水事故,其中一次僅排水就用150多天。為此,創(chuàng)造了防止隧道漏水等先進技術(shù)。
安全裝置
為確保列車的準(zhǔn)時、高速、安全運行,在函館設(shè)指令中心,對列車的運行實施監(jiān)控,還在隧道內(nèi)建有兩座避難車站和8個熱感應(yīng)點,裝有火災(zāi)探測器、自動噴水滅火裝置、地震早期探測系統(tǒng)、漏水探測器等設(shè)備。一旦發(fā)生危險,列車可迅速就近駛?cè)氡茈y車站,乘客可通過兩側(cè)能收容上千人的避難所或傾斜坑道脫離險境。特點
高昂代價
修建這條青函隧道的代價是極其高昂的。1971年主隧道動工興修時,預(yù)算工程的全部費用為8億3千萬美元,但后來多次追加費用,估計到隧道竣工,整個工程需用27億美元,平均每公里5千多萬美元。
由于工程極其復(fù)雜,施工條件又非常差,自隧道動工以來,已有33名工人喪生,1,300人傷殘。隧道兩度被海
水淹沒,第一次發(fā)生在1969年,海水將巖縫沖大,每分鐘涌入11噸,水在斜井里上升了150米。工人們花了近5個月時間將積水抽出,后來在整個隧道周圍灌上一層厚達4.5米的水泥漿,并用鋼板把巖縫堵住。
1976年,海水再次以每分鐘70噸的流量沖入供應(yīng)隧道,工人們又足足奮斗了5個月才控制住這次水害,共死亡20余名工人,僅后一次水害的影響,整個工程至少被推遲了兩年。
施工特點
海底隧道的開鑿,使用巨型掘巖鉆機,從兩端同時掘進。掘巖機的鏟頭堅硬而鋒利,無堅不摧。鉆孔直徑與隧道設(shè)計直徑相當(dāng),每掘進數(shù)十厘米,立即加工隧道內(nèi)壁,一氣呵成。為保證兩端掘進走向的正確,采用激光導(dǎo)向。在海底地質(zhì)復(fù)雜,無法這樣掘進的情況下,就采用預(yù)制鋼筋水泥隧道,沉埋固定在海底的方法。
列車及機車形式
ED76型-551號機 (JR北海道),原ED76-500番臺因ED79形不足的增備改裝機
ED79型-0/100番代(JR北海道)
ED79型-50番代(JR貨物)
EH500型(JR貨物)
485系-300/1000/1500/3000番代(JR東日本)
781系(JR北海道),多拉A夢列車專用車型,2006年該列車營運結(jié)束后廢車
789系(JR北海道)
キハ183系5200番代(JR北海道)
雖然本身有動力,但在青函隧道區(qū)間內(nèi)需靠ED79型電力機車作為信號控制及牽引動力來源。
E5系(JR東日本)東北新干線及北海道新干線用
H5系(JR北海道)北海道新干線用
青函隧道的建筑歷程
背景
青函隧道連通日本本州與北海道的紐帶。日本是個島國,由北海道、本州、九州、和四國四個島嶼組成。北海道地處北方,面積占全國總面積的20%,而人口僅占全國人口的5%,在人口稠密的日本,是一塊很有發(fā)展?jié)摿Φ慕?jīng)濟區(qū)。然而北海道與本州隔著津輕海峽,日本本州的青森與北海道的函館兩地隔海相望,中間橫著水深流急的津輕海峽。海峽風(fēng)大浪高,水深流急,只能靠渡輪運輸,交通十分不便,兩地的旅客往返和貨運,除了飛機以外,就只能靠海上輪渡。
要想促進北海道的經(jīng)濟發(fā)展,首先就要解決交通不便的問題。從青森到海峽對岸的函館,海上航行要4.5小時,到了臺風(fēng)季節(jié),每年至少要中斷海運80次。于是,人們迫切希望海峽兩岸除飛機和輪渡之外,再能有更經(jīng)濟、更方便的交通把兩岸聯(lián)系起來。青函隧道工程的設(shè)想也就應(yīng)運而生。
夢想
最先設(shè)想修建一條海底隧道溝通兩地的,不是日本政府,而是一位年輕的鐵路工程師粕谷逸男。1945年,粕谷逸男由于日本戰(zhàn)敗,從軍中退役歸來,他想為日本人民造福,他認(rèn)為如能開鑿一條從本州到北海道的海底隧道,就能把全國人民連結(jié)在一起。
艱難起步
1946年,粕谷逸男爭取到一筆小額經(jīng)費和國家運輸省少數(shù)贊助者的支持,開始初步的勘探和取樣,鉆孔機鉆至海床下90米的深度,取得了一些數(shù)據(jù)。但由于戰(zhàn)后日本資金短絀,有許多更迫切的事要辦,筑隧道之議便拖延下去了。
1954年,津輕海峽渡輪"洞爺丸"在中途遇臺風(fēng)翻沉(洞爺丸事故),溺斃1,155人,粕谷逸男那幾乎被人遺忘了的筑隧道夢想,經(jīng)此沉船慘劇后,重新引起了注意,但由于耗資巨大,此議又被擱置了若干年,直到1964年5月,青函隧道才正式破土動工。
1964年5月,青函隧道開始挖調(diào)查坑道。4年后,粕谷逸男因患癌癥去世,但他夢寐以求的工程畢竟艱難地起步了經(jīng)過7年的各種海底科學(xué)考察,專家們才最終選定了安全的隧道位置,并于1971年4月正式動工開挖主坑道。
修建歷程
主隧道自1971年動工興建以來,由南北兩支各1800名工程技術(shù)人員和工人組成的挖掘隊同時鑿進。13年來,他們夜以繼日,輪番作業(yè),一天24小時,從未間歇。由于挖掘隊是在28℃的氣溫和80%的濕度下工作,條件極為艱苦,每4小時必須輪換一批人員,每小時挖掘的進度只能以幾英寸來計量。
隧道施工的艱難程度令人難以想象。工人們每鑿開一點石方,就要在新開鑿的部位迅速澆注一層15.24~30.48厘米厚的速干水泥,以防止巨大的火山巖壓力使巖壁巖石飛崩出來,造成可怕的塌方事故。施工時,還要用澆灌機在隧道壁上以每平方厘米80公斤重的壓力注入用水泥、苛性鉀和硅石混合組成的砂漿,這種砂漿三分鐘內(nèi)便會變干,構(gòu)成海底深處的隧道撐墻,以堵塞海床裂縫和斷層可能造成的危險,借以封固海底隧道,以免海水滲透侵入。此外,在這條海底超級大隧道還采取一些異乎尋常的防震、防水等預(yù)防措施。
隧道建成
1988年3月13日清晨,首班電氣化列車滿載乘客從青森站和函館站相對發(fā)出。電車從海底通過津輕海峽只用了大約30分鐘。
青函隧道的重要作用
民用
青函隧道是一條十分重要的通道,日當(dāng)局打算在隧道里鋪設(shè)具有大容量的光纖通訊電纜、高壓輸電線、天然氣管道等,以對隧道加以綜合利用,提高經(jīng)濟效益。
軍用
日本開鑿青函隧道,不只是方便民用,還有軍事上的考慮。日本的北方四島,二戰(zhàn)后一直被前蘇聯(lián)(俄羅斯)占領(lǐng)。如何維護北海道的安全,一直是日本當(dāng)局十分頭痛的事。一旦有事,津輕海峽被封鎖,北海道將成為孤島。有了這條隧道后,在任何情況下日本都可保證本州和北海道交通暢通,軍需品可源源運往北海道。
意義
海底隧道不占地,不妨礙航行,不影響生態(tài)環(huán)境,是一種非常安全的全天候的海峽通道。
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