从汕头湾海底隧道建设看隧道建设

【新闻快递】

近日,汕汕铁路汕头湾海底隧道迎来“第一炮”,世界首座设计时速350公里单洞双线高铁海底隧道正式进入实质性施工阶段。

隧道进口爆破现场

汕汕铁路

汕(头)汕(尾)铁路, 将与建设中的广汕铁路相接,将广州与惠州、汕尾、汕头等城市紧密地联系在一起,同时连接厦深、赣深和广深等铁路,将加快沿线城镇化进程,形成新的高铁经济带,助推粤东地区的振兴发展,缩短粤东与珠三角之间的发展距离,推动广东省经济均衡、协调发展。

按照规划,汕汕铁路向东还将连接汕头至漳州铁路,并与杭温、杭台铁路、温福和福厦客专一起,共同构成东南沿海新的高速铁路大能力客运通道。

汕头湾海底隧道位于广东省汕头市,在汕头海湾大桥下游妈屿岛与德洲岛之间下穿汕头湾,隧道全长9781米,是汕汕铁路全线控制性工程。

汕头湾海底隧道平面图

【施工难度】

1.高烈度地震区穿越密集断层破碎带

汕头湾海底隧道在8度地震区穿越17条断层破碎带,其中8条为活动断层,为国内外水下隧道之最。

汕头湾海底隧道断层破碎带分布示意图

2.海域高水压环境

该隧道大部分位于高水压风险区域,最大水压可达0.97兆帕,水在这样的强压力下,可形成高达97米的水柱,创国内水下隧道之最。施工人员需针对这样的水下环境,采用合适的技术手段,确保隧道结构安全、防水可靠、运营成本可控。

3.海域高等级侵蚀性环境

汕头湾海底隧道因长期赋存于高压海水环境中,隧道结构在承受高水压渗透作用的同时,需要适应强侵蚀环境,两者的共同作用导致海底隧道环境更为恶劣。

4.工程地质条件复杂

以盾构段为例,要从淤泥质极软地层进入弱风化花岗岩极硬地层,施工人员形象的将这段隧道的开挖过程比喻为“先切豆腐后磨生铁,软硬夹生”。

汕头湾海底隧道工程地质示意图

海域段困难重重,陆域段也不轻松。外径14.53米的超大直径盾构机在北岸滩头地段同样面临严苛挑战:连续复杂地质环境地层,陆续近距离下穿或毗邻穿越沈海高速、中泰立交桥、高压电塔等沿线建筑设施。

5.施工工法多样

由于隧道建设环境严苛、工程地质及水文地质条件复杂、施工风险高,同时受到工期制约,该隧道在不同段落共采用了6种工法进行施工,工法复杂多样、工序衔接多变。

汕头湾海底隧道施工工法示意图

汕头湾海底隧道在国内外水下隧道、铁路隧道超大直径盾构隧道领域实现了多方面突破,其在地质构造复杂性、海水压力等级设计及施工难度运营标准及风险控制等方面均给建设者带来了挑战。

【思维建模】自然环境对工程建设的影响

【各种交通运输线建设考虑的区位因素】

【交通运输建设的影响】

(1)对社会经济的影响(特别注意:结合试题具体新情景材料看看该交通运输方式建设的直接目的是什么?这是答题的关键和突破口)

①经济意义:

●运输能力提升:合理布局了交通运输网,缓解了原有运输方式的压力;

●促进经济发展(最重要的,一般必答):有利于资源开发和物质输出(如保证××资源开发项目的顺利进行);有利于发挥铁路(或公路、港口等)对经济辐射的作用,成为经济发展的纽带,促进当地经济发展;

●信息交流加强:扩大了当地或沿线经济腹地,扩大城市的服务范围,利于与外界政治、经济、文化等方面的交流;

●带动产业升级:带动工业化和产业结构调整,引发人口流向城市,城市数目增多,城市规模扩大和等级提高,促进沿线城市化水平发展。

●带动相关产业:有利于旅游资源开发,带动相关产业、基础设施的发展。

②政治意义:有利于巩固民族团结;有利于加快贫困地区的脱贫速度;有利于社会稳定。

③战略意义:有利于巩固国防,保卫边疆。

(2)对地理环境的影响:

①不合理的交通线建设,会破坏地表水的分布,导致洪涝灾害的发生。

②山区不合理的交通线建设,会破坏山区地表状况,导致滑坡、泥石流等灾害的发生。

③北极航线的开通对极地地区脆弱的生态环境带来负面影响,如环境污染和生态破坏等。

【地理试题中的隧道】

1.(2020·广西南宁三中高二期中)阅读图文材料,完成下列要求。

材料一:刻赤海峡是连接黑海和亚速海的唯一通道,海峡长41千米,最窄处仅4千米,具有十分重要的战略地位,航运十分繁忙。连接海峡两岸的大桥经历建成、损毁,于2018年5月重建。有关专家曾提出修建海底隧道方案,但因资金不足而搁浅。

材料二:亚速海地区年降水量600~ 800毫米,平均深度只有8米,是世界.上最浅的海,其东北部的塔甘罗格湾处几乎是淡水。亚速海冬季盛行偏北大风,凛冽的极地冷空气不断袭来,掀起汹涛巨浪,景象壮观。

材料三:塞瓦斯托波 尔港地处黑海北岸,港域分布在9个海湾内,周围群山环抱,目前是俄罗斯黑海舰队的驻地,该港距黑海沿岸各国港口最远不超过700千米,战略地位重要。

材料四:刻赤海峡及周边区域示意图(下图)。

(1)简析刻赤海峡多暴风的原因。

(2)简析亚速海东北部塔甘罗格湾几乎是淡水的原因。

(3)说明塞瓦斯托波尔成为军港的区位条件。

(4)对于在刻赤海峡修海底隧道,你是否赞成,请表明态度并说明理由。

参考答案:

(1)黑海冬季盛行偏北大风,亚速海面宽阔,风速大;海峽与北风通道方向一致;狭管效应,风力强劲。

(2)亚速海地区年降水量600-800毫米,降水较多;纬度较高,蒸发弱;深度浅,周边有大量河流注入淡水,稀释作用明显。

(3)南出土耳其海峡可通地中海,北上刻赤海峡可抵亚速海;到黑海各沿岸国家港口的距离都较近,战略地位重要;港域分布在9个海湾内,周围群山环抱,地形隐蔽,避风条件优越,为天然良港。

(4)赞成:刻赤海峡最窄处仅4公里,修海底隧道,工程量较小,工期较短;海底隧道不受海面浮冰及海上恶劣天气影响,畅通无阻;建造隧道期间,海峽正常航行不受影响。不赞成:修建隧道技术难度大;隧道平时的维护成本高;该地局势不稳定,易发生冲突,危及隧道运营安全;修桥梁易于控制刻赤海峡。

2.(2015·天津高三)读图,回答下列问题。

(1)据图描述土耳其的地形特征。

2014年底中土两国政府支持的“土耳其中国工业园”将建成,它包括工业区及住宅服务区,有铁路和公路直通土耳其南部最大港口梅尔辛。

(2)分析我国企业在该工业园区发展的有利条件。

伊斯坦布尔市地跨亚欧两洲,2013年底贯通的马尔马雷海底隧道不仅使铁路直接连通两洲,也有轨道与市内陆铁相接,4分钟就可以穿过海峡。

(3)简述马尔马雷海底隧道修建的意义。

参考答案:

(1)地形以高原为主;地势东高西低。(4分)

(2)基础设施完善;交通条件优越;政策优惠;有产业集聚效应;距欧洲市场近。(至少3点,6分)

(3)缩短了通行时间,提高效益;交通受自然环境影响小,使交通连续性好;促进亚欧经济、文化交流;缓解(伊斯坦布尔)市内交通压力。(至少3点,6分)

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