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海底隧道（Submarine tunnel），建造在海底之下供人員及車(chē)輛通行的海洋建筑物。是為了解決橫跨海峽、海灣之間的交通工程。

海底隧道按照隧道所處的地質(zhì)條件可分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道，按深度可分為淺埋隧道和深埋隧道。世界上最長(zhǎng)的海底隧道是英法海底隧道，也是世界第二長(zhǎng)的鐵路隧道，于1987年動(dòng)工，1994年正式通車(chē)。1997年4月30日，中國(guó)香港西區(qū)海底隧道通車(chē)。海底隧道的開(kāi)鑿，使用巨型掘巖鉆機(jī)，從兩端同時(shí)掘進(jìn)。掘巖機(jī)的鏟頭堅(jiān)硬而鋒利，無(wú)堅(jiān)不摧。鉆孔直徑與隧道設(shè)計(jì)直徑相當(dāng)，每掘進(jìn)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(jìn)走向的正確，采用激光導(dǎo)向。在海底地質(zhì)復(fù)雜，無(wú)法這樣掘進(jìn)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。海底隧道是海底全封閉式的交通管道，一般通過(guò)在海底表面放置管道或在海底地層中打洞來(lái)實(shí)現(xiàn)。車(chē)輛行駛其中，只見(jiàn)“水泥洞”不見(jiàn)“海底世界”。

海底隧道作為解決海域兩岸交通阻隔問(wèn)題的有效途徑，具有對(duì)海洋環(huán)境影響小、全天候通行、不影響海域航道等顯著優(yōu)點(diǎn)，是跨越海峽(海灣)的主要方式。

發(fā)展沿革

建設(shè)背景

地球上的大陸被海洋所分割，形成了懸浮在海中的孤島和群島，還有蜿蜒曲折的海岸線。海洋在分割的陸地之間形成了海峽和海灣。人們需要借助船舶來(lái)通過(guò)海峽，風(fēng)大浪高，翻船沉沒(méi)的悲劇經(jīng)常上演。而在沿海地區(qū)，彎曲復(fù)雜的海岸線將直線距離不遠(yuǎn)的兩座城市阻隔，要到達(dá)彼此，需要繞行很遠(yuǎn)的距離。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技發(fā)展，人類(lèi)靠掌握的科學(xué)利器不斷與險(xiǎn)惡的自然環(huán)境做斗爭(zhēng)，海底隧道就是其中的一個(gè)代表。是一種建造在海底橫跨海峽或是海灣的通道，與建設(shè)跨海大橋相比，它不會(huì)妨礙海上船只的通行，不影響生態(tài)環(huán)境，并且通行時(shí)不受天氣情況的影響。

建設(shè)沿革

1751年，法國(guó)地質(zhì)學(xué)家尼古拉?德馬雷提出，在英吉利海峽建一條海底隧道，連通英法海底隧道兩國(guó)。此后200多年間，人類(lèi)不斷探尋方法、研制工具、反復(fù)實(shí)踐，以期實(shí)現(xiàn)海底建路的夢(mèng)想。

1964年，日本青函隧道開(kāi)挖斜坑道，經(jīng)過(guò)24年的施工，于1988年3月13日正式投入運(yùn)營(yíng)。

1994年5月，英吉利海峽隧道（也稱(chēng)英法海底隧道或歐洲隧道，英法海底隧道）開(kāi)通，隧道連接英國(guó)與歐洲大陸，主要采用掘進(jìn)機(jī)法修建。

2005年4月30日，中國(guó)大陸首條大斷面海底隧道廈門(mén)翔安隧道正式動(dòng)工，2009年11月5日全線貫通，2010年4月26日建成通車(chē)。翔安隧道不僅是中國(guó)大陸第一條自主完成勘探、設(shè)計(jì)、施工的海底隧道，還是當(dāng)今世界上最大斷面的鉆爆法海底公路隧道工程。

2017年1月，釜山廣域市市計(jì)劃對(duì)修建韓日海底隧道進(jìn)行初步的可行性研究。研究從當(dāng)年3月開(kāi)始，預(yù)計(jì)持續(xù)一年，研究經(jīng)費(fèi)約1億韓元（約合58.6萬(wàn)元人民幣）。早在日本殖民朝鮮半島時(shí)代，就出現(xiàn)過(guò)建設(shè)韓日海底隧道構(gòu)想。1920年，當(dāng)時(shí)日本陸軍參謀總部打算建設(shè)“對(duì)馬隧道”，連通對(duì)馬島與朝鮮半島，日本原打算將其作為進(jìn)出亞洲大陸的通道，但最終未能落實(shí)。

2023年12月，青島市膠州灣第二海底隧道建設(shè)正式進(jìn)入了新階段，第二海底隧道青島端盾構(gòu)始發(fā)。膠州灣第二海底隧道工程連接青島主城區(qū)與西海岸新區(qū)，是聯(lián)系膠州灣兩岸東西藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要快速貨運(yùn)及客運(yùn)通道，工程主線全長(zhǎng)17476米，其中主隧道長(zhǎng)14376米，采用雙向六車(chē)道主隧道加中間服務(wù)隧道的布置方式，是世界隧道建設(shè)史上海底隧道建設(shè)規(guī)模最大、海底公路隧道長(zhǎng)度最長(zhǎng)的超級(jí)工程。

2024年5月16日上午，甬舟鐵路全線控制性工程——金塘海底隧道（世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道）從浙江寧波和舟山市兩側(cè)同步啟動(dòng)相向盾構(gòu)掘進(jìn)。該隧道穿越寧波與舟山之間的金塘水道，西起寧波市北侖區(qū)，東至舟山市金塘鎮(zhèn)。金塘海底隧道計(jì)劃于2026年底實(shí)現(xiàn)貫通，甬舟鐵路計(jì)劃于2028年具備通車(chē)條件。

建筑結(jié)構(gòu)

海底隧道大可分為海底段、海岸段和引道三部分，其中海底段是主要部分，埋置在海床底下，兩端與海岸連接，再經(jīng)過(guò)引道，與地面線路接通。通常來(lái)說(shuō)建造海底隧道還要同時(shí)在兩岸設(shè)置豎井，安裝通風(fēng)、排水、供電等設(shè)備。

建筑分類(lèi)

海底隧道按照隧道所處的地質(zhì)條件可分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道；按照隧道的長(zhǎng)度可分為短隧道、中長(zhǎng)隧道、長(zhǎng)隧道和特長(zhǎng)隧道；按照國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標(biāo)準(zhǔn)可分為極小斷面隧道(2~3m2)、小斷面隧道(3~ 10m2)、中等斷面隧道(10 ~ 50m2)、大斷面隧道(50~ 100m2)和特大斷面隧道(大于100m2 )。按照隧道埋置的深度可分為淺埋隧道和深埋隧道。按照隧道的功能用途看分為公路隧道、鐵路隧道、公路鐵路兩用隧道、供水隧道等。

建設(shè)方式

海底隧道的主要施工工法有鉆爆法、盾構(gòu)法、沉管法和掘進(jìn)機(jī)法，常用工法為盾構(gòu)法與沉管法。此外，水中懸浮隧道處于研究階段，還沒(méi)有成功實(shí)例。

海底隧道建設(shè)條件復(fù)雜，根據(jù)隧道的建設(shè)條件選擇最為經(jīng)濟(jì)合理的建設(shè)方案進(jìn)而開(kāi)展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是海底隧道順利實(shí)施的先決條件。海底隧道建設(shè)方案的選擇，應(yīng)綜合考慮隧道使用功能、沿線工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、海底地形、周邊環(huán)境以及對(duì)航道的影響等方面確定。

鉆爆法

與山嶺隧道相比，海底隧道的鉆爆法修建技術(shù)具有其顯著的特殊性，對(duì)地質(zhì)條件絕對(duì)依賴(lài)且精準(zhǔn)勘測(cè)極其困難、排水量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格且可控性差等難點(diǎn)。用鉆眼爆破方法開(kāi)挖斷面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用鉆爆法施工時(shí)，將整個(gè)斷面分部開(kāi)挖至設(shè)計(jì)輪廓，并隨之修筑襯砌。

掘進(jìn)機(jī)法

是挖掘隧道、巷道及其他地下空間的一種方法。簡(jiǎn)稱(chēng)TBM（tunnel boring machine）法，是用特制的大型切削設(shè)備，將巖石剪切擠壓破碎，然后通過(guò)配套的運(yùn)輸設(shè)備將礫石運(yùn)出。連接英國(guó)及法國(guó)的英法海峽隧道就是采用該法開(kāi)挖。

盾構(gòu)法

綜述

盾構(gòu)法是修建海底（水底）隧道的一種重要施工方法，在軟土地層中具有較大優(yōu)勢(shì)。在盾構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)、氣候等條件的影響，能較經(jīng)濟(jì)合理地保證隧道安全施工。盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、襯砌、拼裝等可實(shí)行自動(dòng)化、智能化和施工遠(yuǎn)程控制信息化，掘進(jìn)速度較快，施工勞動(dòng)強(qiáng)度較低。

優(yōu)缺點(diǎn)

采用盾構(gòu)法施工，周?chē)h(huán)境不受盾構(gòu)施工干擾，對(duì)通航基本無(wú)影響，地面人文自然景觀可受到良好的保護(hù)。但盾構(gòu)機(jī)械造價(jià)較昂貴，隧道的襯砌、運(yùn)輸、拼裝、機(jī)械安裝等工藝較復(fù)雜；需要設(shè)備制造、氣壓設(shè)備供應(yīng)、襯砌管片預(yù)制、襯砌結(jié)構(gòu)防水及堵漏、施工測(cè)量、場(chǎng)地布置、盾構(gòu)轉(zhuǎn)移等施工技術(shù)的配合，系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)難；對(duì)隧道曲線半徑過(guò)小或隧道埋深較淺時(shí)，施工難度較大。

沉管法

綜述

沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法，具體為在海岸邊的干塢里或在大型船臺(tái)上將海底隧道管節(jié)預(yù)制好，再浮拖至設(shè)計(jì)位置沉放對(duì)接而后溝通成隧道。沉管隧道一般由敞開(kāi)段、暗埋段、沉埋段等部分組成，部分工程在沉埋段兩端設(shè)置岸邊豎井，供通風(fēng)、供電、排水等使用。

優(yōu)缺點(diǎn)

沉管由于受到水浮力的作用，作用于地基的荷載較小，因而對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求較低，對(duì)各種地質(zhì)條件的適應(yīng)能力較強(qiáng)。沉管隧道的斷面適應(yīng)性最好，斷面越大，沉管的優(yōu)勢(shì)越明顯。此外，沉管隧道可根據(jù)需要改變斷面，且斷面利用率較高。不足主要體現(xiàn)在基槽開(kāi)挖的土方量大，相應(yīng)的回填量也較大；主體結(jié)構(gòu)的工量較大，且對(duì)潮差和水流速的要求較高。此外，沉管隧道在浮運(yùn)、沉放、對(duì)接階段將對(duì)航道產(chǎn)生一定影響，需要采取封航措施才能保證施工的順利進(jìn)行。

代表建筑

英吉利海峽隧道

英吉利海峽隧道（也稱(chēng)英法海底隧道或歐洲隧道，英法海底隧道），該隧道連接英國(guó)與歐洲大陸，主要采用掘進(jìn)機(jī)法修建，于1994年5月開(kāi)通。它由2條長(zhǎng)51千米的平行隧洞組成，其中海底段長(zhǎng)度38千米，最小覆層厚度40米，是當(dāng)時(shí)世界上最長(zhǎng)的海底隧道。兩條鐵路洞襯砌后的直徑為7.6米，中間后勤服務(wù)洞襯砌后的直徑為4.8米。通過(guò)隧道的火車(chē)有長(zhǎng)途火車(chē)、專(zhuān)載公路貨車(chē)的區(qū)間火車(chē)、載運(yùn)其他公路車(chē)輛的區(qū)間火車(chē)，隧道由英、法兩國(guó)共同決策建設(shè)。

青函海底隧道

日本的青函海底隧道，全長(zhǎng)為53.86公里，其中海底部分為23.3公里，是一條雙線鐵路隧道。它穿過(guò)津輕海峽，把日本本州島的青森縣和北海道的函館市連接起來(lái)。青函海底隧道1964年開(kāi)挖斜坑道，經(jīng)過(guò)24年的施工，于1988年3月13日正式投入運(yùn)營(yíng)。

膠州灣海底隧道

青島市膠州灣海底隧道，又稱(chēng)青島膠州灣海底隧道，位于中國(guó)山東半島南部，全長(zhǎng)7800米，其中路域段3850米，海底段3950米。該隧道位于膠州灣灣口，連接青島和黃島區(qū)兩地，雙向6車(chē)道，2010年4月28日全線貫通。

呂菲爾克隧道

挪威呂菲爾克隧道是世界上最長(zhǎng)的海底公路隧道，克隧道最深處位于海平面以下290米，隧道截面為4.6米x8.5米的馬蹄形截面，并在部分區(qū)域加寬截面，以增設(shè)緊急車(chē)道與隧道養(yǎng)護(hù)工作空間。隧道建設(shè)始于2014年8月，采用鉆爆法挖掘隧道，并應(yīng)用連續(xù)式輸送機(jī)從長(zhǎng)距離鉆爆法導(dǎo)坑中排渣，經(jīng)由破碎機(jī)，以300t/h的速度運(yùn)送渣土。該隧道橫截面積62米2的工作面開(kāi)挖的同時(shí)，長(zhǎng)12米至30米，間隔250米的聯(lián)絡(luò)通道也在同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，并同步進(jìn)行噴射混凝土襯砌與機(jī)電安裝工作。