全世界最長的海底隧道

來源:文萃谷 2.15W


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 世界上最長的海底隧道——英吉利海峽隧道

全世界最長的海底隧道

英法海底隧道(英語:Channel Tunnel,亦稱Chunnel;法語:Le tunnel sous la Manche,拉芒什海峽隧道)是一座50.5公里長的海底鐵路隧道,位於英吉利海峽多佛爾水道下,連接英國的福克斯通和法國加來海峽省的科凱勒(位於法國北部的加來附近)。它的最低點有75米深。該隧道的海底部分,以37.9公里的長度成為世界第一,而相形之下,比海底部分全長23.30公里的日本青函隧道(全長53.85公里,深度240米)更勝一籌。

英法海底隧道承擔着高速旅客列車歐洲之星、滾裝汽車擺渡運輸車歐隧穿梭(Eurotunnel Shuttle)——世界上最大的鐵路車廂——和國際貨運列車的行駛。隧道兩頭分別與法國高速鐵路北線(LGV Nord)和1號高速鐵路(High Speed 1)相接。英吉利海峽海底隧道的簡介

英吉利海峽隧道(TheChannelTunnel)又稱英法海底隧道或歐洲隧道(Eurotunnel),是一條把英國英倫三島連接往歐洲法國的鐵路隧道,於1994年5月6日開通。它由三條長51km的平行隧洞組成,總長度153km,其中海底段的隧洞長度為3×38km,是世界第二長的海底隧道及海底段世界最長的鐵路隧道。兩條鐵路洞襯砌後的直徑為7.6m,開挖洞徑為8.36~8.78m;中間一條後勤服務洞襯砌後的直徑為4.8m,開挖洞徑為5.38~5.77m。

從1986年2月12日法、英兩國簽訂關於隧道連接的坎特布利條約(TreatyofCanterbury)到1994年5月7日正式通車,歷時8年多,耗資約100億英鎊(約150億美元),也是世界上規模最大的利用私人資本建造的工程項目。

隧道橫跨英吉利海峽,使由歐洲往返英國的時間大大縮短。隧道長度50千米,僅次於日本青函隧道。海底長度39千米。單程需35分鐘。通過隧道的火車有長途火車、專載公路貨車的區間火車、載運其他公路車輛(像是大客車、一般汽車、摩托車、自行車)的區間火車。隧道由歐洲隧道技術公司經營,但因為隧道建造費用極高,所以債務沉重。

1994年5月6日,是英國與法國乃至歐洲大陸關係史上一個十分重要的日子。1.1萬名工程技術人員用近七年之久的辛勤勞動,終於把自拿破崙·波拿巴以來將近二百年的夢想變成了現實:滔滔滄海變通途,一條海底隧道把孤懸在大西洋中的英倫三島與歐洲大陸緊密地連接起來,為歐洲交通史寫下了重要的一筆。

歐洲隧道是指橫貫英法之間多佛海峽的海底鐵路隧道,又稱海峽隧道。它西起英國的福克斯通,東到法國的加來,全長50公里,水下長度38公里,為世界最長的海底隧道。

1.這項工程由三條隧道和兩個終點站組成。三條隧道由北向南平行排列,南北兩隧道相距30米,是單線單向的鐵路隧道,隧道直徑為7.6米;中間隧道為輔助隧道,用於上述兩隧道的維修和救 援工作,直徑為4.8米。在輔助隧道的1/3和2/3處,分別為兩運營隧道修建了橫向聯接隧道。當鐵路出現故障時,可把在一側隧道內運行的列車轉入另一隧道繼續運行,而不中斷整個隧道的運營業務。在輔助隧道線上,每隔375米,都有通道與兩主隧道相連,以便維修人員工作和在緊急情況下疏散人員。

隧道啟用後,把倫敦至巴黎的陸上旅行時間縮短了一半,3小時即可到達。從倫敦飛到巴黎,航程一般需要3小時左右。而事先還要訂票,經隧道乘火車,時間一樣,卻省去不少麻煩。據英國鐵路當局估算,每年通過隧道的旅客人數可達1800萬人,貨運可達800萬噸。

歐洲隧道於1987年12月1日正式開工,造價150億美元,原計劃1993年通車,後延遲一年。修建資金主要來源於國際銀行貸款和出售股票,由英法財團承建。歐洲隧道使用的客貨列車,均由2台機車牽引,每台機車功率為7600馬力,平均最高時速為140公里。

在1994年5月6日歐洲隧道的通車典禮上,當時的法國總統密特朗和英國女王伊麗莎白二世在隧道兩端——法國的加來和英國的福克斯通共同主持了盛大的通車剪彩儀式。兩國元首在剪綵典禮上發表了講話。密特朗説,兩個多世紀的理想實現了,他本人和法國人民都為這一工程的實現而感到高興。這一工程將促進歐洲統一建設,英法兩國之間所做的事不會使歐洲其他地方感到無動於衷。伊麗莎白二世女王説,這是第一次英法兩國元首不是乘船,也不是乘飛機來會面的。她希望海底隧道能增加兩國人民間的相互吸引力,希望兩國繼續進行共同的事業。

隧道的開通填補了歐洲鐵路網中短缺的一環,大大方便了歐洲各大城市之間的來往。英、法、比利時三國鐵路部門聯營的‘歐洲之星’(Eurostar)列車車速達300km/h;平均旅行時間,在倫敦與巴黎之間為3個小時,在倫敦和布魯塞爾之間為3小時10分。如果把從市區到機場的時間算在內,乘飛機還不如乘‘歐洲之星’快。歐洲隧道還專門設計了一種運送公路車輛的區間列車,稱‘樂謝拖’(‘LeShuttle’)。各種大小汽車都可以全天候地通過英吉利海峽,從而使歐洲公路網也連成了一體。人們稱譽這項工程“一夢200年海峽變通途。”

  2.地質工作

地質鑽探工作從58年做到87年,重要的鑽孔達94個。淺層勘探在海底以下150m之內,考慮隧道佈置的範圍;深層勘探在海底以下800m之內,主要為評價地震風險提供數據。海底鑽探曾採用大型北海石油鑽機,每個鑽孔平均費用約為50萬英鎊。勘探發現海底有一層泥灰質白堊巖(ChalkMarl),厚度約30m,飽和容重約23KN/m3,抗壓強度6~9MPa,變形模量800~1600MPa,蠕變係數φ=1.5,滲透係數(1~2)×10-7m/s。該巖層抗滲性好,硬度不大,裂隙也較少,易於掘進,隧道線路就佈置在它的下部,距海底25~40m。由於巖層的起伏,而隧道要求一定的運行坡度,所以隧道軸線在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專家們認為,充分的地質資料和正確的判斷,使歐洲隧道找到了理想的巖層。

  3.安全設計

海底隧道的規劃設計把施工和運行安全放在極重要的地位。之所以不採用一條大跨度雙線鐵路共用隧洞,是為了減小海底施工的風險和提高運行、維護的可靠性。在兩條單線鐵路洞之間是後勤服務洞,每間距375m設置直徑為3.3m的橫向通道與兩個主洞連接,連接處有防火撤離門。後勤服務洞的主要功能是在隧道全長範圍內提供正常維護和緊急撤離的通道。在接到命令後,它可在90分鐘內將全部人員從隧道和列車中撤到地面。它還是向主洞提供新鮮空氣的通道,並保持其氣壓始終高於主洞,使主洞中的煙氣在任何情況下都不能侵入後勤服務洞。後勤服務洞在施工期是領先掘進的,這為主洞的掘進提供了詳盡的地質資料,對保證安全施工有重要意義。此外,隧道的運輸、供電、照明、供水、冷卻、排水、通風、通訊、防火等系統都充分考慮了緊急備用的要求。

  4.先進技術

西方傳媒和學術著作都稱歐洲隧道為人類工程史上的一個偉業。這不僅因為它總長踞世界之冠,為它投入了鉅額資金,而且工程量宏大,從歐洲隧道中挖出的土石方計750多萬立方米,相當3座埃及大金字塔的體積;隧道襯砌中用的鋼材,僅法國一邊就相當於3座埃菲爾鐵塔,更重要的是它成功地解決了許多工程技術上的難題。它在技術上的方針是要求可靠、先進。可靠與先進之間不總是統一的,所以它幾乎‘排除了為隧道工程進行專門的創新設計的可能性’,而是‘採取經過試驗的成熟技術’,‘在各個部分精心選取歐美不同國家的標準設計,以確保其高質量和可靠性’。將成熟的先進技術在複雜的工程中成功地加以綜合應用,本身就是一種創造,這樣做大大減小了工程風險。這種技術方針和觀念,在中國對高、新技術的呼聲十分高漲和普遍的情況下是有借鑑意義的。如何在權衡技術的先進性與可靠性以及資金、時間的限制之間,找到一個合適的‘度’,是各種項目決策中值得認真研究的。

  5.技術問題

列車在很長的隧洞中高速行駛時會產生壓差和空氣動力阻抗。特別是歐洲隧道列車的阻塞比(列車與隧道斷面之比)很高,如果沒有卸壓管,列車的驅動力需要增加很多。為此隧道沿線每250m設一個2m直徑的卸壓管,從後勤服務洞的頂上跨過,把兩個鐵路主洞連接起來。在設計階段對卸壓管的作用做了許多模型研究,使其有較好的空氣動力效應,並避免在管中產生氣流衝擊。

鐵路隧道和列車要承受車輛震動的長期反覆荷載。為此鐵道路軌採用了一種稱作‘鬆那飛’(Sonneville)的系統。一系列連續焊接的鐵軌下面設彈性減振裝置,使車輛在軌道上行駛非常平穩。該系統的部件要經過多種性能測試,包括經歷1000萬次荷載週期的疲勞試驗,以確保系統的可靠性。

該隧道還採用一種由鐵路控制中心操縱的‘司機台信號系統’(CabSignal)。這種信號不是在機車外面或軌道旁邊,而是顯示在司機台的屏幕上。一旦司機對信號沒有作出反應,自動列車保護裝置就會使列車減速,直到停止,保證列車安全行駛。

長隧洞掘進時的通風往往是施工中的一個難題。歐洲隧道對空氣循環的途徑和風機的佈置都作了詳細的規劃和研究。不僅設置通風管,而且也利用隧洞本身作為通風通道,使開挖面的風量達到13.5m3/s,符合社會保障與安全組織和地下工程協會規定的通風標準。

  6.掘進機

隧道施工的主要設備是隧道掘進機(TunnelBoringMachines),具有不同的型號、尺寸和性能,出自歐洲、北美和日本的不同廠家。它們從英國海岸的莎士比亞崖和法國海岸的桑潔灘兩個掘進基地開始,分別沿三條隧洞的兩個方向開挖,共有12個開挖面,其中6個面向陸地方向掘進,另6個面向海峽方向掘進。開敞式掘進機適用於透水性較小的地層;封閉式掘進機適用於透水性較強的地層,其掘進頭能承受11bar(1巴=0.9869標準大氣壓)的靜水壓力。最大的一台掘進機直徑8.78m,全長約250m,重達1200T,(合同運行壽命2萬小時),價值超過1000萬英鎊。它能完成掘進、鋼筋砼襯砌塊的安裝、灌漿以及施工軌道敷設等一連串工序,實際就象一條自動化作業線。最高掘進紀錄為428m/周,英國一邊的6台掘進機平均掘進速度為150m/周。整個掘進工作按計劃完成,只用了三年半時間。由於歐洲隧道工程每延誤一天工期,僅貸款利息就要支付約200萬英鎊,因而施工速度至關重要。當工期對經濟效益有重大影響而掘進工作面又受限制的情況下,採用隧道掘進機能發揮很好的作用。

7.一體化在英、法兩國之間穿過海峽建立固定通道的想法,可以追溯到19世紀初的拿破崙一世時代。今天歐洲隧道竣工,儘管在工程技術上取得了重大的成功,然而‘200年來對是否建造英吉利海峽隧道的決策始終不是取決於科技方面,而是取決於圍繞這個計劃的政治環境’。長期以來英國方面反對建設海峽隧道的主要原因是考慮到軍事上的風險,他們希望利用海峽作為抵禦來自歐洲大陸軍事入侵的天然屏障。隨着國際局勢的變化,上述顧慮逐漸消退。後來,英國加入了歐洲共同體,預期會有一個統一的歐洲市場,因而在英國和歐洲大陸之間建立更為方便、快捷的通道成了顯而易見的需求。在1972-1992年的20年間,跨越英吉利海峽的客、貨運交通量實際上增長了1倍。1992年英國與歐洲大陸的貿易佔全部對外貿易的60%。

20世紀70年代以來,建設英吉利海峽隧道的決策主要受到歐洲一體化進程的影響。1987年12月隧道工程得以破土動工,是由於當時英、法兩國政府對歐洲一體化都持比較積極的態度。英國首相、保守黨領袖撒切爾夫人,支持把1975年曾被工黨政府下令停止的隧道工程重新提上議事日程。‘法國總統密特朗則把這項工程視為國家強大的象徵’。這次歐洲隧道得以竣工建成,兩國首腦的推動,排除各種障礙,起了至關重要的作用。。也就在歐洲隧道舉行正式通車儀式的前一年(1993年秋),包括英、法在內的歐共體十二國簽訂了馬斯切克條約,並將歐共體改名為歐洲聯盟(EuropeanUnion)。

從歐盟有關國家政府的觀點來看,還有兩個因素與隧道建設有關:一是運輸政策,即通過建設高速鐵路網,以利於節約能源和保護環境。這將大大擴展海峽隧道的影響範圍和增加它的長期效益。二是地區政策,英、法兩國希望通過隧道帶動海峽兩岸地區的繁榮。。隧道連接地區(TransmanchRegion)已成為一個專門名稱,包括英國的Kent和法國的Nord-PasdeCalais地區;後來把比利時的一些地區也包括進來,稱作歐洲專區(Euroregion)。通過地區性的合作,一個稱作TDP(TransfrontierDevelopmentProgram)的金融發展計劃已經起動。這些‘從政治角度看顯然有重大意義,對歐盟的發展,歐洲單一市場的形成和國際經濟、文化合作交流,都會有重大促進。’但還不大可能對經濟產生直接的重大影響。

實際上近20年來歐洲隧道項目的演變既是歐洲一體化進程的產物,又是它的一個推動力,兩者相輔相成,幾乎是平行發展的。如果有朝一日我們考慮台灣隧道問題時,則也必然要與祖國和和平統一的大業緊密聯繫再一起。

  8.項目特點重視環境

在建造英吉利海峽鐵路隧道的決策中有一個舉足輕重的`影響因素,就是‘歐洲委員會制訂了一個長期的運輸戰略’,即發展電氣化鐵路網以減小汽車對環境的污染。‘歐洲鐵路委員會還提出了2000年歐洲高速鐵路系統的建議’,在這個計劃中歐洲隧道的一端連接英國的各大城市,另一端連接包括法國、比利時、瑞士、荷蘭、西班牙、意大利等國在內的大陸鐵路網。這樣歐洲隧道的影響和效應就大大超出了英吉利海峽兩岸地區的範圍。儘管人們對歐洲高速鐵路系統的計劃能否在2000年實現還存有疑慮,不過這至少説明歐洲的老牌工業化國家在大型基礎設施的規劃和決策中,已把汽車對環境的污染問題放到了一個十分重要的地位。對於剛剛起步準備大力發展汽車工業的中國,在研究決策汽車工業和建設鐵路網的優先次序和投資比例時,也應把環境影響作為一個重要因素考慮進去。

歐洲隧道在建設過程中,終端車站施工儘量避免因開挖附近的土地而影響當地環境。鐵路經過村莊的地段都做了遮檔視線和隔音的屏障,以保護居民生活。車站以及周圍進行了綠化,種上草皮。施工期間有專人對環境進行監測,並由公共關係部門和環保部門共同處理環境問題的投訴,如道路泥濘、塵土、噪音等。車站的建築高度都不超過四層,創造與環境協調的建築風格。英國國家環境研究院甚至還在施工之前對車站附近蝴蝶的數量進行了統計調查,結果證明施工沒有對其數量產生影響。

  9.相關條約1986年2月12日英國首相撒切爾夫人和法國總統密特朗在英國東南部的坎特伯雷大教堂參加了英法兩國海峽隧道條約的簽字儀式,從而正式確認了兩國政府對於建造海峽隧道工程的承諾。

因法國憲法規定總統不能簽署對外條約,當天在條約上簽字的是英國外交大臣傑弗裏·豪和法國對外關係部長羅朗·迪馬。

在簽字儀式上,撒切爾夫人説,這項條約為英法兩國的工業合作寫下了新的篇章,並且對整個歐洲來説也是一個重要的事件。密特朗總統指出,這項條約是兩國人民關係史上的一個重要里程碑。

英國同歐洲大陸的聯繫自古以來主要是通過英吉利海峽進行擺渡。海峽間的運輸極為頻繁。以1984年為例,往返運輸客運為兩千萬人次,貨運達兩千萬噸。這樣繁忙的往來,使人越來越感到解決海峽運輸問題是勢在必行了。

早在1751年,法國學者尼克拉·德馬雷曾寫過一篇《古代英法接壤論》,闡明上古時代英法兩國的國土是連接在一起的。1802年法國工程師馬悌厄曾向拿破崙一世建議修築一條海底隧道直通英國,但被否決了。以後,許多人又接連提出過各種開鑿英法海峽隧道的建議。現代歐洲經濟的發展再次把這一隧道工程迫切地提到人們面前。

1973年11月,英法兩國政府簽訂了關於修建海底隧道的條約,並提出了具體方案。1978年,兩國國營鐵路公司恢復了對開鑿隧道計劃的研究。1984年11月,英國首相撒切爾夫人與法國總統密特朗達成基本協議。1985年5月,兩國政府又邀請各國主要工程公司和銀行財團提出工程計劃草案。

法英領導人選定的方案是英法海峽隧道財團提出的。按照該方案的初步設計,在海峽最窄處的多佛爾—加來之間,於海底40米深處的白堊巖中,開鑿兩條長50餘公里、直徑7.3米的鐵路隧道,其中37公里在海底。一條供巴黎—倫敦的火車通行,另一條供穿梭列車營運,專門載運乘汽車穿越海峽的人員及其車輛。在這兩條主隧道的中軸線當中,再開一條直徑4.5米的服務隧道,每隔375米與主隧道貫通,解決通風和維修等問題。該工程總耗資預計約530億法郎。兩國政府均不提供公共資金,全部利用私人資本建設。

兩國政府同時責成英法海峽財團在15年內提出另修一條固定公路通道的方案。英法海峽財團是由兩國15家公司和銀行組成的。

93年海峽隧道完工後,高速火車通過海峽只需26分鐘。全天營運,高峯時間可每3分鐘開出一列火車,每小時可向兩岸各運載四千輛汽車。兩條隧道每年的客運量為4000萬人次,貨運量1300萬噸。

據統計,1983年海峽的客運量為2400萬人次,貨運量2600萬噸

  10.運營企業歐洲隧道集團GroupeEurotunnelSA(GETSA)

歐洲隧道集團是經過原歐洲隧道公司(英國EurotunnelP.L.C./法國EurotunnelS.A.)通過公開換股計劃重新組建的企業,它代替歐洲隧道公司經營英法海底隧道。由於經營不善、債務繁重,歐洲隧道公司不得不實施破產保護計劃。2007年7月2日,歐洲隧道集團股票在倫敦和巴黎同步上市

  11.隧道火災2008年9月11日,英吉利海峽海底隧道發生火災,在發生火災2天后,於9月13日開始恢復客運服務,但是仍未達到正常水平。

火災造成14人輕微中毒或受傷,隧道內的交通全部中斷,這種情況將一直持續到次日早間,大量旅客滯留在法國和英國的車站。此外,兩輛“歐洲之星”列車在火災發生後返回了起點站,其他列車也被取消。2008年9月13日開始恢復客運服務後,客運列車只能在隧道中一條未受火災影響的軌道上運行,“歐洲之星”列車的班次也因此減少,運行的列車數量大約是正常時期的60%,而貨運服務9月13日凌晨已完全恢復

火災發生在距隧道法國出口5公里的地方,一輛貨車因剎車系統過熱而着火,隨後波及了另外兩輛卡車。事故共造成6人輕微中毒,8人受輕傷。

英吉利海峽海底隧道曾分別在1996年和2006年發生過兩起火災,其中1996年的火災造成交通中斷1個月之久。

英吉利海峽海底隧道橫穿英吉利海峽最窄處,西起英國東南部港口城市多佛附近的福克斯通,東至法國北部港口城市加來,全長50.5公里,其中海底部分長37公里,1994年5月正式通車。整個隧道由兩條直徑為7.6米的火車隧道和一條直徑為4.8米的服務隧道組成。兩條火車隧道之間相距30米,服務隧道平卧其間。火車隧道與服務隧道間每隔375米有一橫向通道,用於隧道維修以及發生事故時緊急疏散乘客。

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