国际隧协指南已发布！水下悬浮隧道离我们还有多远？

小编语

在今年5月举办的WTC2023世界隧道大会上，国际隧协工作组发布了最新的《水下悬浮隧道指南》(Guide to Submerged Floating Tunnels)，再次让水下悬浮隧道这一概念进入到了大众的视野之中。本期，小编就带大家一起了解下水下悬浮隧道和这项技术近年来的最新发展吧！

技术背景

与一般的海底隧道不同，悬浮隧道不埋置在海床底下，而是通过自身重力、浮力和锚固悬浮在水中。      

     

相较于传统的水下隧道，水下悬浮隧道的优势在于：它不受跨度和水深的限制，可以跨越人类现有工程方案难以跨越的位置。并且在技术成熟后，水下悬浮隧道无论是建造还是拆除都会比传统的水下隧道更便利、更经济。      

     

水下悬浮隧道设想图

在极深水下环境中，建造传统的桥梁或隧道在技术上来说是几乎不可能的。这种情况下，水下悬浮隧道可以说是唯一的解决方案。      

     

不同的跨海结构

（1）吊桥 （2）水下浮动隧道

（3）沉管隧道 （4）海底隧道

水下悬浮隧道的特点使得它们 适合在被陡峭山脉包围的深峡湾或者深而狭窄的海峡中 运用。而想要在这些地方建造桥梁或传统隧道都是非常困难的。      

     

水下浮动隧道的两种设计概念

     

技术细节

水下悬浮隧道的核心结构分为以下三个方面：
? 管节；
? 锚固方式；
? 连接点。

■ 水下悬浮隧道的管节

水下浮动隧道的管节在建造和施工方面类似沉管管节，但悬浮隧道的管节在设计过程中需要考虑更多因素，其中包括浮重比、流阻性能等。

       

水下悬浮隧道的管节

目前，世界各国的实验室依旧在进行各类模拟实验，以探寻最佳的水下浮动隧道的管节设计参数。          
       

■ 水下悬浮隧道的锚固方式

目前被认为具有可行性的水下悬浮隧道锚固方式有四种类型，各有优劣。

?浮筒固定

       

使用浮筒固定，可以排除深度的影响，但浮筒固定易受风、波浪、水流和水面船只影响，安全性存在问题。所以在设计应确保即使失去一座浮筒，整个隧道结构也能维持稳定。

?水底立柱支撑

       

水底立柱支撑是最稳定的隧道固定方案，但这种方案本质上是一座“水下桥”，很难在水深的地方应用。

       

?系绳固定

       

系绳固定类似于船只下锚，是一个较为安全和稳定的固定方案，但是系绳固定依旧受水深影响。

       

?无固定

       

除了与陆地的连接处外，这条隧道没有任何其他固定，完全依靠浮力支撑。显然，这是一种不受深度但严重受长度限制的方案，至于是否真的有可行性，只能等待进一步的研究。          
       

■ 连接点

水下浮动隧道的水中部分与陆地部分的连接处是一个需要特别注意的位置，这个连接点需要将隧道的水中部分与路上部分连接起来，同时还要能够防水。这对设计和材料应用提出了很高的要求。

       

水下悬浮隧道

困难与风险

水下悬浮隧道的概念最早在1886就被提出。但时至今日，仍然没有一条真正的水下悬浮隧道建成。

       

挪威公路交通局曾经在计划在比约纳峡湾 建造世界第一条水下悬浮隧道，但该项目最终放弃了悬浮隧道计划，改为使用浮桥。        

       

比约纳峡湾最终还是选择了浮桥方案

时至今日，水下悬浮隧道仍然存在许多技术上的困难：长跨度下悬浮结构的机理、深水环境下悬浮隧道结构的承载力特性、恶劣海况下结构支撑系统稳定性等问题都有待进一步探索，而建造隧道所需的高韧性高强度也还在开发的过程之中。

       

大型水下悬浮隧道的设想

此外，水下悬浮隧道在面对各类意外时的承受能力也需要进一步的实验，潜艇、拖网渔船、沉没中的船只都可能对隧道结构造成严重的破坏，如何应对这项问题还需进一步的研究和探索。

       

结 语

随着比约纳峡湾放弃水下悬浮隧道方案，我们可能在短时间内很难看到一条真正的水下悬浮隧道了。但小编相信，随着材料技术的不断发展，水下悬浮隧道投入使用只是时间问题！

内容整理自网络

供稿 、编辑 &  排版 ：郭德元

校对：Jacob

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