如何防止海底沉管隧道漏水？第1页

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沉管隧道一般是由一节节的钢筋混凝土管子拼接起来的，以港珠澳大桥海底隧道为例，它先把8个22.5m长的小段（称之为“节段”）拼接成180m的大段（称之为“管节”），在工厂把一个管节中的8个节段用预应力钢筋串起来形成一个整体，再拖到海面上预定的沉放位置让它沉下去。最终三十多个管节在海底连成一个整体。

在复杂荷载的作用下，有三种情况最有可能导致隧道漏水，需要做好防范：

一是防止混凝土开裂

每个节段都是钢筋混凝土做的大家伙。对石头或者混凝土这种脆性材料有所了解的人都知道，这些材料抗拉性能比较差、受力状态下容易开裂，民用建筑中的混凝土结构都是允许带裂缝工作的，比如桥底下一般都布满了裂缝，混凝土裂了钢筋才能发挥出最大的作用。

在山里面打隧道，挖洞之后做支护和衬砌，支护结构和衬砌也是会带裂缝工作的，所以隧道的漏水也不可避免。做山洞里的隧道，大家有一个共识：漏就漏呗。海底隧道周围的水压有时候还不一定有围岩里打的隧道水压大呢。

但是，港珠澳这类精益求精的百年工程，是不允许出现这种情况的。因为如果开裂了漏水了，漏进来的是海水啊！海水含盐量高，如果漏了，钢筋锈蚀就比较快……画面太美……

为了防止隧道开裂，就需要做好品控。设计中，要求各种荷载组合下隧道结构混凝土的最大拉力不能超过混凝土的抗拉强度；选材上，混凝土也是专门配制的混凝土；施工中，更要严格控制施工质量。

隧道的结构编号和美剧正好是反的，美剧第二季第三集叫S2E3，而隧道中第二个管节第三个节段叫E2S3。一个管节的8个节段大概长这样，八个节段分别是S1~S8：

这个S1~S8之间可是硬碰硬地接触的，受弯后就会张开，一张开不就漏水了么。（参见我的另一个回答石拱怎样承受荷载产生的弯矩？ - 知乎用户的回答 - 知乎）这个的解决方案是：在两个节段硬碰硬的地方垫上一层橡胶，这一层我们称其为“止水带”。

不过，光有止水带是不行的。医生给人打绷带，并不是把绷带松松地缠起来，而是紧紧地裹起来。要给力！

像下图一样，我们用很多预应力钢筋把这八个节段串起来，然后把钢筋张拉得很紧，这样相邻两个节段就挤呀挤呀挤在了一起。两个之间的橡胶也就压得很紧了。

如果你仔细观察上图的话，会发现，右侧的管节上有凸起♂，插入了左侧管节的凹槽。嗯，凸起的地方还被橡胶包起来了，你们不要乱想。在之后的各种折腾中，节段之间的力会发生变化，但始终能保证止水带所在位置的变形符合要求。

节段组成管节，管节组合到一起才形成整个隧道。最重要的还是管节和管节之间的接触面（重点关注对象）。管节和管节接触的地方使用了一种更大的橡胶止水带：Gina止水带。

这个橡胶比较大，压缩后变形也很大，大概长这样：

娘口三三镇楼——

嗯，下面这是设计图：

要让它止水，唯一的要求就是：压紧压紧再压紧。

但我们没法用好几公里的钢筋把整个隧道串起来啊！不过工程师的智慧是无穷的，有这么一种大魔王级别的技术，可以帮我们把隧道死死地压住。

这个技术叫“水力压接”，我画一张示意图啊：

对接前，新来的管节两侧都有水压力；对接后，抽掉中间的水，新来的管节就被牢牢地压住了！

我们不能不感叹大自然的鬼斧神工。

当然，隧道全线贯通后，最后两个管节合龙，就不只是水力压接这么简单了。这个我就不多介绍喽……