伶仃洋是典型的弱洋流海域,如果桥墩及人工岛的阻水率超过10%,就会引起灾难性的后果,而这也是港珠澳大桥的中间段采用海底隧道方案的原因之一。港珠澳大桥海底沉管隧道全长约6.7公里,是迄今为止世界最长、埋入海底最深、单个沉管体量最大、使用寿命最长、隧道车道最多、综合技术难度最高的沉管隧道。隧道由33节预制沉管以及一个长约12米重达6500吨的“最终接头”拼接而成,该隧道与东西两个人工岛一起,被称为港珠澳大桥核心控制性工程,也被称为交通工程中的珠穆朗玛峰。最深处位于48米深的海底,沉管隧道下方是软土地基,软土层厚度从30~50 m 变化不等。
(1)根据材料并结合所学知识,分析沉管隧道工程建设需防范的问题。
(2)分析港珠澳大桥的中间段采用海底沉管隧道方案的原因。
答案:(1)所在地区湿度大,每年的潮湿季节,即回南天,隧道内壁及路面处于持续潮湿状态,影响行车安全;隧道管节接头较多,需防范随着温度的升高与降低,管节结构发生膨胀与收缩,从而产生隧道漏水情况;沉管隧道下方是软土地基,软土层厚度差异较大,可能存在管节接头部位发生差异沉降而产生裂缝;港珠澳大桥隧道是深埋沉管隧道,施工与运营期间存在基床回淤现象,应注意覆土荷载对隧道施工及运营的影响。
(2)位于伶仃洋的主航道,又临近香港国际机场,可保障海空航线运行;伶仃洋为弱洋流海域,如桥墩的阻水率过高,会致使大量泥沙沉积,影响航运,故采用海底沉管隧道方案。