英法海峽隧道分別在英法兩側海底各設置一個海底鐵路渡線室。採用的是不同的施工方法。英國一側的海底渡線室隧洞，長160m，斷面256m2，主要採用新奧法施工。施工過程中，針對地層位移實施了連續施工監測，採集有關資料，進行資訊化施工。在施工期間，兩台海底鐵路區間隧道盾構於1990年9月通過渡線隧洞，並在次年年底完成隧洞的土木工程。
法國一側的海底渡線室隧洞施工，採用平行導坑法施工。由11個縱向鄰接單元坑道並充填混凝土形成水準樁構成筒形結構。渡線室隧洞於1990年後期開始施工，其土木工程用了15個月竣工。
（一）英國一側海底渡線室施工
英國一側的海峽隧道海底渡線室，是一個獨特的地下結構。該渡線室長160m、高15.4m、跨長21.2m。位於海床下面僅35m，是世界上最大的海底軟土隧洞。
在渡線室隧洞的最初設計階段。曾對許多不同的施工方法進行了調查研究。1988年9月，最終選定了先開挖兩側邊牆坑道、隨後開挖隧拱的新奧法施工設計方案。該設計方案被認為是唯一最經濟的施工方法，能滿足安全、穩定、速度等方面的施工要求。
1.隧道線路軸線調整和地質概況
根據隧洞建設的需要，對海底渡線室範圍內的服務隧道、鐵路區間隧道的線路軸線進行了調整。海底服務隧道從原來的位置迂回到位於鐵路北區間隧道外側北面40m。並低於海底渡線室隧洞7.5m處。兩條鐵路區間隧道在隧洞匯合，它們的中心軸線間距從標準的30m，縮至10.5in。在這個位置上，兩條鐵路區間隧道在開挖剖面上僅留出2.5m岩往。當這三條隧道遠離海底渡線室隧洞之後，它們的線路軸線再回復到原來的標準位置。
隧洞開挖施工，主要在下白堊泥灰岩地層裏進行。白堊泥灰岩地層具備有利於英法海峽隧道工程施工的良好地質條件，見下圖。這個地層幾乎是不透水的，裂隙和節理頻率低。但在岩系段地層裏，其裂隙和節理頻率就高，粘土含量減少。向海床方向，地層的滲透性增大。海床下面，地層風化擴展範圍深達16m。隧洞拱頂上方未風化的覆蓋層約有19m。
白堊泥灰岩地層下麵，有一條厚2m的海綠石泥灰岩薄夾層。該夾層為軟弱砂岩，強度較大，其滲透性比白堊泥灰岩地層更大。海底渡線室隧洞的仰拱，已處在6A層粘土石灰質泥岩範圍內，是一層很硬的粘土，並有一定的膨脹特性。
海底渡線室隧洞，位於這大部分呈向斜且主導定向又呈不連續性的地層範圍內。隧洞基床凡乎是接近水準。所有地層在南面約5km的海床處露頭。
按海底渡線室隧洞的施工程式，第一階段和第二階段是進行兩側邊牆的坑道開挖。一旦每個邊牆坑道施工完成後，隨即進行隧洞仰拱開挖。第三階段是進行隧洞頂拱坑道開挖。第四階段是進行隧洞中間岩柱開挖和臨時噴射混凝土牆的拆除。這個階段的施工完成後，讓兩條海底鐵路區間隧道盾構掘進機通過海底渡線室隧洞。然後，在第五階段進行隧洞中間仰拱施工。並結束隧洞的結構工程。
在莎士比亞峭空工地。長2km的隧道是採用新奧法施工，由此獲得的施工經驗，對白堊泥灰岩地質特性得到很好的瞭解。因而，在隧洞施工初期用於穩定地層所輸入的施工參數，就有可靠的依據。事實表明，在各處不同斷面中實際所採用的支撐方法同原來設計相比，變動甚少。
在隧洞施工期間，由TML國際建築集團隧道工程部的新奧法專家工程師，負責施工開挖和主要支撐的現場管理。這些新奧法專家工程師由奧地利因斯布魯克ILF工程師諮詢顧問公司派遣。現場小組的工程師，每天根據所遇到的地層實際情況，制定施工開挖和支撐措施的詳細修改方案；並且指導施工品質管制。
通過大量的土工試驗和現場施工監測，將實際的地層情況同預計的進行比較，不斷重新審定設計標準。TML國際建築集團隧道工程部同摩特·麥克唐納爾德設計顧問公司，以及同TML國際建築集團ILF工程師顧問公司分部的新奧法專家保持緊密聯繫。確保了主要支撐所需的施工設計要求取得預期效果。
TML國際建築集團隧道工程建設部負責隧道工程管理，包括施工大綱、工法計畫、勞動監理、安全、生產、以及設備和材料的協調。TML國際建築集團的工程師，同隧道工程施工隊之間保持密切的工作關係，他們在現場新奧法專家工程師的指導下，共同參加方案審定，並投入到每天的日常施工實踐中。這些部門之間的工作界限，均由TML集團新奧法施工規劃所確定。在新奧法施工規則中詳細規寧出有關各方的職責。
2.連續施工監測
海底渡線室隧洞採用新奧法施工時，建立了必要的地層情況監控制度和制定了即時澆築支撐襯砌的規則。隨著施工開挖向前推移，按有關規定設立現場量測站。這些現場量測站配備各種土工測試裝置。其中包括延伸儀、測量岩石鋪杆、英特費爾斯聯帶延伸議、格羅特液壓壓力盒、土探延伸儀和萊卡TC1600、GRE4光學測量系統。
在施工現場，設置了200多個儀器儀錶。每天24h由現場工程師從可擕式記錄器上收集120個資料，並傳送到位於莎士比亞峭壁工地上的隧道工程辦公室電腦中心。
這些資料結合施工現場監測。是局部調整支撐方法的基本依據。例如改變岩石傳力杆佈置方式，在應力集中區域增加岩石傳力杆，第二層噴射混凝土襯砌的應用和時間選擇。以及打減壓孔的鑽孔。
隧洞的兩側邊牆坑道開挖期間，利用採集資料所繪出的形變曲線，表明周圍地層情況變動正如所料那樣。水準方向和對角線方向的收斂讀數，顯示了當作業面施工推進後，出現暫態早期穩定，然後周圍地層連續徐徐位移。當它抑拱部分開挖時，地層位移在水準形變（HD（EM）方面很快增大到20mm，在對角線形變（DD）方面增大到35mm，隨後，當隧洞的抑拱閉合後，才完全恢復穩定。
隧道兩側邊牆坑道之間的岩柱，起著有利於連續開挖的作用，允許岩柱牆省去第二層噴射混凝土。收斂主要是由於隧洞外牆的位移結果。僅僅在南面側邊坑道的一個斷面內，設置一些附加宕力活力杆，用來控制地層位移。
邊 牆坑道施工法的一個重要優點，是在整個隧洞頂拱部位開挖之前能探測其地質狀況。在隧洞頂拱坑道開挖期間，為設計監督進行施工監測分析時，必須掌握新奧法關於把岩體作為隧道結構材砌的一個整體部分的工法原理。在設計時考慮機械支撐和岩體自然拱同時承受整個上方覆蓋層的全部荷載。對岩體自然拱的偏移必須仔細監測和控制，如有必要則要提高其承載能刀。
在海底渡線室隧洞的情況下。拱頂支撐設計是採用帕什·芬奈曲線。當頂部沉降值在40mm至50mm之間時，拱頂支撐承受垂直荷載的30％，見下圖。這個資料表明，這個點上的岩體拱承載能力，離滿載利用還相差甚遠。拱頂岩體能夠在接受100mm的沉降和支承覆蓋層90％的荷載時也不會坍塌。
岩體供保持承載能力的儲留量，是拱頂支撐設計的基本特點。能適應施工時任何不可預測的支撐荷載。這是採用兩側邊牆坑道施工方案。而不採用傳統的頂撐和臺階施工方案的一個主要理由。這樣，其岩體拱承載能力的利用可達到較高的程度。在整個拱頂開挖中，現場工程師不間斷監測岩體拱的承載能力儲留量，以便採用最佳支撐方法。
通過下述施工監測。證實了承載能力的儲留值是安全的。拱頂上面土體的實際沉降，穩定在接近預計的沉降量範圍內。
位於下巷道施工入口處的頂部沉降量，在頂拱坑道通過時其值較其他地段的沉降少10mm。由此可以推斷出，與邊牆坑道交會處的下巷道，上方岩體拱已有部分發展，因此當頂拱坑道開挖經過交會處時，引起比較小的沉降。在標準的橫斷面中，其荷載正好處在岩體拱的承載能力範圍內，見圖21。儘管這個承載能力的較大部分，在下巷道入口處上方的頂拱坑道相交處得到利用，但從沉降減少的記錄上看，表明還留有相當承載量的儲備。
當頂拱坑道通過位於拱頂上面5m一個未知的不透水泥灰岩層下面時，又例證了岩體拱承載能力的儲備程度。地層水壓造成沉降增大，而噴射混凝土襯砌的局部裂縫就在隧洞起供水平線的上面。當鑽進泄壓孔、安置附加岩石傳力杆和澆築噴射混凝土時，坑道開挖被迫暫停。岩體供的調整，觸發附加承載能力，並使不透水地層和坑道拱頂之間水準壓力伴隨增大。在一天（1990年7月4日）之間，岩體拱頂部沉降增加36mm，總計達58mm。在實施補救措施期間，頂部沉降數值穩定在63mm。工作面重新施工時，隨後的沉降控制在估計數值的範圍內，見圖22下。
3.中間岩柱剷除
反映隧洞中間岩柱開挖和臨時噴射混凝土牆拆除的土工量測的讀數，比預計的要大。當內拱的支持作用從隧洞外牆移開後，出現附加位移。這種情況很容易通過採取泄壓孔鑽進和在噴射混凝土拱結合部上下安置岩石傳力杆來達到穩定。
中間岩柱開挖期間，隧洞仰拱地面隆起的數值在5至10mm之間。這個數值正好在彈性地層活動範圍內。通過連續的地面測平，最後確認要等到盾構掘進機通過隧洞後，才能對仰拱中央斷面進行混凝土澆搗。
英國一側的海底渡線室隧洞，是從莎士比亞峭壁隧道工地7km外的海底服務隧道拓寬段進行施工。該隧洞完成時盾構掘進機還在後面繼續掘進。英國海底隧道的施工計畫，為拓寬段的最近入口和第一台盾構掘進機到達隧洞之間，提供一個施工期限。在這個施工期限內用以完成隧洞和初期襯砌施工。使兩台盾構掘進機能夠通過，以便在對面端牆的預留洞門再次推進盾構。
海底服務隧道的鑄鐵襯砌段通向隧洞的入口是經由用新奧法施工的長65m拓寬段來解決。這個拓寬段為鐵路側線、出土運輸和噴射混凝土的分批投配提供空間。在拓寬段後面，經過斜坑道，在兩側邊坑道和頂拱坑道處進入隧洞。
出土斜槽直接設置在下巷道，北側邊牆坑道挖出的全部土碴送入工作面平臺下的皮帶輸送機，再送入服務隧道的運土列車。輸送機將噴射混凝土分批送到下巷道內的噴射混凝土集裝設備。這些成批的混凝土由地面運入，再從拓寬段泵送出去。
入口段工程完成後，從下巷道同時對兩側邊牆坑道掘進施工。施工使用兩台福斯特艾爾賓公司的AMT70型坑道挖掘機和兩台波特鑽進裝置、兩台艾姆柯裝卸機和一台挪邁特升降平臺。隧洞仰拱開挖使用另一台小型的韋伯斯特坑道掘進機和一台艾特勒斯1602EK HD型反鏟挖土機。位於下巷道內的混凝土料集裝設備，同時向兩側邊牆坑道工作面輸送噴射混凝土。
頂拱坑道施工的工作面是從施工巷道的上巷道進入。頂拱坑道開挖，使用AMT70型坑道挖掘機。開挖縱斷面的基腳整平，使用小型的韋伯斯特坑道掘進機。而兩側邊牆坑道上的噴射混凝土清理，則由人工來完成，工作時要相當謹慎才能處理好一條接縫。出土被排入到下麵的南側邊牆坑道裏。
噴射混凝土是連續進行，混凝土料是從服務隧道拓寬段分批供料，並由輸送機和管道運送供給。噴射混凝土牆拆除後，用AMT70型坑道挖掘機將中間岩柱剷除。
4.盾構掘進機通過渡線室
兩台盾構掘進機於1990年9月通過海底渡線室隧洞，同年10月隧洞中央仰拱恢復施工，同時，開始進行永久性設施的建設，並在1991年年底完成海底渡線室土木工程。
渡線室隧洞的施工，使英國海底鐵路區間隧道兩台盾構掘進機耽誤了三個星期，才通過隧洞。這兩台由羅賓斯／馬卡海姆聯合公司製造的盾構掘進機在前9個月的施工中，推進極快。要平衡這兩個重大方面的施工速率，是相當困難的。在海底渡線室隧洞的建設中，工程設計和施工人員之間牢固而緊密的合作，為英法海峽隧道新奧法施工應用樹立了典範。
（二）法國一側海底渡線室施工
法國一側海底渡線室隧洞。距法國海岸2.5km，位於海平面下100m。考慮到眾多的制約因素，隧洞設計最後採用了平行導坑施工方法。
法國一側渡線室區域所處的藍色白堊泥灰岩地層特性，與英國一側隧洞所處的地層特性相比，具有明顯的不同。法國一側隧洞所在的藍色白堊泥灰岩地層，厚38m，橫向朝北傾角25°，形成一個深淺不勻的覆蓋層。它與上覆的灰色白堊泥灰岩層相距也不同。
1988年8月，在海面平臺上實施岩心取樣，查明最鄰近施工現場藍色白堊和灰色白堊地層的特性。岩心取樣表明藍色白堊層硬度一般呈堅硬狀態（E值在1800至2300MPa之間變動），岩性指標比預計的高95％，岩體滲透性約10－7m/s，不排除大量地下水湧入的可能。英國一側和法國一側的海底渡線室隧洞，均長170m，內徑大約19m，兩條鐵路區間隧道在此通過。兩條鐵路區間隧道之間的海底服務隧道從原來的位置叉出，並下降到一個低於渡線室隧洞水準的位置。此時海底服務隧道不再妨礙位於同一個水準上的兩條區間隧道鐵路直接相通。
1．工程組織
法國一側的鐵路渡線室區域同服務隧道交會點之間的距離，約有2km．渡線室區域實際上已處在法國一側有限的開挖施工範圍內。法國一側海底渡線室隧洞工程的完成只有等兩條鐵路區間隧道開挖通過海底渡線室並完成以後，隧洞施工才能完成。正因為這個原因，隧洞工程在1990年年底才開始施工。
所有的作業都在海床下面30m深的地層裏進行，上面覆蓋著約18m厚的硬岩地層和約12m厚的風化程度不同的風化灰色白堊地層。
2．地下水的威脅
兩台鐵路區間隧道盾構掘進機進入隧洞時，隧洞工程已經大部分完成。由於盾構掘進機前面的隧孔已經挖出，掘進機是採用開啟式方法通過隧洞。但自然隧孔並不能完全防止地下水的侵入。在藍色白堊地層中不會出現任何特別的切削問題。然而，在上部斷面以及藍色白堊層和灰色白堊層的間層交界面，卻存在著活動性的有承壓水的斷層，使海底隧洞面臨地下水侵人的極其嚴重的風險。
盾構掘進機推進接近法國一側渡線室時，就遭遇到了有承壓水的斷層。湧水量為30～101／s，總靜水壓力在0．9～1MPa之間。
施工安全和防止地下水侵人的監測能力，是隧洞施工設計主要考慮的問題。採取的主要措施包括：對渡線室範圍的地質進行系統的初步勘探：隧拱開挖之前實施必要的處治措施；控制隧拱開挖斷面和開挖時間：建立一個具有5001／s能力的緊急排放系統，維持到隧洞作業結束。
在選定的方案中還決定在隧洞施工建設時。允許三條海底隧道中的任何一條均可首先進入渡線室區域。
3．隧道進度計畫
隧道進度計畫的可變性是不可避免的。三台海底隧道盾構掘進機在通過渡線室區域之前，先要通過12.5km的白堊地層。因而在制訂整個施工進度計畫時，充分考慮到任何意外的險情對計畫可能產生的影響是很重要的。按三台盾構掘進機的施工進度，首先抵達渡線室的是海底服條隧道盾構掘進機。
除此以外，所選定的施工方法必須保證其餘兩條鐵路區間隧道能順利地繼續掘進施工通過該區域，而不致因種種原因在時間上出現延誤或是因其餘兩條區間隧道本身在掘進施工中造成的延誤。
4．渡線室隧洞設計
法國一側的海底渡線室隧洞，是一個包括有11條鄰接單元坑道組成的封閉式拱頂結構。採納這個大膽的設想是考慮到施工安全。這個施工方法要求拱頂和各個縱向坑道以小斷面進行開挖施工。要保持隧供開挖面的尺寸在最小範圍內，而且當隧拱開挖面明露時，需控制在最短作業時間內。
在清除白堊土和排除地下水之前，隧洞拱頂和縱向坑道端頭已全部形成封閉式，在這完整的拱形殼體的保護之下，拆除鐵路區間隧道臨時襯砌後，能進行大面積的充填作業和開挖工作。
由11條單元坑道組成隧拱的隧洞，為筒形結構，在沒有減少隧道橫斷面增況下，能容納兩條鐵路區間隧道。這項結構工程的斷面總計350m2，跨長9.9m。
組成隧洞拱形殼體的11條縱向鄰接坑道施工，採取各個坑道都沿隧洞的整個長度單獨進行開挖，然後進行素混凝土充填作業。充填作業完成後，再進行下一個坑道的開挖。以此迴圈，直至整個隧洞11條坑道拱形殼體全部建成。採用這個施工方法，各個拱形坑道鄰接處的素混凝土殼體厚度達1.7m，底腳拱座厚度達4.2m。
用素混凝土築成的坑道，在較低端隧拱底腳處封閉。素混凝土坑道供體底腳或拱座厚1.6m，中央斷面厚3.2m。混凝土坑道在端頭處呈豎向圓柱體形，避開線路位置，應用大襯壁並配置鋼筋。
為了縮短這項結構工程全部施工工期，同時有兩個或三個隧拱坑道開挖點進行作業，它們之間保持足夠的距離，避免互相干擾。開挖施工的總斷面為350m2。最多時，可同步進行三個小斷面的坑道施工。
所有坑道都是從作業段外面的服務隧道、連接坡道和鐵路區間隧道進入，以滿足盾構通過隧洞時施工完全不受干擾的標準要求。
一條鐵路區間隧道可在拱形坑道殼體施工的任何階段，通過渡線室隧洞。但縱向空隙和岩體裂縫會給盾構掘進機推進和襯砌施工帶來阻礙。為避免這種情形，波線室範圍的拱形鄰接坑道單元應進行混凝土充填，並且要等到盾構掘進機通過渡線室區域後，才可進行新的鄰接坑道單元開挖。
渡線室隧洞施工造成的延誤，常小於一個縱向坑道單元施工的開挖時間，從而在作業段擁擠的情況下能確保鐵路區間隧道不停地向前推進。
5.出土運輸
整個隧洞拱體用混凝土築成後，在混凝土拱形殼體的保護下，隧洞中心部位的開挖就可全速進行。隧洞中心開挖是完全安全的，開挖出土達10000m3。在出土運輸的同時，將鐵路區間隧道的1250塊臨時襯砌管片拆除和運出。拆除和運出作業在鐵路區間隧道內進行。
當混凝土拱形殼體施工結束和隧洞中心挖除時，分階段進行倒拱底盤施工。每條區間隧道均設置岔道和引道，使接之通到下面一段隧道，以便每條區間隧道均有一條線路保持運轉暢通無阻。
海底服務隧道最先通過海底低線室區域，北面鐵路區間隧道和南面鐵路區間隧道也隨後相繼通過。各自錯開的距離分別為2500m和4500m，實現了原來最初的施工方案，即經由服務隧道再進行白堊地層下面的隧洞拱形縱向坑道的開挖施工。北面鐵路區間隧道和南面鐵路區間隧道通過渡線室隧洞後，緩解了用於材料運輸的服務隧道和隧洞進入口的交通。
從眼務隧道內建立起來的下部施工基點上，自下而上開挖兩條傾斜度小於10°的旁側斜巷道，再通過斜巷道打通殼體結構工程各施工段的入口，這兩條斜巷道在殼體結構工程外面的高處相連接。
這種施工安排有利於開挖上坡斜巷道（連接坡道）或開挖成近乎水準（殼體單元平峒斜度0.18°）並使開挖出來的土石方能順重力方向排出。除此以外，萬一遭遇水流湧入，這種安排能將水流向排水泵站集中排出，而不會出現難以排泄的澤潭地區。
這個區段主要用於佈置分式軌線和固定設施，其中包括一個混凝土作業車站。40000m3的岩屑碎土，能在此裝運並通過法國海岸桑加特工地現有的運土設施排出。該區段還佈置包括所有的抽水設施，當所有開挖斷面採用開啟式施工時，抽水設施能提供一個具有為5001/s的排放能力。
用於殼體結構工程的兩個混凝土作業站，設在兩條鐵路區間隧道內，以便來自地面的30000m3。混凝土能順利在此彙集、準備和鋪築。每個單元坑道是採用局部切削法開挖，藍色白堊土具有的磨損能力很輕微，抗阻的程度和狀態完全適合於這種開挖施工法。
每台隧道切削機械裝有一個鑽進臂杆，隨著切削機械的前進，鑽進臂杆能進行探勘作業，同時又能進行錨杆定位。每個單元坑道的開挖出土在1500～2500m3。之間，由皮帶運輸機將出士從切削工作面運出，經由旁側斜巷道送到服務隧道內的固定設施，隨後將出土裝入統一尺寸的裝土箱內，由機車運出。每列車出土運輸能力相當於36m3/h白堊土實方，潛在的運輸能力為48m3／h。每個開挖區段在工作面前都配置一個排氣系統，每條管線都裝有一個排塵系統。整個法國一側海底渡線室區域送入的新鮮空氣總流量為30m3。
6.混凝土澆搗系統
特製的鬥式和鏈式輸送機，將混凝土送到鐵路區間隧道內的固定設備。由於運輸耽誤了幾個小時，在此需要進行重新拌和，然後用泵送到各個開挖施工區段。各個單元坑道進行混凝土澆搗一次連續澆搗量為200m3。每個坑道混凝土需用總量在1500～2500m3。之間。混凝土輸送系統的輸送能力為36m3／h，可同時向兩個開挖施工區段提供混凝土。
法國一側的海底渡線室於1990年後期開始施工。盾構掘進機順利通過後，再進行專用設備的組合和安裝。海底沒線室的土木工程耗時15個月才竣工。
阿樓編譯自《國際隧道與隧道工程》
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