布倫諾爾父子發明了盾構施工法后才終于把隧道建成。所謂盾構是一個活動罩架,支撐隧道工作面及其背后的泥土。工人向前挖空幾尺,然后用千斤頂把盾構向前推,頂住新的工作面。盾構后露出的一段隧道則用磚砌面,這樣,一直進行到隧道建成為止。
隧道的砌面一直砌到盾構,唯一可能漏水的地方是隧道工作面,至少理論上如此。盾構經過特別設計,是不透水的,能防止水涌入;不過,實際上仍發生過死亡事故。
1908年,工程人員首次建造勒希柏格隧道,試圖從坎德河下穿過瑞士阿爾卑斯山脈,結果釀成慘劇。地質學家預計,隧道將穿過安穩的基巖,豈料隧道頂在接近工作面的地方塌了下來,隧道很快塞滿泥土和水,死了25人。后來隧道路線改在上游處才建成,結果證明那里的基巖較為穩固。
在水面下修建隧道仍是最危險最困難的工程。困難在很大程度上取決于土壤的性質。就英吉利海峽隧道來說,靠近英國一端土壤不透水,只有水滴滲入;然而在靠近法國一端,工程師得設法應付海水的壓力。
為了減少水淹的危險,可采用多種辦法。一種方法是在隧道中充滿壓縮空氣來阻擋水流,直到建好砌面為止。只要隧道內的氣壓等于外面的水壓,就不會有水流入,其作用像潛水鐘一樣。此法在19世紀曾用于建造許多隧道,但是有一些缺點,例如需要一個大型壓縮機和備用設備,以保證不致降低氣壓,而且工人從隧道出來,必須逐漸減壓,才能進入正常的大氣壓下,否則會患上減壓病。
在3個大氣壓下,工人每天只能工作1小時,而且必須在減壓室中待上6小時。工具和挖出的泥土必須通過一個復雜的氣閘室系統進出隧道。
工程師都盡量避免采用高壓法來建造隧道,寧愿采用其他方法。在挖掘前,向隧道前頭的土壤注入水泥狀化合物,以增加強度,稱為灌漿。灌漿能填滿和密封微小裂隙,使土壤不易滲水。
現代挖掘隧道最有用工具是隧道全斷面掘進機。這是一種大型機器,不僅能挖掘土壤,而且能像盾構一樣保護工人。全斷面掘進機還可拖著起重臂,舉起沉重的預制混凝土塊,如今許多隧道都用這種預制塊砌面。
