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 ·专题文章· 世界四大海底隧道工程简介 —对台湾海峡通道工程的启示 戚筱俊 ( 清华大学 北京 100084) 1987 年和 1996 年通车的日本青函隧道和英吉利海 峡隧道, 已引起世界各国的关注。 目前许多国家在进行 海峡隧道的研究, 如白令海峡隧道, 直布罗陀海峡隧道, 连接意大利本土和西西里岛的墨西拿海峡隧道, 以及中 国的琼海海峡隧道和渤海海峡隧道 ( 见表 1, 图 1, 2, 3, 4)。 每一项研究都有他们各自不同的需求, 背景和长远 的发展战略。 然而, 这一趋势预示着世界科学技术和经 济实力的发展已经使许多国家具备了建设海峡隧道 可能和获取巨大利益的前景。 中国大陆与台湾之间存在着千丝万缕的联系, 加 沟通, 增进合作, 经济互补, 共同繁荣, 开发海洋, 走向 界是两岸炎黄子孙的共同愿望。台湾海峡是否能有一 海底通道, 以谋求两岸人民的长远利益呢? 这必然引 海内外许多中国人不谋而合的共同思索。 表 1 世界四大海底隧道数据表 (据彭全刚等 1998) 日本青函隧道 英法海峡隧道 丹麦大海峡隧道 香港西区隧道 长度 53. 85km 50. 5km 8. 0km 2. 0km 主隧道 (一条双 线) 全长辅助隧道 主隧道 (两条单 线) 全长辅助隧道 主隧道 (两条单 线) 横通道 两条三车 道隧道 形式、构造 马蹄形 (宽×高) 11. 1m ×9. 1m 15 5. 0m (辅) 25 7. 3m (主) 15 4. 5m (辅) 矩形 高×宽 9. 8×35m ) ( 断面尺寸 25 8. 5m 客货运需求 (3130 万人次?年) 交通流量需求 (75000 车次?日) 建造原因 交通和安全需要 交通流量需求 施工时间 1964- 1988 1986- 1993 1990- 1994 1993- 1997 6890 亿日元 约合 46 亿美元 65 亿港元 约合 8 亿美元 工程造价 150 亿美元 7. 5 亿丹麦克朗 开挖方式 海水深度 钻爆法开挖 140m 预制沉管沉放 TBM 60m 45m (最浅处) 中生代白垩岩 管片防水加固 回填注浆 TBM 70m 11- 23m 埋深 地质条件 100m 第三纪火山岩 15m 第四纪冰渍物 长期大规模 排水系统 0m 软土层 接头止水带 结构自防水 防水方式 注浆为主 注: 表中数据摘自 (1)《隧道译丛》1996, 7, P 45- 56 页; (2)《世界隧道》1995, 3, P 33- 49; (3) 香港沉管隧道资料。 表 1 所列的世界四大海底隧道的基本经验和启示 1. 建筑在海底以下一定深度的隧道, 要求岩石具 有较好的隔水性或防渗性, 如英法海峡隧道就是利用 海底 50m 以下的白垩岩为隔水层, 防渗效果良好。 2. 岩石的可钻性 ( 开凿性) 良好, 以便于现代机械 化 (TBM ) 施工。 如英法海峡隧道大部岩石是中等强度 的白垩岩, 岩石的可钻性很好, 便于机械化施工。 3. 尽量避开沿洞线 ( 轴线) 的断裂构造, 防止海底 施工大量涌水, 海底隧道必须设置完整系统的排水设 施, 如日本的青函隧道建筑在火山岩地区, 地质构造复 杂, 断裂构造发育, 1983 年 11 月施工时曾发生大量涌 水, 涌水量达 43m 3 ?sec, 采用了斜坑排水系统及大扬程 水泵排水, 排除了施工困难。 4. 长距离隧道应设置通风设备, 防止“活塞效应”, 如英法海峡隧道在二条 主 隧 道 之 间, 每 隔 250m 设 置 “压力释放通道”, 解决了施工中及运行中的排风, 降压 问题。 图 1 (a) 青函隧道地理位置图 图 1 ( b) 青函隧道地理位置及剖面图 5. 主隧道附近设置服务隧道及施工超前开挖掘进 隧道。 如英法海峡隧道及日本青函隧道都设置了服务 隧道, 保证了施工安全及速度。 6. 隧道两端进出口, 应选择工程地质条件较好的地段。 7. 尽量利用海岛地形, 在海水较浅的地带可选择 人工岛地形, 适当采用桥梁- - 隧道- - 人工岛组合 方案, 如丹麦大海峡隧道就采用了这种布置。 8. 在海底地形较平坦, 地层较好的条件下, 可选用预 制 钢筋砼沉管式海底隧道。 如香港- - 九龙已建的 3 条海底地铁及公路隧道就是这样修建的。 香港- - 九龙 图 2 ( a) 英吉利海峡隧道平面布置图 图 2 (b ) 英吉利海峡隧道剖面图 海底隧道是在维多利亚海峡 (宽 2km 左右, 最大海水深 度 40m 的条件下) 利用海底沉箱法建成。海底沉箱是在 滨海陆地上, 用钢筋混凝土予制构件 ( 120×35×10m 3 ) 做成沉箱, 两端用钢板活