世界首座海洋觀測網(wǎng)體系_加拿大_海王星_海底觀測技術(shù)

1、專題文章世界四大海底隧道工程簡介對臺灣海峽通道工程的啟示戚筱俊( 清華大學(xué) 北京 100084)1987 年和 1996 年通車的日本青函隧道和英吉利海峽隧道, 已引起世界各國的關(guān)注。 目前許多國家在進(jìn)行 海峽隧道的研究, 如白令海峽隧道, 直布羅陀海峽隧道, 連接意大利本土和西西里島的墨西拿海峽隧道, 以及中 國的瓊海海峽隧道和渤海海峽隧道 ( 見表 1, 圖 1, 2, 3,4)。 每一項研究都有他們各自不同的需求, 背景和長遠(yuǎn) 的發(fā)展戰(zhàn)略。 然而, 這一趨勢預(yù)示著世界科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實力的發(fā)展已經(jīng)使許多國家具備了建設(shè)海峽隧道可能和獲取巨大利益的前景。 中國大陸與臺灣之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系

2、, 加溝通, 增進(jìn)合作, 經(jīng)濟(jì)互補(bǔ), 共同繁榮, 開發(fā)海洋, 走向 界是兩岸炎黃子孫的共同愿望。臺灣海峽是否能有一 海底通道, 以謀求兩岸人民的長遠(yuǎn)利益呢? 這必然引 海內(nèi)外許多中國人不謀而合的共同思索。表 1 世界四大海底隧道數(shù)據(jù)表 (據(jù)彭全剛等 1998)日本青函隧道英法海峽隧道丹麥大海峽隧道香港西區(qū)隧道長度53. 85km50. 5km8. 0km2. 0km主隧道 (一條雙線) 全長輔助隧道主隧道 (兩條單線) 全長輔助隧道主隧道 (兩條單線) 橫通道兩條三車道隧道形式、構(gòu)造馬蹄形 (寬高)11. 1m 9. 1m15 5. 0m (輔)25 7. 3m (主)15 4. 5m (輔)

3、矩形 高寬9. 835m )(斷面尺寸25 8. 5m客貨運(yùn)需求(3130 萬人次年)交通流量需求(75000 車次日)建造原因交通和安全需要交通流量需求施工時間1964- 19881986- 19931990- 19941993- 19976890 億日元約合 46 億美元65 億港元約合 8 億美元工程造價150 億美元7. 5 億丹麥克朗開挖方式海水深度鉆爆法開挖140m預(yù)制沉管沉放TBM60m45m (最淺處) 中生代白堊巖 管片防水加固回填注漿TBM70m11-23m埋深地質(zhì)條件100m第三紀(jì)火山巖15m第四紀(jì)冰漬物 長期大規(guī)模排水系統(tǒng)0m軟土層 接頭止水帶結(jié)構(gòu)自防水防水方式注漿為主

4、注: 表中數(shù)據(jù)摘自 (1)隧道譯叢1996, 7, P 45- 56 頁; (2)世界隧道1995, 3, P 33- 49; (3) 香港沉管隧道資料。表 1 所列的世界四大海底隧道的基本經(jīng)驗和啟示1. 建筑在海底以下一定深度的隧道, 要求巖石具 有較好的隔水性或防滲性, 如英法海峽隧道就是利用 海底 50m 以下的白堊巖為隔水層, 防滲效果良好。2. 巖石的可鉆性 ( 開鑿性) 良好, 以便于現(xiàn)代機(jī)械 化 (TBM ) 施工。 如英法海峽隧道大部巖石是中等強(qiáng)度的白堊巖, 巖石的可鉆性很好, 便于機(jī)械化施工。3. 盡量避開沿洞線 ( 軸線) 的斷裂構(gòu)造, 防止海底 施工大量涌水, 海底隧道必

5、須設(shè)置完整系統(tǒng)的排水設(shè) 施, 如日本的青函隧道建筑在火山巖地區(qū), 地質(zhì)構(gòu)造復(fù) 雜, 斷裂構(gòu)造發(fā)育, 1983 年 11 月施工時曾發(fā)生大量涌 水, 涌水量達(dá) 43m 3 sec, 采用了斜坑排水系統(tǒng)及大揚(yáng)程 水泵排水, 排除了施工困難。4. 長距離隧道應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)備, 防止“活塞效應(yīng)”, 如英法海峽隧道在二條 主 隧 道 之 間, 每 隔 250m 設(shè) 置 “壓力釋放通道”, 解決了施工中及運(yùn)行中的排風(fēng), 降壓 問題。圖 1 (a) 青函隧道地理位置圖圖 1 ( b) 青函隧道地理位置及剖面圖5. 主隧道附近設(shè)置服務(wù)隧道及施工超前開挖掘進(jìn)隧道。 如英法海峽隧道及日本青函隧道都設(shè)置了服務(wù) 隧道,

6、 保證了施工安全及速度。6. 隧道兩端進(jìn)出口, 應(yīng)選擇工程地質(zhì)條件較好的地段。7. 盡量利用海島地形, 在海水較淺的地帶可選擇 人工島地形, 適當(dāng)采用橋梁- - 隧道- - 人工島組合 方案, 如丹麥大海峽隧道就采用了這種布置。8. 在海底地形較平坦, 地層較好的條件下, 可選用預(yù) 制 鋼筋砼沉管式海底隧道。 如香港- - 九龍已建的 3 條海底地鐵及公路隧道就是這樣修建的。 香港- - 九龍圖 2 ( a) 英吉利海峽隧道平面布置圖圖 2 (b ) 英吉利海峽隧道剖面圖海底隧道是在維多利亞海峽 (寬 2km 左右, 最大海水深 度 40m 的條件下) 利用海底沉箱法建成。海底沉箱是在 濱海陸

7、地上, 用鋼筋混凝土予制構(gòu)件 ( 1203510m 3 )做成沉箱, 兩端用鋼板活動門止水, 利用潮汐水位差,分段拖拉至海面隧道線上, 沉入海底連接而成, 當(dāng)然海 底預(yù)先需做清理整治基礎(chǔ)工作, 隧道頂部及兩側(cè)可填 筑覆蓋層壓重保護(hù)?？傊? 在不同的地形、地質(zhì)條件下, 應(yīng)因地制宜, 采取不同的線路設(shè)計, 及施工方案。圖 3 ( a) 丹麥大海峽隧道地理位置圖圖 3 (b ) 丹麥大海峽隧道剖面圖圖 4 ( b) 香港西區(qū)沉管隧道剖面圖( 下轉(zhuǎn)第 9 頁圖 4 ( a) 香港西區(qū)沉管隧道平面位置圖間, 打樁機(jī)每臺班至少可打 7 8 根。比鉆孔灌注樁的工效大大提高。3. 7 缺點(1) 管樁屬擠土樁

8、, 若管內(nèi)進(jìn)土較少時, 其擠土效應(yīng) 須加以考慮, 特別工地附加有大量市政管道時, 在試樁 時對樁的擠土可加以測試以制定相應(yīng)措施。一般可采用防擠溝, 及溝內(nèi)取土, 并安排好打樁次序。( 2) 在有軟弱下臥層的“上硬下軟”的土質(zhì)中, 若于 “上硬”部分發(fā)生沉樁困難, 則較為麻煩, 一般采用管內(nèi) 鉆孔取土, 再沉樁的方式。4 幾點看法4. 1 預(yù)應(yīng)力管樁的價格, 沉樁費用的組成需補(bǔ)充定額,以便工程造價有章可依。4. 2 各廠家生產(chǎn)的管樁其管徑及壁厚不統(tǒng)一, 產(chǎn)品質(zhì) 量的技術(shù)參數(shù)可比性不明確, 樁身承載力計算的抗壓強(qiáng) 度設(shè)計值各廠家圖集概念不清, 取值不統(tǒng)一, 使設(shè)計人 員難以把握, 故管樁圖集應(yīng)有省

9、一級的權(quán)威性。4. 3 從許多工程樁的靜壓試驗看, 樁的實際承載力隨 樁長、土質(zhì)和時間有不同程度的變化, 有時有較大幅度 的提高, 這其中亦涉及土體強(qiáng)度的恢復(fù)及變化, 涉及勘 察報告取值的可信號度, 但如何在樁承載力公式中較好 地 考慮到樁基施工的時效性 ( 土的觸變時效和固結(jié)時 效) , 是值得研究和探討的。這對節(jié)約工程造價具有很大 的實際意義。4. 4 對靜壓樁而言, 對不同的單樁承載力而言, 其壓樁 力的選擇及壓樁控制沉樁標(biāo)準(zhǔn)缺乏。在有較好持力層的 端承樁中, 其壓樁力在設(shè)計值的 1. 5 2 或以上, 控沉較 為直觀; 而對摩擦樁而言, 如果樁周土靈敏度較高, 壓樁 力與設(shè)計值較小,

10、其壓樁力如何選擇應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)。4. 5 加快省內(nèi)預(yù)應(yīng)力管樁的基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程及靜壓 樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程的制定。4. 6 從近期在杭召開的“中國工程建設(shè)地下結(jié)構(gòu)新進(jìn)展及新規(guī)范學(xué)術(shù)報告會暨全國樁基施工與監(jiān)理學(xué)術(shù)研 討會”來看, 管樁是今后發(fā)展的一個方向。若能加強(qiáng)管樁 穿越碎石, 卵石夾層及破巖的能力, 其經(jīng)濟(jì)性還可大大 地提高。所以加強(qiáng)施工機(jī)械的開發(fā), 以液壓大噸位, 原地 大角度轉(zhuǎn)動可靈活移動為方向, 適應(yīng)場地的多變性, 既可實施端部前置式液壓又可中心頂壓。并在打樁過程中實施計算機(jī)管理, 如可繪出不同深度與壓樁力的關(guān)系曲 線等, 以加強(qiáng)施工機(jī)械的信息化。4. 7 對管樁的地震反映情況應(yīng)加以研究。4. 8 管

11、樁的水平抗力也值得關(guān)注, 以使管樁的適應(yīng)性 更強(qiáng)如鳳起路國都大廈的基坑圍護(hù)中即已采用。參考文獻(xiàn)1.建筑樁基技術(shù)規(guī)范J GJ 94- 942.火力發(fā)電廠地基處理技術(shù)規(guī)定DL 5024-3.先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁GB 13476- 92934.預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)現(xiàn)狀王離 廣東建設(shè)實業(yè)集團(tuán)公司5.杭州市區(qū)地質(zhì)概況及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件寇秉厚Cen tr if uga l p ipe p ile of pre stre ssed con cre te A ppl ied inZhe j ian g Prov in ce.H u H o ngb ing(Z h ej iang E lectr icit

12、y R ea l E sta te C om p ang H ang z h ou 310005) A bstrac t: T h is p ap e r in t ro duce s th e p ro s and co n s o f th e cen t r ifuga l p ip e p ile o f p re st re ssed co nc re te and p ro u ide s som e v iew s o n it s eco nom ic na tu re a s w e ll a s th e se lec t io n o f p iletyp e s and

13、 p ile se t t ling p a t te rn s.Key words: C en t r ifuga l p ile o f p re st re ssedse t t ling.Co nc re te p ile(上接第 3 頁)9. 日本青函隧道與英法海峽隧道長度都是 50 余 公里, 但施工年限確大不相同, 前者是 ( 1964 1988) 用 了 24 年時間, 后者是 ( 1986 1993) , 僅用了 7 年時間, 原因是多方面的, 但主要是施工方法不同, 日本青函隧道 主 要 用 的 是“鉆 爆 法 ”, 而 英 法 海 峽 隧 道 用 的 是“TBM ”法。 TBM 方法是現(xiàn)代化機(jī)械系列施工方法, 對 長距離隧道更為適用, 這種方法現(xiàn)在在我國已開始引 進(jìn)和采用。但必竟是起步階段, 為了臺灣海峽隧道的修 建, 必須大力呼吁國家及有關(guān)單位著手研制并使用這種先進(jìn)的工具。10. 未來的臺灣海峽隧道, 必須使用高速列車, 才能滿足日益增長的需求, 目前世界上高速列車的時速發(fā)展很快, 如法國的 T GV 列車時速達(dá) 300 公里, 意大 利的 E T R 450 達(dá) 250 公里, 德國的 IC E 時速達(dá) 280 公 里, 日本的希望號 為 275 公 里, 西 班 牙 的 A V E 為