孫鈞同濟(jì)大學(xué)巖土與地下工程研究所上海城建集團(tuán)院士工作室

1、孫 鈞1論跨江越海建設(shè)隧道的技術(shù)優(yōu)勢與問題1前言 一、基本情況 (一) 國內(nèi)已建/在建的水底隧道案例： 以上海市黃浦江下游市區(qū)范圍內(nèi)所建水底隧道為代表，已建/在建的總數(shù)達(dá)16座（每座含上、下行兩條，雙向48車道），含地鐵和磁懸浮過江；22 早年，寧波市甬江和廣州市珠江城區(qū)已建有沉管隧道4座 ； 港珠澳島隧工程（2016年竣工）； 昆明市滇池南連接線草海隧道（2013年竣工）； 已建和在建的穿越江河與湖下，采用明挖法、鉆爆法施工和盾構(gòu)法掘進(jìn)的隧道，主要還有：汾河、黃河、玄武湖、西湖、太湖的湖濱，以及深圳市獅子洋和長沙市湘江的多座水底隧道，等等。 334（二）近年來，我國已有了跨越錢塘江、長江和港

2、灣?？谂c湖口的越江/跨海城市/高速公路長大隧道許多座，主要有： 廈門翔安海底隧道； 青島膠州灣海底隧道； 滬崇蘇大通道（南隧北橋）的長江南港崇明越江隧道，其盾構(gòu)一次掘進(jìn)長度和管片直徑均屬當(dāng)時(shí)世界之最；45 武漢、南京的長江隧道，其中南京緯三路隧道，為單管雙層4車道，部分隧管要穿越風(fēng)化巖層，需采用復(fù)合型盾構(gòu)并水下?lián)Q刀； 港珠澳大通道，其通航部分的海底隧道我國首座橋隧結(jié)合、采用人工島橋隧過渡的特大型沉管隧道。島隧工程正在施工中，規(guī)模屬世界之最； 杭州市跨越錢塘江的慶春路、海寧錢江隧道。前者已通車多年，后者正在施工中；56 武廣客運(yùn)專線我國首座穿越市區(qū)的湖南瀏陽河高速鐵路隧道（2008）； 正在進(jìn)行

3、隧道工程方案設(shè)計(jì)比選研究（盾構(gòu)、沉管，以及與引橋過渡的人工島）的有：深圳至中山市跨越珠江下游江口的海中通道工程（2012）;南昌艾溪湖湖底隧道（規(guī)劃建設(shè)中）；廣東汕頭蘇埃過海隧道（規(guī)劃建設(shè)中）；.珠三角南沙深圳機(jī)場海底隧道（規(guī)劃建設(shè)中）；蘇州陽澄西湖隧道（初步設(shè)計(jì)中）；上海市沿江通道工程（前期方案研究），而長江西路隧道正在施工中。6(三）沉管隧道成為港口大城市江河下游越江方案的首選： 香港維多利亞港內(nèi)的3座沉管隧道； 臺(tái)灣高雄港沉管隧道； 廣州珠江沉管隧道； 寧波市內(nèi)的甬江和常洪隧道； 上海市黃浦江口（與長江交匯處）外環(huán)線的泰和路隧道； 港珠澳大橋通航跨長達(dá)6km多的沉管隧道； 遼寧大連港沉管

4、隧道，等等。778 （四）令國人期待的瓊州海峽和臺(tái)灣海峽大通道，采用全隧道或橋遂結(jié)合方案過海，已列為極具競爭力的比選方案。 此外，沿海的同三國道跨越渤海灣的橋隧方案比選，甚或提出了采用懸浮式隧道（水中橋）方案，也均在擬議中。 國外水底隧道我處亦有不少資料，限于時(shí)間，此處暫不作介紹。 我國已由隧道大國向隧道強(qiáng)國邁進(jìn)走出了堅(jiān)實(shí)的一大步！89二、在橋、隧方案比選方面，值得關(guān)注的幾個(gè)問題 1. 與已建橋梁的數(shù)量上相對比，為什么水底隧道仍然少之又少，而水底鐵路隧道更是鳳毛麟角？廣深港獅子洋隧道和08年6月貫通的穿越城市河流、武廣客運(yùn)專線上全長約 10km 的國內(nèi)首座目前最長的高速鐵路隧道瀏陽河隧道，可能

5、是極少數(shù)幾座鐵路過江隧道中最具代表性的兩座。最近，擬議修建的滬通（南通）鐵路過江通道，以及在瓊州海峽大通道方案研究中也都有鐵路隧道過江越海的比選方案。（穿越長江的滬通鐵公路合建的大通道已確定建橋）。9102. 國外絕大多數(shù)水底隧道都修建在大江、大河、港灣城市的港口和下游區(qū)與近郊一帶，并且多數(shù)選用了沉管跨越，而遠(yuǎn)郊、開闊地域和丘陵山地就都沒有采用隧道越江的份兒。或則，也只是在方案比選中被淪為“陪客”而做做樣子。問題出在哪里？10113. 有專家認(rèn)為：“選擇建造水下隧道，只是在修建橋梁方案受到一些人為或自然因素的制約、而這些約束因素又是不可避免和難以克服的條件下，才會(huì)作隧道方案考慮”。這樣的論斷有

6、無道理？所說的“建橋的制約因素”又是些什么？4. 國內(nèi)外的鐵路水底隧道極為罕見，而現(xiàn)在則也已提上了議事日程，這又是為何?（以滬通大通道為例說明）1112三、 幾個(gè)可供商榷的問題 1.對選用水底隧道優(yōu)缺點(diǎn)的再認(rèn)識(shí)（1）優(yōu)點(diǎn)方面 適宜全天候通行（廈門翔安海底隧道為例）； 不（或少）影響生態(tài)環(huán)境、維護(hù)環(huán)保（青島膠州灣海底隧道為例）； 不受/少受惡劣氣象或不利水文條件的影響（海寧錢江隧道為例）；1213 戰(zhàn)時(shí)條件下，有利于安全隱蔽和抗震害性能好 （？，值得商榷）； 在建橋方案受制約的情況下（后詳：橋梁方案的制約因素）（廈門、青島、海寧），建隧將是唯一可行的選擇，等等。1314（2） 缺點(diǎn)和不足 一般地

7、，隧道造價(jià)較建橋?yàn)楦?； 施工風(fēng)險(xiǎn)較大，水下不可預(yù)測因素也相對比較多 ； 隧道內(nèi)部行車條件相對較差（？，車速較慢）； 日后的長期運(yùn)營和維護(hù)管理費(fèi)用都比較高； 市區(qū)隧道，順沿江邊交叉馬路車輛進(jìn)出隧道受限制（重慶朝天門兩江交匯），等等。1415 2. 建橋方案的若干制約因素 受自然災(zāi)害頻發(fā)（多災(zāi)害城市）的制約條件（廈門）； 航空凈空要求，制約了橋塔高度（廈門）； 港口/航道、航空發(fā)展規(guī)劃的不確定性，制約了橋跨大小和橋下凈空，一時(shí)尚難以確定（青島、崇明南港）；1516 通航大江大河的下游，修建鐵路大橋?qū)⒉级者^多，為航運(yùn)所不允許，且會(huì)增加船撞風(fēng)險(xiǎn)；此外，過多壓縮河床過水?dāng)嗝?，引起加劇河床沖刷、淤堵等困

8、難，常難以征得港務(wù)、航道、水務(wù)和河川、海床水文等有關(guān)專職部門的同意（滬通鐵路越江通道工程）；1617 市區(qū)內(nèi)引橋過高、過長，制約了上、下匝道布置（上海黃浦江下游市區(qū)）； 過長的引橋工程使市區(qū)兩岸動(dòng)遷和拆遷工作量過大，間接費(fèi)用可觀（上海黃浦江下游市中心城區(qū)的岸線一帶），等等。對上海市南浦、楊浦大橋情況的一些有關(guān)說明 。1718 3. 建隧方案的若干制約因素： 長江下游不適合采用沉管隧道（京滬高鐵南京過江）； 江床內(nèi)深水風(fēng)井構(gòu)筑施工的難度大（崇明、瓊州海峽）； 特長隧道的運(yùn)營通風(fēng)、防災(zāi)救災(zāi)和交通監(jiān)控（市區(qū)和市郊、城際間交通流量大的城市道路隧道情況）；1819 橋隧結(jié)合方案中深水人工島建設(shè)（瓊州海峽、港珠澳島隧工程），等等。 在當(dāng)年國內(nèi)尚不具備技術(shù)條件的情況下，只能放棄隧道方案比選（當(dāng)年的江陰、蘇通橋位的橋隧比選）； 顯然不具備與橋梁比選優(yōu)勢的具體場合（杭州灣、舟山金塘、泰州和其它處的許多橋位）。1920 4. 其它方面的問題 公/鐵合建特長隧道，用鐵路平板車背駝汽車車輛過江問題（英法海峽隧道經(jīng)驗(yàn)，我國瓊海、臺(tái)海隧道可否參考？）； 長隧道的防火與救援（秦嶺終南山、崇明）； 關(guān)于懸浮（floating tunnel）隧道（西西里、對馬海峽、白令海峽、渤海灣）； 對為什么隧道方案常淪為“陪客”的一點(diǎn)議論。20215. 對適合水下建隧