Transcript 孙钧—论跨江越海建设隧道的技术优势与问题

论跨江越海建设隧道的技术优势与问题
孙
钧
同济大学岩土与地下工程研究所
上海城建集团院士工作室
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前言
一、基本情况
(一) 国内已建/在建的水底隧道案例：
· 以上海市黄浦江下游市区范围内所建水底隧道为
代表，已建/在建的总数达16座（每座含上、下行两
条，双向4～8车道），含地铁和磁悬浮过江；
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· 早年，宁波市甬江和广州市珠江城区已建有沉管
隧道4座 ；
· 港珠澳岛隧工程（2016年竣工）；
· 昆明市滇池南连接线草海隧道（2013年竣工）；
· 已建和在建的穿越江河与湖下，采用明挖法、钻
爆法施工和盾构法掘进的隧道，主要还有：汾河、
黄河、玄武湖、西湖、太湖的湖滨，以及深圳市狮
子洋和长沙市湘江的多座水底隧道，等等。
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（二）近年来，我国已有了跨越钱塘江、长江和港
湾海口与湖口的越江/跨海城市/高速公路长大
隧道许多座，主要有：
· 厦门翔安海底隧道；
· 青岛胶州湾海底隧道；
· 沪崇苏大通道（南隧北桥）的长江南港崇明越江隧
道，其盾构一次掘进长度和管片直径均属当时世界之
最；
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· 武汉、南京的长江隧道，其中南京纬三路隧道，为
单管双层4车道，部分隧管要穿越风化岩层，需采用
复合型盾构并水下换刀；
· 港珠澳大通道，其通航部分的海底隧道——我国首
座桥隧结合、采用人工岛桥隧过渡的特大型沉管隧道。
岛隧工程正在施工中，规模属世界之最；
· 杭州市跨越钱塘江的庆春路、海宁钱江隧道。前
者已通车多年，后者正在施工中；
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· 武广客运专线我国首座穿越市区的湖南浏阳河高速铁
路隧道（2008）；
· 正在进行隧道工程方案设计比选研究（盾构、沉管，
以及与引桥过渡的人工岛）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（规划建设中）；广东汕头苏埃过海隧道（规划建
设中）；.珠三角南沙——深圳机场海底隧道（规划建
设中）；苏州阳澄西湖隧道（初步设计中）；上海市沿
江通道工程（前期方案研究），而长江西路隧道正在施
工中。
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(三）沉管隧道成为港口大城市江河下游越江方案的首
选：
· 香港维多利亚港内的3座沉管隧道；
· 台湾高雄港沉管隧道；
· 广州珠江沉管隧道；
· 宁波市内的甬江和常洪隧道；
· 上海市黄浦江口（与长江交汇处）外环线的泰和路隧道；
· 港珠澳大桥通航跨长达6km多的沉管隧道；
· 辽宁大连港沉管隧道，等等。
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（四）令国人期待的琼州海峡和台湾海峡大通道，采
用全隧道或桥遂结合方案过海，已列为极具竞争力的比
选方案。
此外，沿海的同三国道跨越渤海湾的桥隧方案比选，甚或
提出了采用悬浮式隧道（水中桥）方案，也均在拟议中。
国外水底隧道我处亦有不少资料，限于时间，此处暂不作
介绍。
我国已由隧道大国向隧道强国迈进走出了坚实的一大步！
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二、在桥、隧方案比选方面，值得关注的几个问题
1. 与已建桥梁的数量上相对比，为什么水底隧道仍然少之又
少，而水底铁路隧道更是凤毛麟角？广深港狮子洋隧道和08年6
月贯通的穿越城市河流、武广客运专线上全长约 10km 的国内
首座目前最长的高速铁路隧道——浏阳河隧道，可能是极少数
几座铁路过江隧道中最具代表性的两座。最近，拟议修建的沪
通（南通）铁路过江通道，以及在琼州海峡大通道方案研究中
也都有铁路隧道过江越海的比选方案。（穿越长江的沪通铁公
路合建的大通道已确定建桥）。
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2. 国外绝大多数水底隧道都修建在大江、大河、
港湾城市的港口和下游区与近郊一带，并且多数
选用了沉管跨越，而远郊、开阔地域和丘陵山地
就都没有采用隧道越江的份儿。或则，也只是在
方案比选中被沦为“陪客”而做做样子。问题出
在哪里？
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3. 有专家认为：“选择建造水下隧道，只是在修建
桥梁方案受到一些人为或自然因素的制约、而这些约
束因素又是不可避免和难以克服的条件下，才会作隧
道方案考虑”。这样的论断有无道理？所说的“建桥
的制约因素”又是些什么？
4. 国内外的铁路水底隧道极为罕见，而现在则也已
提上了议事日程，这又是为何?（以沪通大通道为例
说明）
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三、 几个可供商榷的问题
1.对选用水底隧道优缺点的再认识
（1）优点方面
· 适宜全天候通行（厦门翔安海底隧道为例）；
· 不（或少）影响生态环境、维护环保（青岛胶州湾海
底隧道为例）；
· 不受/少受恶劣气象或不利水文条件的影响（海宁钱江
隧道为例）；
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· 战时条件下，有利于安全隐蔽和抗震害
性能好 （？，值得商榷）；
· 在建桥方案受制约的情况下（后详：桥
梁方案的制约因素）（厦门、青岛、海
宁），建隧将是唯一可行的选择，等等。
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（2） 缺点和不足
· 一般地，隧道造价较建桥为高 ；
· 施工风险较大，水下不可预测因素也相对比较
多 ；
· 隧道内部行车条件相对较差（？，车速较慢）；
· 日后的长期运营和维护管理费用都比较高；
· 市区隧道，顺沿江边交叉马路车辆进出隧道受限
制（重庆朝天门两江交汇），等等。
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2. 建桥方案的若干制约因素
· 受自然灾害频发（多灾害城市）的制约条件（厦
门）；
· 航空净空要求，制约了桥塔高度（厦门）；
· 港口/航道、航空发展规划的不确定性，制约了桥
跨大小和桥下净空，一时尚难以确定（青岛、崇明南
港）；
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· 通航大江大河的下游，修建铁路大桥将布
墩过多，为航运所不允许，且会增加船撞风险；
此外，过多压缩河床过水断面，引起加剧河床
冲刷、淤堵等困难，常难以征得港务、航道、
水务和河川、海床水文等有关专职部门的同意
（沪通铁路越江通道工程）；
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· 市区内引桥过高、过长，制约了上、下匝道布
置（上海黄浦江下游市区）；
· 过长的引桥工程使市区两岸动迁和拆迁工作量
过大，间接费用可观（上海黄浦江下游市中心城
区的岸线一带），等等。对上海市南浦、杨浦大
桥情况的一些有关说明 。
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3. 建隧方案的若干制约因素：
· 长江下游不适合采用沉管隧道（京沪高铁南京过
江）；
· 江床内深水风井构筑施工的难度大（崇明、琼州
海峡）；
· 特长隧道的运营通风、防灾救灾和交通监控（市
区和市郊、城际间交通流量大的城市道路隧道情
况）；
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· 桥隧结合方案中深水人工岛建设（琼州海峡、
港珠澳岛隧工程），等等。
· 在当年国内尚不具备技术条件的情况下，只能
放弃隧道方案比选（当年的江阴、苏通桥位的桥隧
比选）；
· 显然不具备与桥梁比选优势的具体场合（杭州
湾、舟山金塘、泰州和其它处的许多桥位）。
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4. 其它方面的问题
· 公/铁合建特长隧道，用铁路平板车背驼汽车车
辆过江问题（英法海峡隧道经验，我国琼海、台
海隧道可否参考？）；
· 长隧道的防火与救援（秦岭终南山、崇明）；
· 关于悬浮（floating tunnel）隧道（西西里、对
马海峡、白令海峡、渤海湾）；
· 对为什么隧道方案常沦为“陪客”的一点议论。
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5. 对适合水下建隧方案作最佳抉择的浅见
· 港口大城市的江河下游，通航要求一般都很高时
（香港，上海黄浦江下游市区）；
· 建桥方案遇有上项第2点所述任一重大制约因素的
困难时；
· 自然气象、河床水文、水文地质条件错综复杂、
又有全天候通行要求时；
· 对自然景观、生态环保维护方面的要求特别高时。
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