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  挑战隧道入海--海底隧道建设专家一席谈  
  日期:2014-07-16    来源:中国交通报  
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    和建设跨海大桥一样,修建海底隧道是人类将大自然的阻隔和屏障变为通道和坦途的一个壮举。从1942年日本在关门海峡修建了第一条海底隧道至今,全世界已建造了近百条海底隧道。我国海底隧道建设起步较晚,20世纪末才从山岭隧道向过江通道和海底隧道发展。

    经历了20世纪后20余年的不断摸索,我国修建海底隧道的规模和技术都经历了飞跃式发展,隧道工程的科技水平已跃入世界先进行列。

    从20世纪末的后发起步到如今的飞速发展,特别是近几年厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道、港珠澳大桥海底沉管隧道等国家一大批重点项目进入密集建设期。海底隧道项目建设各具特点,技术上也面临不同的难点,放眼未来,其将呈现怎样的发展趋势,本报记者采访了中国科学院院士孙钧和交通运输部公路科学研究院副总工程师王华牢。

    地质勘测是关键

    海底隧道的地质勘测更困难,风险更大,造价更高。

    我国国土面积广阔,地质条件最复杂,海底地形、地质条件是海底隧道建设的关键和首要问题。王华牢表示,与陆地相比,海底隧道不能采用最常规和最基本的却十分关键的地质调绘手段进行工作,特别是地层中的不良地质,如断层破碎带、岩层软弱段、溶穴、风化槽等,其地质勘测更困难,准确性较低,造价更高,遇到未预测到的不良地质情况风险加大,将给隧道建设带来极大的风险。海底隧道施工中能否安全穿越软弱不良地质段,是成败的关键。

    海底隧道地层中的高渗水压力地下水可能导致水在地质不良区段、高渗透性和地下水通道等地层中大量涌出,且水源补给无限、隧道不具备自流排水的条件,一旦发生大的突、涌水,将直接威胁施工人员的生命和财产安全,后果不堪估量。

    与陆地隧道相比,海底隧道地质勘测更困难,造价更高,风险更大。

    防水防腐尤为重要

    相较于陆域隧道,海底隧道的防排水和防腐蚀工作尤为重要。

    海底隧道不仅有利于推动国与国、地区与地区之间的经济发展,对建立区域性一体化有着不可替代的作用,且具有不占地、不妨碍航线、不影响生态环境等显著特点,是一种非常安全的全天候的海底通道。

    孙钧表示,相较于陆域隧道,海底隧道最显著的特点就是由于水不同,其防排水和防腐蚀工作尤为重要。陆域隧道碰到的水是雨水和融雪的水,都是季节性的。而海底隧道全天候处于水下,防水和排水就是施工期第一个难题,衬砌厚度很重要。因为靠全部的水压防排水设计,沉积要非常厚。目前设计以堵为主,限量排放,必须限量排放,否则上面泥土细颗粒容易把排水沟堵死,且用电量太大。防排水部分是工程质量验收最薄弱的环节,如果做得不好,在日后几十年都是病害,漏水的隧道何来安全。

    同时,在海洋环境下,海水含盐量非常高,盐里面有氯离子,受其长期浸泡,对衬砌混凝土有很强的腐蚀性。通行的汽车尾气要排放一氧化碳和二氧化碳等,碳排放对隧道内部结构有腐蚀,影响工程的耐久性。因此,目前我国海底隧道使用的混凝土和陆域工程的混凝土不同,采用高性能的海工混凝土C50,密度大,耐久性更好。

    加强安全监管

    强化安全监管,有助于提高隧道防灾能力。

    孙钧告诉记者,海底隧道属于城市隧道,城市隧道内3米以上部分是防火涂料,可3米以下为了美观采用搪瓷钢板,耐火性较差。而且海底隧道有装饰板,装饰材料越高级,阻燃性越差,装饰板烧起来就是一片火海。山区隧道不考究,没有装饰板很难烧起来。海底隧道地下采用沥青混凝土,耐火性也比较差。如果多车追尾,油缸燃烧爆炸会造成非常严重的后果。因此,必须更加重视隧道防火防灾问题。

    同时,充分发挥中央监控室作用。孙钧告诉记者,为防止火灾发生,日本的隧道中央监控室一般都是两个人两台监视器看同一个点,这样做能够有效减少人为失误。而我国一些隧道摄像头还不是十分清楚,也存在盲点,在监控上也还不够完善。

    此外,国外施工管理采用远程控制施工机械,而我国还普遍采用人工操作机械,存在一定的安全风险。

    节能减排是方向

    在未来的发展方向上,节能减排将是我国隧道施工和运营的重点。

    南水北调穿黄工程、上海崇明长江隧道工程的建成和港珠澳大桥的建设,展示了我国大型盾构机和大断面沉管隧道穿江过海的技术水平。长江流域已建成上海、武汉、南京长江隧道,杭州、重庆等沿江城市正在紧锣密鼓地进行越江隧道发展规划。我国隧道建设已具备了穿江越洋的技术水平,目前已建成香港红磡海底隧道和东、西区海底隧道、厦门东通道翔安隧道、青岛胶州湾海底隧道、广东狮子洋海底铁路隧道,还有正在建设的港珠澳大桥海底沉管隧道和规划修建中的厦门西通道海沧隧道、青岛胶州湾第二海底隧道和大连湾海底隧道等,标志着我国海底隧道建设的全面展开。随着沿海社会经济建设的加快,为提高海湾和海峡的交通能力,渤海湾、杭州湾、珠江口、琼州海峡、台湾海峡等要实现全天候的快捷交通,海底隧道具有较大优势。

    孙钧表示,在未来的发展方向上,节能减排是重点,这主要体现在LED照明上。目前,我国LED照明系统的一些技术还不过关,质量不稳定。安装初期的几个月效果很好,但没过几个月亮度就不行了,寿命也不行了。由于隧道要24小时照明,因此至少要节能40—50%。其次,两岸接线必须顺畅。此外,他介绍,国外隧道在洞口的光线强度上有一个渐变过程,还能根据交通量动态调光,同时加入ETC功能,这也是我国未来应该努力的方向。

    □链接

    我国著名海底隧道

    香港红磡海底隧道和东、西区海底隧道——越过维多利亚海湾,将港岛与九龙半岛连接起来,每天车流量40万辆次,是世界上最繁忙的海底隧道。

    厦门东通道翔安隧道——大陆第一条海底隧道,隧道长5.9公里,2010年通车。

    青岛胶州湾海底隧道——长度国内第一、世界第三,隧道长7.8公里,海域段4.1公里,矿山法施工,已于2011年通车。

    广东狮子洋海底铁路隧道——广深高铁控制性工程,是引领国内隧道施工从穿江时代向越洋时代延伸的标志性工程。

    港珠澳大桥海底沉管隧道——正在建设中,采用沉管法施工。

  
 
 
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