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渤海隧道猜想

http://magazine.caixin.com/2012-11-30/100467228.html
渤海是中國的內海,從地圖上來看,它是一個嵌入到中國內陸地區的海灣,遼東半島與山東半島遙相對峙,像一雙巨臂把渤海環抱起來。山東省煙台市的蓬萊和遼寧省大連市的旅順是渤海入口處最近的兩端。

  從蓬萊到旅順,直線距離大約106公里,但陸路交通要繞行海岸線,約為1800多公里。

  1992年,時任山東煙台市政府辦公室工作人員、現任魯東大學副校長的柳新華受到歐洲英法海底隧道的啟發,和幾位同事提出在蓬萊與旅順之間修建一條海底隧道,將遼東半島和山東腹地連接在一起。此時,英法海底隧道剛進入修建的第五年。

  如果柳新華的設想變為現實,兩地的車程將從一天縮減到一小時。

  這一想法剛一提出就受到多方質疑,尤其這項工程將可能是三峽大壩修建完成後中國國內最大的工程,技術上是否可行,經濟效益多久能見效,都沒有答案。

  20年後,在多方努力下,渤海海底隧道於日前再次被提上議程。

  渤海海峽跨海通道戰略規劃研究調研組組長、中國工程院院士王夢恕告訴財新記者說,2013年他所領導的項目組將向國務院提交報告。不過,報告即便順利通過,該工程最快也要等到2014年才能立項。

天塹變通途

  1992年提出設想受挫後,柳新華開始奔走求教各科研單位的專家。他試圖梳理出修建渤海海峽跨海通道各方面的資料和建議。

  他還不厭其煩地就渤海海底隧道的意義勸說各方:「從山東蓬萊經長島至遼寧旅順,建設公路和鐵路結合的跨越渤海的快捷通道,使環渤海地區由原來的C形環繞變成直達運輸,形成從黑龍江到海南十省一市的東部鐵路、公路交通大動脈。」

  此外,柳新華還成立了「渤海海峽跨海通道研究課題組」。

  一家貨運公司的工作人員告訴財新記者,目前,如果想要從大連運輸一輛卡車的貨物到煙台,通常需要一個晚上的時間——「將卡車開到船上,通過船舶擺渡,頭天晚上開過來,第二天早上到」,這樣一趟的花費在5000元上下。如果選擇陸路運輸(即繞過渤海),費用會降低但時間更長。

  「渤海海峽跨海通道研究課題組」指出,借助渤海海底隧道,東北至山東和長江三角洲的鐵路、公路運距,比以前繞渤海將縮短400公里至1000公里,大大節省運費及時間;東北三省的貨物和資源可以迅速直達山東半島 ,並由此到達蘇北和長三角及珠三角地區,這些將大大加快東北老工業區的經濟發展。

  與此同時,環渤海地區城市群之間的鐵路和公路距離將大大縮短,環渤海經濟圈將變成一個前景廣闊的「兩小時經濟圈」。

  2006年11月,煙(台)大(連)鐵路輪渡正式開通試運營,這條國內首個運距超過100公里的跨海鐵路輪渡項目,成為建立渤海通道的第一步。

  所謂鐵路輪渡,簡單說就是渡輪上修有鐵道,火車可從陸地的鐵道開進渡輪的鐵道,然後乘船過海。

  在2010年接受《大眾日報》記者採訪時,柳新華表示,「煙大鐵路輪渡是渤海通道的東通道,作為這個項目的第一步,它實現了兩個半島之間的『軟連接』,有效提高了兩地之間貨物周轉速度。但鐵路輪渡耗時仍然較長,受氣象條件影響大,等西通道建成後,將真正實現全天候的高速運行。」

  柳新華所謂的西通道,即渤海海峽跨海通道。

  考慮到渤海海峽跨海通道修建的意義,自2009年以來,遼寧、山東兩省人大代表、政協委員已經連續四年在全國「兩會」上提交建設渤海海峽跨海通道的議案和提案。

  在這些努力下,2011年,國務院批覆《山東半島藍色經濟區發展規劃》(下稱《規劃》),明確提出「開展渤海海峽跨海通道研究工作」,渤海海峽跨海通道首次被納入國家戰略。

  2012年,中國工程院王夢恕等六名院士組成渤海海峽跨海通道戰略規劃研究調研組」,從工程角度進行調研。

  王夢恕在接受財新記者採訪時表示,報告準備在2013年春節後,最遲在6月上交到國務院。

  「入線點、出線點基本定了,已經告訴大連當地的政府在旅順港附近不要再搞什麼建築;另一端在蓬萊,蓬萊那邊也定了一個點。」

  王夢恕認為,渤海海峽跨海通道肯定會得到國務院的立項。

初定全隧道

  在渤海海峽跨海通道設想提出之初,通道的形式就有幾種方案,包括海底隧道、海面高架橋、南橋北隧和伏貼式隧道橋。

  2011年,魯東大學土木工程學院副院長宋克志曾發表論文提出,採用「南橋北隧」的組合方案。

  不過,王夢恕表示,2012年,全隧道方案已取代南橋北隧方案,成為有可能實現的最終方案。

  顧名思義,南橋北隧方案是指在渤海海峽北部採用海底隧道,南部利用中途各島嶼建設跨海大橋。選擇該方案有兩個方面的考慮:成本和便捷。

  宋克志在論文中表示,通常條件下,隧道單價高於橋樑,但在水深較深的重要航道上修建渡海工程時,採用隧道方案優於大跨度的橋樑。

  他同時表示,在水深較淺或通航要求不高的水域,因橋樑單價的低廉且可充分發揮其優點。特別是在淺水域橋樑的結構形式較為簡單,易於降低造價,並且施工面廣,可以加快施工速度,縮短工期。

  不過,2012年7月渤海海峽跨海通道戰略規劃研究調研組在大連旅順區、煙台市所轄蓬萊市、長島縣進行了實地考察後,調研組更傾向於全隧道的方案。

  宋克志告訴財新記者,長島縣各個島嶼上的老百姓並不想在島上通橋。長島的生態環境目前是比較好的,如果進行大規模的建設,可能會對當地生態環境造成很大破壞。而且,各個島上的居民很少,也就是說在島上通橋的意義不是特別大。

  「原來設計走橋也是考慮為島上的居民出行提供方便」。除了上述因素,王夢恕透露,在渤海海域的海軍方面也表示,如果採用南橋北隧方案會有安全上的顧慮。相比之下,全隧道方案更合適。

  王夢恕解釋說,全隧道方案是指在大連旅順和煙台蓬萊之間修建一條海底之下100多米深的隧道,隧道與鐵路網相連,「現在定的是汽車坐火車」。

  如果選用全隧道方案,那麼未來的渤海海底隧道將和1994年通車的英法海底隧道類似。英法海底隧道由三條長51公里的平行隧洞組成,通過隧道的火車有長途火車、專載公路貨車的區間火車、載運其他公路車輛(如大客車、一般汽車、摩托車、自行車等)的區間火車。

  如果渤海海峽跨海通道選用全隧道方案,隧道長度將是英法海底隧道的2倍,成為世界上最長的海底隧道。

  不過,這樣的海底隧道工程將可能頗為艱難。

  英法隧道被認為是世界工程界的奇蹟,建設施工總計耗時七年,英國、法國共計1.1萬名工程技術人員從兩個國家的海岸開始向中間推進。儘管在中點處匯合較為順利,但由於施工期間遭遇的滲水、塌方等緊急事故,讓工程延誤將近一年。最終實際投入的建設經費及延期造成的債務,讓負責運營的歐洲隧道技術公司一開始就背負上債務。

  由於對車流客流量預期過高、火災事故的影響、低價航空路線搶走部分生意等因素,英法隧道的運營公司在未來幾年內都可能運營艱難。

僅次於三峽大壩

  在從事渤海海峽跨海通道研究的工程人員看來,此工程可能是在施工難度和造價上僅次於三峽大壩的工程。

  多位專家表示,全隧道方案初步工程投入可能達2000億元人民幣,而這還只是非常保守的估算,工程投入資金的多少可能很大程度上取決於施工方案。

  目前常見的施工方案有三種:隧道掘進機法、鑽爆法和沉管法。前述英法海底隧道採用了隧道掘進機法。

  隧道掘進機法主要依賴於掘進機本身,英法海底隧道共採用11台盾構掘進機,在中點匯合之中,由於無法將掘進機拖出隧道,施工小組隨即將掘進機深埋於隧道下層。鑽爆法則一般更較常使用在圍岩情況較好的條件下,中國第一條海底通道廈門翔安隧道即採用鑽爆法施工。沉管法則是應用較為普遍的一種施工方案。

  接受財新記者採訪時,王夢恕表示,如果項目能夠得到國務院的立項並通過可行性研究,渤海海底隧道將採用隧道掘進機法的方案進行修建,「從勘探到修建的時間可能在六年至十年,中間還要做兩個比較大的島,在這兩個島上做兩個豎井,用隧道掘進機法,一個月可以推進600米,在幾個工作面上很快就能推進。」

  但是,這只是較為樂觀的估計。以英法海底隧道為例,在隧道修建工作開始之前,地質學家曾做了大量工作,地質鑽探工作從1958年做到1987年,重要的鑽孔達94個。之所以做如此多的勘探,正是因為海底隧道工程的特殊性。

  隧道要貫穿各種土壤層和岩層,硬度都不盡相同,地質學家要先找出適合挖掘隧道的岩層。但在海底尋找這樣的岩層可謂困難重重,同時因為存在滲水性低的要求,對海底隧道岩層的要求比陸地隧道的要求高得多。

  英法隧道的地質勘探包括兩個層面,淺層勘探在海底以下150米之內,考慮隧道佈置的範圍;深層勘探在海底以下800米之內,主要為評價地震風險提供數據。海底鑽探曾採用大型石油鑽機,每個鑽孔平均費用約為50萬英鎊。所幸的是,在將近30年的勘探過程中,地質學家發現英吉利海峽海底有一層泥灰質白堊岩,厚度約30米。這個岩層抗滲性好,硬度不大,裂隙也較少,易於掘進。最終的隧道線路就佈置在此岩層的下方。工程專家們認為,充分的地質資料和正確的判斷,使英法海底隧道找到了理想的岩層。

  是否能找到理想的岩層只是第一步,對於渤海海底隧道的修建來說,將要面臨的另外一個挑戰來自於兩個斷裂帶——郯廬斷裂帶和張家口蓬萊斷裂帶。英吉利海峽的形成時間要比渤海海峽早得多,渤海海峽形成於1.4億年前的燕山構造運動和後期的喜馬拉雅造山運動,現在還處於活動期。

  歷史上,渤海海峽從來沒有持續很久的平靜。1668年發生過郯城8級強震,1975年發生海城7.3級地震,1969年渤海海域還曾發生7.4級地震。中國海洋大學海洋地球科學系教授李三忠告訴財新記者,減少地震影響的解決方法就是工程上將海底的抗震設防級別調高,「至少抗八級地震」,不過,工程的造價也將隨之水漲船高。

  宋克志認為,現在提地震和斷裂帶的影響仍為時尚早,「斷裂帶也不好說是不是顛覆性的因素,現在還不能下結論。」王夢恕則表示,在立項之後的可行性研究報告階段,將對地質進行勘探,那時才能做出判斷。

  2012年10月17日,民革中央副主席齊續春率調研組來到山東煙台就渤海灣跨海通道建設開展專題調研,同行前往的還有發改委、環境保護部、鐵道部相關科室的工作人員。

  民革調研部一位不願意透露姓名的工作人員表示,會上的討論看出,從部委的角度來說更傾向於全隧道方案,因為這個方案對環境的影響是最少的,但是造價可能要提高幾倍。

  這位工作人員對於渤海海峽跨海通道的修建不樂觀,「至少還要等十年二十年。」他對財新記者如是說。■


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