王夢恕(中鐵隧道集團有限公司,河南洛陽 471009)
深廣中通道東隧西橋方案和全隧方案比選
王夢恕
(中鐵隧道集團有限公司,河南洛陽 471009)
摘要:深廣中通道是國務院確定的重大基礎設施項目,對南沙、廣州、珠三角的未來發(fā)展具有重要意義。這樣一個重大工程項目,對區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展,對國防、水利、航運等均有深遠影響,且耗資巨大,需審慎對待,做好前期的方案比選,選擇最優(yōu)方案,不要使工程建設給國家、社會留下遺憾。對東隧西橋方案和全隧方案,從船舶發(fā)展趨勢、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求、國防要求、水環(huán)境影響、技術(shù)等方面進行比選。認為東隧西橋方案,本末倒置,違背了在大江大河上建設通道開展論證的基本要求;堅持該方案,將造成難以估量的戰(zhàn)略損失和不可彌補的歷史遺憾。提出3條建議:1)全隧方案可行,建議采取全隧方案;2)若有關(guān)方面對全隧方案有疑慮,建議參照港珠澳大橋的通航標準,縮短隧道長度,僅廣州港主航道段以隧道方式穿越;3)擱置爭議,繼續(xù)深化論證,待時機成熟時再決定建設。
關(guān)鍵詞:深廣中通道;跨江;東隧西橋;航運發(fā)展;全隧
深廣中通道是連通東南沿海大通道沈陽至??趪腋咚俟罚℅15)的重要路段之一,是廣東省綜合交通運輸沿海東西主通道,是廣州南沙新區(qū)重要對外交通疏解通道,是促迸珠江三角洲城市群一體化發(fā)展的主要交通聯(lián)系通道。深廣中通道建成后,將對珠三角地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展起到重要作用,對部隊國防戰(zhàn)備提供快捷的交通保障,是一個利國利民的好項目。
深廣中通道是國務院確定的重大基礎設施項目,是《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要(2008—2020年)》確定的重大基礎設施項目,對南沙、廣州、珠三角的未來發(fā)展具有重要意義。項目線路走向方案需充分考慮廣州、深圳、中山的發(fā)展需求,實現(xiàn)三地共贏,線路方案實現(xiàn)在廣州南沙新貿(mào)易開發(fā)區(qū)登陸意義更大。
目前,針對該工程,有關(guān)方面提出了2種建設方案。方案1為A3東隧西橋方案。而考慮到南沙新區(qū)作為國家級新區(qū)的戰(zhàn)略定位,從廣州港可持續(xù)發(fā)展需求,以及珠江防洪、水利、通航和區(qū)域國防交通的要求,有關(guān)方提出了方案2,即以隧道方式穿越廣州港出海主航道的A4全隧、A4-1全隧優(yōu)化方案。
這樣一個重大工程項目,對區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展,對國防、戰(zhàn)備、水利、交通、航運等均有深遠影響、且耗資巨大,因此需審慎對待,做好前期的方案比選、規(guī)劃和設計,綜合考慮國防戰(zhàn)備需求、方案技術(shù)可行性、風險可控性、經(jīng)濟合理性、運營安全性等方面工作,選擇最優(yōu)方案,不要讓工程建設給國家、社會留下遺憾。
作為跨海通道的2種主要選擇模式,跨海大橋和海底隧道各自具有不同的優(yōu)勢,很難根據(jù)一兩個因素進行取舍。近年來,跨海通道項目中橋隧方案之爭成為一個熱點,橋梁方案與隧道方案孰優(yōu)孰劣,需要一個客觀、全面的論證依據(jù)來支撐才能做出合理的決策,探索并建立科學、客觀、可行的綜合評價論證方法是進行橋隧方案論證比選的關(guān)鍵。相關(guān)文獻對此也進行過一些研究:文獻[1]運用層次分析法建立了渤海海峽跨海通道比較評價的指標體系,通過專家打分法和隸屬度函數(shù)取得各定性指標和定量指標的隸屬度,運用模糊綜合評價模型計算全橋梁、全隧道及橋隧組合方案的模糊綜合評價值,最終得出全隧道方案評價得分最高的結(jié)論;文獻[2]依據(jù)技術(shù)經(jīng)濟評價理論和公共投資項目評價理論,運用模糊綜合評價和灰色關(guān)聯(lián)分析2種方法對跨海通道橋梁和隧道方案進行綜合評價,2種評價方法均得出膠州灣口跨海通道海底隧道方案的綜合評價優(yōu)于跨海大橋方案的結(jié)論;文獻[3]依據(jù)綜合評價指標體系的確立原則,探討了跨海通道項目綜合評價指標體系及評價模型,并以廈門東通道跨海項目為例,對橋梁與隧道方案進行評價,計算得到隧道方案得分(80.64),橋梁方案得分(78.14),從而可判定隧道方案優(yōu)于橋梁方案,得到與專家論證結(jié)果一致的結(jié)論;文獻[4]研究了渤海海峽跨海通道的建設意義、建設條件,對戰(zhàn)略規(guī)劃方案的建設模式、工程形式、登陸點和通道平面位置等進行了方案比選,提出了渤海海峽跨海通道的建議方案為“北隧南橋”的橋隧組合方案和全隧方案;文獻[5-6]在研究渤海海峽、瓊州海峽的氣象、水文、地質(zhì)條件等的基礎上,對橋隧方案及隧道線位方案進行了初步比選分析,得出渤海海峽、瓊州海峽跨海工程均宜隧不宜橋的結(jié)論;文獻[7-8]通過對上海虹梅南路越江通道、營口市跨河通道的建設條件、設計施工難度及風險、施工周期、行車條件與氣候適應性、運營期間安全條件的抗災能力、防戰(zhàn)能力、工程造價、養(yǎng)護運營投入成本等方面的技術(shù)特性比較,均認為隧道方案優(yōu)于橋梁方案;文獻[9]通過列舉國內(nèi)若干典型的已建、在建和正在進行方案研討的水下隧道工程,從理論和實踐經(jīng)驗出發(fā)提出了適合建橋、建隧方案否定了橋隧結(jié)合河海中增設人工島的不合理方案,對修建橋梁和修建水下隧道方案進行了比較,分析了二者的優(yōu)缺點、必須考慮適用場合和局限性;文獻[10]從地質(zhì)地貌、線位選擇、隧坡運營是否安全、百年耐久性、施工方法、上下行結(jié)構(gòu)型式和規(guī)模等方面進行分析。
綜上所述,在規(guī)劃跨江越海工程時,不僅要考慮到當?shù)氐淖匀弧⑸鷳B(tài)、地質(zhì)、水文、河工、港口、航道和航運等諸多條件,還應從技術(shù)、方法、經(jīng)濟等方面的優(yōu)勢、特色及其存在的問題與不足等多因素進行綜合比較,客觀妥慎地優(yōu)選適合各具體工程的最佳方案。本文將從國防、安全、壽命、碼頭、水運、抗風險能力技術(shù)、施工及運營風險、經(jīng)濟等方面對深廣中通道東隧西橋和全隧2種跨江方案進行比選。
深圳—廣州—中山跨江通道項目(以下簡稱深廣中通道項目)位于珠江口中游核心區(qū)域,北距虎門大橋約30 km,南距港珠澳大橋約40 km。具體線位東起深圳市機荷高速與廣深高速交匯處,對接機荷高速,經(jīng)深圳寶安機場南面,跨越珠江口,西至中山馬鞍島登陸,在中山市京珠高速與中江高速的交匯處與中江高速對接,路線長約50 km。線位支線接廣州南沙萬頃沙。線位跨越珠江口,與廣州港出海航道——伶仃西航道相交,項目采取省市合作的政府還貸建設模式。
2.1A3方案——東隧西橋方案
A3東隧西橋方案,即以隧道形式穿越礬石航道,隧道底標高為-21 m;以橋梁形式跨越伶仃西航道(廣州港出海主航道),橋梁凈空高度為73.5 m。深廣中通道項目跨江方案示意如圖1所示。
2.2A4方案——全隧方案
從南沙新區(qū)作為國家級新區(qū)的戰(zhàn)略定位、廣州港可持續(xù)發(fā)展需要等方面考慮,提出A4全隧方案(如圖1所示)及A4-1全隧優(yōu)化方案(如圖2所示),即以隧道形式穿越礬石航道,隧道底標高為-21 m;以隧道形式穿越伶仃西航道(廣州港出海主航道),隧道底標高為-29 m。
圖1 深廣中通道項目跨江方案示意圖Fig.1 Sketch of ShenzhenGuangzhouZhongshan Fixed Link
圖2 A4-1全隧優(yōu)化方案Fig.2 Sketch of optimized tunnel proposal for ShenzhenGuangzhouZhongshan Fixed Link
A3方案以橋梁形式跨越廣州港出海主航道——伶仃西航道,突出問題如下。
3.1未按國家規(guī)范論證代表船型的發(fā)展趨勢
橋梁的凈空高度(73.5 m)僅能滿足世界上現(xiàn)有的最大集裝箱船舶通航要求,沒有按照交通運輸部頒布的JTJ 311—1997《通航海輪橋梁通航標準》,對經(jīng)濟量大、船舶航行密度高的重要航道必須研究未來50年代表船型的大型化趨勢。
3.1.1橋梁對航運的影響
橋梁對航運的影響巨大,主要表現(xiàn)在:一是凈空高度的限制;二是過橋時船舶機動性受限導致“錯船”避讓困難;三是橋梁對視線和導航設備(如雷達)的干擾,影響駕駛員對前方情況的觀察和判斷,大大增加風險;四是橋墩的設置局部改變水流,影響小型船舶的航行安全。
3.1.2船舶航行對橋梁安全的影響
3.1.2.1 船舶對橋梁造成安全威脅
主要表現(xiàn)為船舶與橋梁相撞,其結(jié)果一是大橋損壞,二是船舶受損沉沒,三是可能伴隨著漏油事故,對環(huán)境造成嚴重影響。據(jù)統(tǒng)計,南京長江大橋建成45年來已被撞35次,武漢長江大橋建成以來也已被撞70次,廣東也曾發(fā)生過嚴重的撞橋事故。2007年6月15日,九江大橋遭運砂船撞擊垮塌造成的影響至今還令人記憶猶新。近40年來,國際上平均每年約有1座大橋因船撞而垮塌或遭受嚴重破壞。目前橋梁的防撞設施都只能防止5萬t左右的船舶發(fā)生碰撞,如果有更大的船舶撞上橋梁,后果將不堪設想。
3.1.2.2 船舶撞擊橋梁案例
1960年以來,僅美國就有近20座橋梁因船舶撞擊而倒塌,近350人因此而喪生[11]。1975年1月5日,7 200 t的依拉瓦納輪撞在塔斯曼橋2個未設防的橋墩上,橋梁的3跨上部結(jié)構(gòu)墜水,2個橋墩完全被撞毀,依拉瓦納輪沉沒,20人死亡[12]。1980年美國舊陽光大橋船撞事故造成2孔橋面落水,35人死亡[13];這次船撞事件發(fā)生后,工程界開始對橋梁防船撞問題進行系統(tǒng)的研究。
2002年5月26日,由于船長突發(fā)疾病,拖輪失去控制,駁船撞擊導致阿肯色河公路橋坍塌,17輛汽車墜河,17人死亡。該事故造成橫穿俄克拉荷馬的40號州際高速公路中斷通行,直到6個月后才得以重新開放[12],是交通影響時間最長的事件之一。
3.1.3在主要航道上架設橋梁應該慎重考慮
由于橋梁對航運的影響巨大,所以在主要航道上架設橋梁應該慎重考慮。在建橋時考慮的通航標準太低,對航運會造成嚴重的影響,就會出現(xiàn)所謂的不得不考慮“炸橋”的情況。國內(nèi)外均有實例:國際上,密西西比河和萊茵河在20世紀60—70年代,由于橋梁設計欠缺考慮而導致“炸橋”,造就了今天兩河航運的輝煌;我國的長江航道也被眾多橋梁“卡脖子”,長江上的眾多橋梁對長江航運造成巨大的影響,大大降低了長江流域的水運通航能力,大大提升了上游的物流成本。尤其是對于南京長江大橋,由于萬噸輪船不能通過,“炸橋”的呼聲從來就沒有停息過。
3.1.4船舶未來發(fā)展趨勢
很難準確預測數(shù)十年后船舶和航運的發(fā)展情況,但可以從定性的角度來判斷今后船舶及航運業(yè)的發(fā)展前景非??焖伲梢曰仡櫱耙欢螘r間的發(fā)展情況,來預測未來發(fā)展的趨勢。目前經(jīng)濟的發(fā)展趨勢是全球經(jīng)濟一體化,這意味著產(chǎn)業(yè)向優(yōu)勢區(qū)域集中,帶來的是原材料和產(chǎn)品的遠距離運輸。而這種運輸絕大多數(shù)(95%以上)要靠航運來完成。我國內(nèi)河長江及支流由于運輸經(jīng)濟、環(huán)保的要求發(fā)展更快。
3.1.4.1 我國航運的特點
從目前中國的生產(chǎn)模式可以看出,主要是從全世界運來原材料,產(chǎn)品再銷往全世界,呈現(xiàn)大進大出的格局。我國最大宗進口貨物是鐵礦石、煤炭和石油。2012年僅鐵礦石的進口總量就超過7.4億t[14],石油的進口量也超過2.8億t[15]。出口貨物主要是集裝箱運輸,2012年我國出口集裝箱貨物大約1.5億標箱,其中廣州港大約為1 474萬標箱。如此規(guī)模的運輸,只有大力發(fā)展航運才能適應。
3.1.4.2 航運的發(fā)展具有不可替代的作用
由于航運具有運量大、成本低(約為公路運輸?shù)?/28,鐵路運輸?shù)?/6)的優(yōu)勢,且與各大貿(mào)易主體(美國、歐盟、日本等)陸路交通均不可到達。因此航運的發(fā)展具有不可替代的作用,對廣東經(jīng)濟的發(fā)展舉足輕重。南沙港就是廣東的主要集裝箱港口之一。
3.1.4.3 船舶的大型化是航運業(yè)發(fā)展的必然趨勢
船舶的大型化是降低運輸成本、節(jié)能環(huán)保的一個重要方法。在同樣的航速下,30萬t級船舶每噸貨物分攤到的主機功率大約是5萬t級船舶每噸貨物分攤到的主機功率的1/2。而且船舶的大型化對于運輸?shù)陌踩?、港口的利用率等都具有關(guān)鍵性的影響。
世界主要運輸船型及豪華郵輪噸位、尺度發(fā)展情況見表1—4。
由表1可知,船舶的大型化是航運業(yè)發(fā)展的必然趨勢。其中集裝箱船和豪華郵輪的發(fā)展尤其值得關(guān)注。從8 000箱到1.8萬箱,僅僅用了不到15 a的時間。15 a前郵輪的噸位還在10萬t以內(nèi),現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了22萬t,不但抗風浪性能得到很大的改善,同時也大大提高了舒適性。豪華郵輪的大型化最終將走到什么地步,目前尚難以預測。
表1 郵輪噸位、尺度發(fā)展情況Table 1 Development of tonnages and dimensions of liners in the world
表2 散貨、礦砂船噸位、尺度發(fā)展情況Table 2 Development of tonnages and dimensions of freighter and ore carrier in the world
表3 集裝箱船噸位、尺度發(fā)展情況Table 3 Development of tonnages and dimensions of container vessel in the world
表4 豪華郵輪噸位、尺度發(fā)展情況Table 4 Development of tonnages and dimensions of luxury liners in the world
船舶大型化就要求有更好的通航條件。一般而言,船舶的大型化意味著需要更深的航道(目前30萬t的運輸船舶吃水在18 m左右,寬度在62 m),更高的凈空高度(30萬t的船舶輕載情況下距水面高度大約53 m)以及更廣闊的水域以供避讓和機動(30萬t船舶的會船距離需要400~500 m)。
3.1.4.4航舶的發(fā)展對橋梁凈空的要求
如果按照國際公約對船舶駕駛臺視野的規(guī)定,駕駛臺的高度應該保證船首前方的盲區(qū)不大于500 m,船舶的高度增加比例應該略大于船長的增加比例。根據(jù)目前的技術(shù)水平,一般認為運輸船舶的極限噸位應該在70萬t左右,船長的極限為550 m左右。根據(jù)比例推測,屆時船舶的凈空高度應該在83~85 m。因此單就目前的技術(shù)而言,要滿足未來數(shù)十年甚至上百年的航運發(fā)展需要,應適當加高橋梁的凈空至90 m左右為宜。
但是在未來的數(shù)十年內(nèi),技術(shù)的發(fā)展能夠突破到何種程度,今天還難以預測。屆時由于技術(shù)的進步和新型材料的應用,能否突破目前的技術(shù)限制,建造更大型的船舶,現(xiàn)在還難以下結(jié)論。同樣,更大型的船舶需要多大的凈空高度以便通行,現(xiàn)在也難以預測。
3.1.5橋梁方案對珠江口內(nèi)港口和城市發(fā)展的制約
隨著船舶向大型化發(fā)展,對通航凈空提出越來越高的要求,采用橋梁方案將對珠江口內(nèi)港口和城市發(fā)展產(chǎn)生多方面的制約。近期影響有以下幾方面,遠期不可預見的因素可能更多。
3.1.5.1 制約大型集裝箱船、散貨船和國際郵輪的發(fā)展
南沙是廣州實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、發(fā)展大型臨港產(chǎn)業(yè)的主要區(qū)域,規(guī)劃近期建設20萬t級集裝箱船、30 萬t級散貨船、25萬t國際郵輪泊位。目前運營的最大集裝箱船龍骨以上凈空高度已達73 m(天線折疊狀態(tài)),大型國際郵輪水面上凈空高度已達72 m。
3.1.5.2 制約船舶大型裝備制造產(chǎn)業(yè)布局的實施
中國船舶工業(yè)總公司在南沙建設華南最大的修造船基地,也是國內(nèi)最大的海洋工程改裝基地,已建成2 個30萬t級和2個20萬t級船塢及相關(guān)配套碼頭,主要海洋工程設施產(chǎn)品鉆井平臺凈空高度為80~120 m,已承接項目FPSO(浮式生產(chǎn)儲卸裝置)“伊莉莎貝拉”輪最大凈空高度達150 m,以上海洋工程項目凈空過高影響深圳機場,而無法繞行礬石水道進港。
3.1.5.3 制約大型港口集裝箱機械的進港
為適應集裝箱船舶大型化超高超寬的要求,集裝箱港口機械相應向大型化發(fā)展,目前上海振華港機公司生產(chǎn)的集裝箱裝卸橋凈高已達90 m以上,廣州港南沙港區(qū)和東莞虎門港在建和擬建所需的上百臺集裝箱裝卸橋運輸進港將受到限制。
3.2存在主航道若需改線但又無路可走的風險
珠江口伶仃洋“三灘兩槽”大格局形成已有百年歷史,主航道位于西槽位置,礬石水道位于東槽位置。因東槽地質(zhì)為巖石,因此一直保持5 000 t級通航標準,中灘因多年無序采砂已形成比主航道深的深槽,未來可能影響航道邊坡坍塌,軸線偏移或者淤塞。采用橋梁跨越主航道方案,由于橋墩的阻水作用一定程度上縮窄了河道的有效過水面積,水流條件惡化,容易造成橋區(qū)河段的水位壅高,局部河段泥砂淤積等因素的疊加影響,導致河床變遷,航道軸線產(chǎn)生偏移。即使橋梁主跨達1 600 m,但對即將拓寬至有效寬度385 m的廣州港雙向航道而言,可調(diào)整的空間并不大,即使近期勉強可調(diào)整,主航道通航條件也將受極大限制,大型船舶撞擊橋墩的概率和風險加大,制約國防、港口、航運的持續(xù)發(fā)展,造成廣州港出海主航道可能需改線但又無路可走的局面,使廣州港逐步退化為內(nèi)河港、喂給港。
3.3存在犧牲天然黃金水道帶來長遠利益的遺憾
港口是地區(qū)鏈接國際的關(guān)鍵節(jié)點,是實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟全球化的不可多得的天然寶貴資源。港為城用,城以港興,優(yōu)良的港口條件是珠三角成為我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)之一的重要因素。港口連接國內(nèi)、國外2個市場,國際上貨物運輸85%以上通過海運完成,社會經(jīng)濟和國際貿(mào)易對港口的依存度高。深廣中通道連接的是珠江東西兩岸,是國內(nèi)公路運輸?shù)囊欢?,對區(qū)域經(jīng)濟的影響遠不及已聯(lián)通世界200多個國家和地區(qū)的廣州港。若為節(jié)省投資而選擇橋梁方案,不惜犧牲天然黃金水道帶來的長遠利益,留下的將是歷史遺憾。
3.4跨越方式主次顛倒
礬石水道是天然水道,目前僅能通行1 000 t級小船,伶仃西航道是廣州港的出海主航道,目前世界最大的集裝箱船舶(載箱量19 000標箱)完全可以通航。
A3方案以隧道形式穿越礬石水道,以橋梁方式跨越伶仃西航道,給主航道設置“天花板”,限制珠江口港航事業(yè)的發(fā)展,反而給沒有規(guī)劃需要浚深的礬石水道預留空間(且不說浚深的技術(shù)可行性還沒論證),在考慮通航問題方面是典型的主次顛倒。
3.5沒有很好貫徹國防要求
1)航道易阻塞。橋梁方案受凈空限制,受橋墩影響,會改變現(xiàn)有航道通行能力,對未來艦船發(fā)展會產(chǎn)生制約作用。一旦戰(zhàn)時海上橋梁遭破壞坍塌,可能堵塞伶仃主航道,對艦船進出、維修和戰(zhàn)略輸送以及做好應對敵先制反制作戰(zhàn)將造成嚴重影響。
2)不利于重要目標防衛(wèi)和戰(zhàn)時交通安全。深中通道是珠江口交通要道,屬重要防衛(wèi)目標,如架設海上橋梁,目標暴露,遭敵空中直接打擊的概率相對較高,防護難度較大。
3)不利于保障部隊全天候機動。受臺風、暴雨等不可控自然氣象條件影響較大,不能夠全天候使用。
3.6存在對珠江河口泄洪納潮和水環(huán)境的影響
深廣中通道項目所在水域是珠江河口重要的泄洪納潮通道,也是廣州港、虎門港的出海通道,地位重要,且水流條件十分復雜,工程建設對珠江河口防洪、納潮、水環(huán)境及河床演變等各方面均有重大影響。目前,港珠澳大橋正處在建設期,長650 m人工島的工程建設引起的河床演變及水動力影響尚未穩(wěn)定,需要一個中長期的調(diào)整過程。綜合考慮深廣中通道、港珠澳大橋及深茂鐵路等重大工程的疊加作用,工程建設對珠江河口的不利影響將愈發(fā)突出。全隧方案可以最大程度減小工程建設對珠江河口泄洪納潮和水環(huán)境的影響,維護伶仃洋的穩(wěn)定和河口地區(qū)的防洪(潮)安全。
3.7短距離范圍內(nèi)豎向線路縱坡變化太大
東隧西橋方案隧道與橋梁的豎向高差達到130 m,短距離范圍內(nèi)豎向線路縱坡變化太大,技術(shù)上該方案不是最優(yōu)??v坡的設計是確保運營安全的關(guān)鍵要求,這種忽上忽下的縱坡設計是比較危險的。
3.8國內(nèi)外跨江管線、橋梁的教訓
1)位于珠江口岸13—1海南至香港海底天然氣管線于1996年建成投產(chǎn),預留埋深至-18 m,當時專家認為可滿足管線50年壽命期內(nèi)航運業(yè)的發(fā)展需求,但僅過10年,該管線已限制了主航道(現(xiàn)為-17 m)的進一步疏浚。2007年管線遷移改造研究成果表明,重新進行埋深改造僅資金投入在當時就接近7億元。香港方面是否可行還存在很多不確定因素。
2)虎門大橋1997年建成通車,通航凈空設計為60 m,當時已是全國最高的通航標準,聲稱可滿足50年船舶大型化的要求,而短短十幾年,最先進的汽車滾裝船已無法進入沙仔島和新沙汽車滾裝碼頭,大型郵輪碼頭也無法在虎門大橋上游選址建設,今后還制約廣州、東莞等地大型碼頭的建設和發(fā)展,很有必要拆除改為隧道。
國內(nèi)外還有很多案例,南京長江大橋(凈高24 m)制約長江黃金水道的運輸功效,巴拿馬運河大橋(凈高50 m)降低紐約、新澤西港口的競爭力。
以上這些案例中橋梁在設計時,無一不是當時最高的通航標準,但是現(xiàn)在都制約了地區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展??紤]上述經(jīng)驗教訓,未來船舶大型化的船型、通航標準很有可能突破目前的研究成果,確定其終極凈空高度是困難的,也是不科學的。
A4全隧方案以隧道方式穿越主航道,吸取了虎門大橋、長江上橋梁等跨江大橋的經(jīng)驗教訓,預留了珠江口港航事業(yè)及船舶、海工裝備制造業(yè)進一步發(fā)展的空間。
港珠澳大橋作為溝通香港、澳門、珠海等地的重要交通基礎設施,在前期研究階段,通過全面系統(tǒng)地深入論證并分別對橋梁、隧道方案進行研究比選,不惜增加投資預算和放寬施工計劃工期,充分考慮區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略和廣州港的發(fā)展要求,在論證通航標準時沒有卡住廣州港發(fā)展的“咽喉”和設置“天花板”,確定以5.8 km壓低長隧道標高的方式穿越廣州港主航道,為國防、港口航運預留充分的發(fā)展空間。
客觀地說,港珠澳這種橋隧相連的運營方式不一定是安全和科學的,而且又增設水中人工島的做法對水域的干擾很大,對人工島的自身安全、壽命都會帶來后患,歷史將會證明此方案不一定是好的方案,還需要進一步驗證,希望今后設計者不要盲目套用。
深廣中通道跨越主航道的方式應與港珠澳大橋通航保持一致,這是關(guān)乎珠江三角地區(qū)經(jīng)濟的長遠發(fā)展的關(guān)鍵。更應從區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和港航事業(yè)的長遠發(fā)展角度進行多方位研究,以隧道方式穿越主航道是最優(yōu)的選擇。
4.1戰(zhàn)略上,服從于國家戰(zhàn)略,滿足了地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和國防交通的需要
珠江口主航道是我國最繁忙的國際航道,在珠江口主航道上有深圳西部港區(qū)、廣州港、虎門港及珠江水系眾多的港口。廣州港目前吞吐量已超過5億t,集裝箱吞吐量超過1 600萬TEU。廣州港輻射我國華南、中南、西南等地區(qū),航線遍及世界300多個港口,是我國南方最大的綜合性樞紐和華南、西南及中南地區(qū)實施對外開放戰(zhàn)略的重大基礎設施,更是當前我國實施“一路一帶”對外開放戰(zhàn)略的戰(zhàn)略資源。深廣中通道上游2 km處就是廣州港的核心港區(qū)南沙港區(qū),該港區(qū)是實施國家戰(zhàn)略的南沙新區(qū)、廣東自貿(mào)區(qū)南沙片區(qū)的重要支撐。采用全隧方案的優(yōu)點是:1)航道不易阻塞。全隧方案沒有凈空限制,也沒有橋墩影響,不會改變現(xiàn)有航道通行能力,對未來艦船發(fā)展不會產(chǎn)生制約因素。2)利于重要目標防衛(wèi)和戰(zhàn)時交通安全。深中通道是珠江口交通要道,屬重要防衛(wèi)目標。隧道隱蔽性好,生存能力強。3)利于保障部隊全天候機動。相比海上橋梁,隧道受臺風、暴雨等不可控自然氣象條件影響小,能夠全天候使用。
4.2技術(shù)上,完全可行
廣州市在項目前期辦提供的地質(zhì)資料基礎上,補充了工程的地質(zhì)勘察,對斷層分布、風化槽影響范圍、巖土分界面、圍巖完整性及透水性等內(nèi)容進行了詳細的勘察,并委托中鐵隧道設計院和同濟大學上海防災救災研究所對全隧技術(shù)方案進行了研究。根據(jù)沉管法、礦山法、盾構(gòu)法的各自特點,結(jié)合地質(zhì)水文、港口航道等條件,研究提出的“全盾構(gòu)法”方案和“兩端盾構(gòu)+礦山法”方案是科學和合理的,在伶仃西航道與礬石航道2條航道間采用全隧方案,技術(shù)上是完全可行的。
4.3施工和運營風險上,可以做到風險可控、運營安全
通過在江中設置2個通風豎井的方式,能有效解決施工工期以及運營階段的通風與防災問題,國內(nèi)外大量的工程案例可以提供成功的經(jīng)驗。目前國家正在規(guī)劃建設的跨江、跨海區(qū)域大通道工程,例如渤海海峽跨海工程、瓊州海峽通道工程等都計劃采用特長隧道建設方案。
4.4經(jīng)濟上,經(jīng)濟合理
全隧優(yōu)化方案,總造價較東隧西橋方案可優(yōu)化到低于A3方案,工期大致相同。同時,廣州市政府從滿足深圳、中山城市發(fā)展與交通功能需求的角度,為實現(xiàn)深圳、廣州、中山三地共贏,也明確表示愿意承擔全隧方案可能較東隧西橋方案所增加的投資。
綜上所述,跨江通道的建設應首先服從國家戰(zhàn)略,并以此為基礎開展技術(shù)、經(jīng)濟論證。
A3東隧西橋方案,本末倒置,違背了在大江大河上建設通道開展論證的基本要求。該方案限制了廣州市的發(fā)展及國防交通要求,難以適應未來港口通航船舶大型化發(fā)展的趨勢,制約了船舶等大型裝備制造產(chǎn)
業(yè)布局的實施,限制了大型港口集裝箱機械進港。東隧西橋方案跨越伶仃洋航道通航凈高73.5 m,不能滿足今后大型集裝箱船舶,郵輪、更高的特殊船舶(含水上作業(yè)機械)的通航要求,對船舶大型化發(fā)展趨勢沒有充分考慮,沒有為將來預留充足的發(fā)展空間,不能滿足廣州港和南沙新區(qū)的未來發(fā)展需求。且橋隧結(jié)合方式,短距離范圍內(nèi)豎向線路縱坡變化太大,不利安全運行。所以,東隧西橋方案不是好方案。堅持該方案,將造成難以估量的戰(zhàn)略損失和不可彌補的歷史遺憾。鑒于廣州港長遠發(fā)展、國防戰(zhàn)略交通需要以及世界船舶大型化發(fā)展趨勢,伶仃洋航道不應采用橋梁方式跨越。
因此,鑒于該通道目前出現(xiàn)的情況,提出3條建議:一是全隧方案可行,建議采取全隧方案;二是若有關(guān)方面對全隧方案有疑慮,建議參照港珠澳大橋的通航標準,縮短隧道長度,僅廣州港主航道段以隧道方式穿越;三是擱置爭議,繼續(xù)深化論證,待時機成熟時再決定建設。
珠江口兩岸已規(guī)劃多條公路及鐵路通道,建議進一步論證項目通道交通量需求,合理確定工程規(guī)模,補充4車道或6車道隧道方案,增加比選。
以隧道方式穿越廣州港出海主航道非常有必要,建議對具體的線形方案進一步深入論證,不希望海中(河中)筑島半橋半隧方案的存在。
綜合國內(nèi)外隧道項目建設經(jīng)驗和技術(shù),海底長隧道建設是可行的。建議后續(xù)研究充分結(jié)合地質(zhì)條件等因素,在選線,平、縱、橫斷面設計,施工方案等方面進行更深入地論證,形成更為合理可行的優(yōu)化方案。
參考文獻(References):
[1] 宋克志.渤海海峽跨海通道橋隧方案比選研究[J].中國工程科學,2013(12):52-60.(SONG Kezhi.Study on scheme comparison of bridge and tunnel for Bohai strait crosssea channel[J].Engineering Science,2013(12):52-60.(in Chinese))
[2] 張敏.跨海通道橋梁和隧道方案比較評價研究:以青島膠州灣口跨海通道為例[J].青島:青島科技大學技術(shù)經(jīng)濟及管理學院,2008.(ZHANG Min.Research on comprehensive evaluation of the bridge and the tunnel of crosssea project:Taking Qingdao Jiaozhou bay crosssea projeat as example[D].Qingdao:Qingdao University of Science&Technology School of Economics and Management of Technology,2008.(in Chinese))
[3] 羅水蘭,王恩茂.廈門跨海通道項目中橋梁與隧道方案優(yōu)選研究[J].工程管理學報,2013(3):47-50.(LUO Shuilan,WANG Enmao.Study on the optimizing method of bridge and tunnel scheme in seacrossing channel project [J].Journal of Engineering Management,2013(3):47-50.(in Chinese))
[4] 張躍玲.渤海海峽跨海通道戰(zhàn)略規(guī)劃方案初步比選[J].鐵道經(jīng)濟研究,2013(1):16-19,28.(ZHANG Yueling.Comparison and comtrast among primary proposals of Bohai fixed link[J].Railway Economy Research,2013(1):16- 19,28.(in Chinese))
[5] 譚忠盛,王夢恕.渤海海峽跨海隧道方案研究[J].中國工程科學,2013(12):45-51.(TAN Zhongsheng,WANG Mengshu.Scheme study of Bohai strait crosssea tunnel[J].Engineering Science,2013(12):45-51.(in Chinese))
[6] 譚忠盛,王夢恕,羅時祥.瓊州海峽鐵路隧道方案初步比選分析[J].中國工程科學,2009(7):39-44,85.(TAN Zhongsheng,WANG Mengshu,LUO Shixiang.Scheme comparison of Qiongzhou strait railway tunnel[J].Engineering Science,2009(7):39-44,85.(in Chinese))
[7] 石棟強,張毅,趙永國.越江通道橋梁與隧道方案的比選論證:以上海虹梅南路越江通道為例[J].中外公路,2009,29(4):354-358.(SHI Dongqiang,ZHANG Yi,ZHAO Yongguo.Bridge or tunnel:Cast study on fixed link at South Hongmei Road in Shanghai[J].Highways in China and Abroad,2009,29(4):354-358.(in Chinese))
[8] 林立彬.營口市遼河跨河通道工程橋隧方案初選[J].北方交通,2013(1):103-106.(LIN Libin.Original selection of rivercrossing passage bridgetunnel scheme of Liaohe river of Yingkou[J].Northern Communications,2013(1):103-106.(in Chinese))
[9] 孫鈞.論跨江越海建設隧道的技術(shù)優(yōu)勢與問題[J].隧道建設,2013,33(5):337-342,332.(SUN Jun.Study on technological advantages and problems in construction of tunnels crossing rivers and seas[J].Tunnel Construction,2013,33(5):337-342,332.(in Chinese))
[10] 孫鈞.臺灣海峽隧道工程規(guī)劃方案若干關(guān)鍵性問題的思考[J].隧道建設,2014,34(1):1-5.(SUN Jun.Views on key technical issues of construction of Taiwan strait tunnel[J].Tunnel Construction,2014,34(1):1-5.(in Chinese))
[11] 李金華.五強溪沅水大橋橋墩防撞安全性評價與加固技術(shù)研究[D].長沙:中南大學土木工程學院,2010.(LI Jinhua.Study on safety assessment on collision prevention of bridge piers and consolidation technology:Case study on Wuqiangxi Yuan River Bridge[D].Changsha:School of Civil Engineering,Central South University,2010.(in Chinese))
[12] 徐中山.船橋碰撞動力響應研究[D].廣州:華南理工大學土木與交通學院,2010.(XU Zhongshan.Research on dynamic response of ship bridge collision[D].Guangzhou:School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,2010.(in Chinese))
[13] 朱瑾瑜.船撞橋事故間接經(jīng)濟損失分析評價[D].上海:同濟大學土木工程學院,2009.(ZHU Jinyu.Analysis and evaluation on indirect loss of bridge collision by ships[D].Shanghai:School of Civil Engineering,Tongji University,2009.(in Chinese))
[14] 廖豐.去年我國進口鐵礦石8.19億噸[J].西部資源,2014(1):38.(LIAO Feng.819 million tone iron ore imported to China last year[J].Resources in West China,2014(1):38.(in Chinese))
[15] 萬遙.采油工程新技術(shù)的研究與展望[J].中國科技博覽,2013(31):48.(WAN Yao.Study and outlook of new oil production technology[J].Chinese Science and Technology Review,2013(31):48.(in Chinese))
“East Tunnel+West Bridge”or“Only Tunnel”:Case Study on ShenzhenGuangzhouZhongshan Fixed Link
WANG Mengshu
(China Railway Tunnel Group,Luoyang 471009,Henan,China)
Abstract:ShenzhenGuangzhouZhongshan Fixed Link is a project determined by the State Council,which has great significance on the future development of Nansha,Guangzhou and the Pear River Delta.The project also has great influence on the economy,society,national defense,water conservancy,navigation,etc..Furthermore,the project has great capital investment.Therefore,great attention must be paid to the plan selection of the project so as to achieve the optimum proposal.In the paper,comparison and contrast is made between the“east tunnel+west bridge”proposal and the“only tunnel”proposal in terms of ship development trend,regional economy development needs,national defense requirements,water environment influence and technology.It is concluded that the“east tunnel+west bridge”proposal is irrational,which may cause enormous strategic loss and may result in historic regret.Furthermore,3 advices are made as follows:1)The“only tunnel”proposal,which is feasible,is recommended;2)If there is still doubt on the“only tunnel”proposal,it is recommended that the length of the tunnel can be shortened to only cross underneath the main course of Guangzhou Harbor by referring to the navigation standard of HongKongZhuhaiMacao Bridge Project;3)The disputes should be suspended,the comparison and contrast should be continued before the final decision to commence the project is made.
Key words:ShenzhenGuangzhouZhongshan Fixed Link;river crossing;“tunnel+bridge”proposal;navigation development;“only tunnel”proposal
作者簡介:王夢?。?938—),男,河南溫縣人,1965年畢業(yè)于唐山鐵道學院,隧道及地下工程專業(yè),碩士,中國工程院院士,隧道及地下工程專家。
收稿日期:2015-01-20
中圖分類號:U 45
文獻標志碼:A
文章編號:1672-741X(2015)05-0387-09
DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2015.05.001