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 1 论跨江越海建设隧道的技术优势与问题.

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1 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 1 论跨江越海建设隧道的技术优势与问题

2 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； 2

3 · 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。 3

4 4 （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；

5 5 · 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；

6 6 · 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。

7 ( 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。 7

8 8 （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！

9 9 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）。

10 10 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？

11 11 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）

12 12 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）；

13 13 · 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。

14 14 （ 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。

15 15 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）；

16 16 · 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）；

17 17 · 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 。

18 18 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）；

19 19 · 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）。

20 20 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。

21 21 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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