建造琼州湾跨海大桥为何会被否定?隧道提议胜在哪?

被誉为“黄金水道”的琼州海峡是中国的三大海峡之一,东西长度约80公里,南北平均宽度近30公里,不仅是沟通北部湾和南海中、东部的海上走廊,同时也是广东雷州半岛至海南岛和越南等地的海上交通捷径。

曾考虑大桥方案:琼州海峡跨海通道预备方案里的大桥方式,为我国公铁两用跨海大桥。工程已正式向国家发改委申请立项。大桥跨海部分长度约26.3公里,总投资约1400多亿元。目前暂未开工建设。港珠澳大桥总工苏权科说:琼州海峡建跨海大桥比港珠澳大桥还难。

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隧道方案胜出:“琼州海峡跨海隧道方案初定”报道:琼州海峡跨海通道大桥方式早被否定,将采用隧道方式。中国工程院院士王梦恕说,高速公路(大桥式)的建设方案早已被否,琼州海峡高速公路敲定的是隧道方案,全长28公里,投资额至多1500亿元人民币。

琼州海峡跨海大桥方案:是琼州海峡跨海通道多选择方案里的大桥方式,“琼州海峡跨海隧道方案初定”报道:大桥方式早被否定,将采用隧道方式。中国工程院院士王梦恕对澎湃新闻说,高速公路的建设方案早已被否,琼州海峡敲定的是隧道方案。他解释,琼州海峡是黄金通道,供大量游船运行,若采取1000多米的线索桥方式,一旦遭遇大风,将造成严重影响。琼州海峡跨海通道将采取中线方案(即隧道方案),全长28公里。琼州海峡跨海通道若采取隧道方案,投资额至多1500亿元人民币。

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琼州海峡位于广东省雷州半岛和海南岛之间,是中国的三大海峡之一,东西长约80公里,南北平均宽度为29.5公里,最宽处直线距离为33.5公里,最窄处直线距离约为18公里。

联通琼州海峡的跨海通道工程,一直是广东和海南聚焦的重点项目。

从1994年开始,广东、海南两省就联合开展了琼州海峡跨海工程前期研究工作。2008年3月,交通运输部、原铁道部、广东省和海南省共同成立了琼州海峡跨海工程前期工作领导小组,领导小组办公室分别设在原铁道部发展计划司、交通部综合规划司、广东省发改委、海南省发改厅。

2010年3月,琼州海峡跨海工程确定为公路铁路两用通道,并有西线公铁合建桥梁方案、中线公铁合建桥梁方案、中线铁路隧道与西线公路桥梁组合方案等几个方案供选。

对于公路铁路两用通道,康霖向澎湃新闻解释,建一座桥两用的,一方面做高速公路用,同时为广东到海南的火车设计一个铁轨,这样火车和公路两方面都可以用。

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而早前提出的三项方案中,西线公铁合建桥梁方案,桥址位于徐闻县迈陈至澄迈县道伦角,跨海桥长41.3公里,总投资约1421亿元;中线公铁合建桥梁方案,桥址位于徐闻县四塘至海口市天尾角,跨海桥长21.9公里,总投资约1064亿元;中线铁路隧道与西线公路桥梁组合方案,中线铁路隧道全长27.8公里,西线公路桥梁跨海桥长43公里,总投资约1598亿元。

其实,大桥的技术难度、工程造价都要远远高于大楼。

土木工程界有一句老话,叫做“金桥银路草建筑”,看似不起眼的一座桥,造价动辄上亿,反倒是看起来光鲜亮丽的摩天大楼往往“不太值钱”。

对于一个受弯构件而言,它所承受的荷载与其长度的平方成正比。简单地说,一座大楼的两根柱子之间可能仅仅相距10米,而大桥的两座桥墩之间相距100米。距离差十倍,荷载就要差出百倍。

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因此,对于一座楼房而言,它的结构强度往往是冗余的,计算上哪怕不那么精密,也足以负担得起大楼的日常荷载。可桥梁就不是这样了。

由于跨度大,桥梁承担的压力大大增加,光是桥梁自重就时常超过全桥载重的80%。因此,工程师们在设计、建造大桥时,往往需要进行十分精密的计算。

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此外,桥梁还要经受一般建筑所没有的强烈动荷载。一座繁忙的大桥,每天都有上百辆几十吨重的大卡车不定期地通过,大桥所受的压力时大时小,也很容易造成结构破坏。

而跨海大桥,则堪称大桥中的顶尖产品。

相比起几百米长,跨越河流、峡谷的普通桥梁,跨海大桥通常要跨越宽阔的海峡,跨度动辄几十公里,修建难度和工期都远胜于普通桥梁。以跨越胶州湾的青岛海湾大桥为例,大桥全长36公里,历时4年建成,总投资高达95.3亿元。

由于耗费巨大,这样的一座大桥往往是国家级工程,所需要的资金、物资设备、技术人员等也需要专门布置。

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除了规模浩大外,海洋桥梁还有一处难点也是一般工程无法比拟的,那就是它必须与海洋环境做斗争。

在施工过程中,海洋中往往常年遭遇7-8级的大风和数米高的海浪。以平潭海峡大桥为例,在这里,每年7级以上大风超过200天。到了夏季,动辄还会有12级的台风扫过。大风会造成桥梁的振动,并严重阻碍施工。在疾风大浪中,工程船上光是活着都很困难,更别提施工了。

为了克服风浪,在跨海大桥施工之前,通常还要修建一些简易栈桥、施工平台这样的预工程,并在此基础上进行大桥施工。这又会大大增加施工的繁琐程度。

此外,海洋结构还要对抗海洋环境中的腐蚀。海水中的离子,配合海风和烈日,会对大桥结构中的混凝土和钢材造成严重的破坏,故跨海大桥使用的材料规格较之普通桥梁要更高,施工精度、规范程度以及对人员的要求相对于普通结构而言也要更高。

也正因为如此,跨海大桥是桥梁中当之无愧的巅峰,但同时也几乎必然意味着极其高昂的造价。只不过,跨海工程一旦建成,对区域经济的推动力度是惊人的。以港珠澳大桥为例,它将港澳之间的车程从3个小时缩短到了半个小时,节省下来的时间成本、运输成本、环境成本每年接近百亿。

可以说,跨海大桥是典型的“高投入,高收益”工程。

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跨海大桥如此高端,但却并非万能。

跨海大桥属于地上工程,难免会受到恶劣天气和海况的影响,不能始终保持通车。

以青岛的胶州湾跨海大桥为例,其每年禁止通行的时间折合为20-30天左右,遇大风、暴雨、浓雾等限制通行时间约在80天左右。尽管这相对于几乎完全不靠谱的轮渡而言已经有了很大的进步,但仍然不足以将区域连接为整体。毕竟,海峡一侧的居民不能指望着一条“不一定能通车”的大桥去另一侧上班。

此外,由于跨海大桥的单跨和桥高都有限,建成的大桥势必会影响船舶,尤其是大型船舶的正常通航。遇到恶劣天气或操作失误,还会出现船舶与桥墩相撞的事故。

因此,对于一些重要的跨海工程,工程师们通常会选择隧道方案。由于深埋水下,跨海隧道的通航几乎不受天气影响,甚至可以全年通车。大型船舶也可以在隧道上的水面畅行无阻,不受吨位的限制。

然而,跨海隧道的造价比大桥还要高上一个数量级。跨海大桥每公里桥面的造价通常在3亿元上下,而港珠澳大桥的沉管隧道每公里的总造价则超过30亿。

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如此巨额的投资,即使是港珠澳大桥这样的举国工程也难以负担全线的隧道,而是选择了半桥半隧的方案,全线35公里中的绝大部分采用桥梁方案,只有6公里采用了隧道方案,为伶仃洋留出了一条通向广州港的主航道,桥隧之间通过人工岛连接。

此外,与在山体中开凿隧道不同,海底并没有坚硬的岩层进行支撑,人们不可能直接在海底的淤泥中打洞。因此,海底隧道通常会直接清理海床,并在海床上铺设预制好的沉管隧道作为隧道的主体。

在海底将180米长、7.8万吨重,如同辽宁号航母一般巨大的沉管隧道进行连接,还必须保证不磕碰、不漏水,对于加工和安装精度的要求都极高。这也使得海底隧道的建设成本进一步飙升,对于国家的工程建设水平也是一大考验。

所有这些层层要求共同作用,使得修建大型跨海工程的门槛相当之高。就目前而言,既有足够高的跨海工程修建技术,又有充足的资金,同时还有大型跨海工程建设需求的国家,只有中国一家。


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