当前位置: 科索沃 >> 历史沿革 >> 桥隧之争,海峡到底该如何跨越
随着世界经济的发展和技术的进步,20世纪50年代以后,以跨海大桥和海底隧道为代表的跨海通道形式相继在世界各国出现。国内上海崇明岛屿跨海大桥、青岛胶州湾跨海大桥、厦门翔安海底隧道、海南琼州海峡等,在项目筹备的过程中都都遇到了“桥隧之争”这个问题。对于桥隧方案孰优孰劣,需要一个客观全面的论证依据来支撑才能做出合理的决策,探索并建立科学、客观、全面、可行的综合评价指标体系是进行桥隧方案论证比选的关键。
01
经济性角度
近几年来隧道设计施工技术(包括沉管隧道)的飞速发展和提高,使得过去人为只能修桥的跨河、跨海通道,多了个修建跨海隧道的选项和有了实现的可能性。有研究表明,一般情况下,造桥的造价低于造隧,且技术难度相对较小。但跨海桥梁在深水区的建造极其困难,桥体的桥墩底部在水流的冲刷下,很可能造成基础的倾斜,继而影响桥体的失稳、倒塌等危险。如果在场地地址较好、跨越的长度足够大、水文(海况)条件困难或所处航道十分繁忙的越海通道处修建水下隧道,其每米的造价大致与每米桥梁相当,甚至还低于桥梁,所以具体情况需要具体分析。
但是从运营角度来看,桥梁方案运营能源消耗小,运营费用低;隧道方案运营能源大、运营费用高。桥梁方案建成后,由于其处于露天状态,没有复杂的通风系统、排水系统、监控系统等一系列附属设置。其主要的电力消耗是夜间照明,点缀夜景,有电与否不影响其使用功能。桥梁运营能源消耗小于隧道。而隧道运营必须有一套完整的运营通风、照明、防灾、监控、排水设施,桥梁后期运营主要是大修理费和日常结构维护保养费。因此,从运营能源消耗节约程度上,桥梁性价比优于隧道。
以琼州海峡为例,随着城市规模的不断扩大和人口的急剧增长,土地作为不可再生的资源日益短缺。撇开地质条件和技术因素,“寸土寸金”的土地及动拆迁成本是在规划或选定跨江、跨海线位时必须考虑的重要制约因素。因此算起经济账来,琼州海峡隧道建设的性价比也远远胜过大桥。琼州跨海大桥需要很长的引线,涉及琼粤两岸人民征地拆迁问题,势必增加建设成本,这是当地政府不愿看到的。而隧道在建时能做到不拆迁或少拆迁,占地面积很少,引线比桥梁短;隧道的建设用钢量也比桥梁少,且只需普通建筑钢,工程总价低于桥梁。据高铁院士王梦恕估算,琼州海峡采用隧道方案,工程造价最多不超过亿元,设计使用寿命年;如果采用跨海大桥方案,费用将高达亿元,使用寿命只有几十年。
此外琼州海峡被称为“黄金水道”,每天有数十艘30万吨大型油轮往返通过,供应全国石油的消耗,其他各类客货轮、军事用舰船也要经常通过,航船如梭,是我国海上重要战略通道,如果修桥不采用大跨度桥梁,那么对航运业的打击是灾难性的。
图
琼州海峡地理位置图
02
抵抗自然灾害和人为灾害角度
1、抵御自然灾害角度
桥梁桥面敞开,桥上车辆受风、雨、雾、结冰等恶劣自然条件的影响较大,且桥梁暴露在空中容易遭受氧化作用、海水腐蚀等。为了保证行车安全,一般在大风、暴雨、浓雾、大雪等情况下大桥通行受限,甚至封锁交通。但是桥梁设计车速高,大桥桥面视野开阔,行车环境好,时速可达公里。在跨海大桥运营期间,对火灾水灾和意外交通事故可以实施路上和海上救援,更为安全便捷。
隧道在一定水深和一定厚度的土岩覆盖下隐蔽性大,抗腐蚀能力强,能有效地抵御地震、海啸等自然灾害的破坏,结构耐久性好,并能全天候通车运行。汶川地震的经验告诉我们,地下工程比地上工程更耐震,因为地上工程四面临空,地震时晃动剧烈,建筑物容易损坏。而地下工程由于和岩石融为一体,其稳定性比较好,抗腐蚀、抗渗水度均为最高等级,能抵抗8级地震。缺点是在不良地质中隧道对渗漏很敏感,特别是当地处地壳板块活动带时,会对修建带来很大的困难。其次,隧道受到交通断面限制,不利于交通疏导。隧道内采光性较差,视野首先,对司机有压抑感,行车环境相对较差,在发生灾害性事故及突发事件特别是火灾时,受损较大,很容易危及旅客安全,事后恢复交通的时间也相对较长。
无论是在胶州湾还是以琼州海峡,天气因素对跨海大桥方案都相当不利。以琼州海峡为例,琼州海峡年平均风速为3.2m/s,常风向为NE,频率为15%,全年出现大于8级的大风日数平均为13.5天,最多年为14天,平均为6.4天。其次,琼州海峡还处于台风多发地区,平均每年台风影响次数为27次,登陆时风力大于12级以上,并伴有暴雨。此外,海峡地区多雾,雾天长达21~29天,一般雾持续几个小时,最长达14个小时。在这样的恶劣的天气条件下,桥梁不能全天候运行的天数将达到每年50天左右。但是如果建设隧道的话,它可以避开这样的缺点。另外,地质勘察表明,在琼州海峡海底~米的沉积层内,还没有发现岩石,即意味着大桥修建的桩基将打在海底淤泥上而不是岩石上,其牢固性可想而知。
2、抵御人为灾害角度
桥梁,维修频率高,还可能发生航船与桥梁墩台碰撞的事故,如果发生将危机桥梁和船舶安全,同时会造成航道不通畅而待航的问题。海底隧道,由于建在水下,对通航的影响相对较小,但也应该选择隧道海上通风口的位置,设置警示和防撞标识。
安全问题是另外一个重要因素。大桥目标明显,难于伪装和防护,如果遇到战争,跨海大桥将成为直接攻击目标,被炸断后会阻断战时交通,难以修复。中东海湾战争证实,一颗激光制导航弹或巡航导弹,即可破坏一座大桥,同时还阻塞航道;科索沃战争中位于科索沃境内多瑙河上的几乎所有桥梁被炸毁,而隧道除一处涵洞被炸毁外,均未被炸坏。这是因为大桥为线目标,十分明显,难于伪装和设防。特别是海峡宽度大,为保证大吨位船只的通航,必须增大桥梁跨度,多采用斜拉桥悬索吊桥方案,这两种上部结构的桥。只要炸塌索塔,则全桥立即彻底自毁,无法修复,而炸索塔,对于精确制导武器,易如反掌。而海底隧道处于海底岩石以下,仅两个口部暴露,易于伪装和防护,而一旦爆发战争,其安全性是毋庸置疑的。这是桥梁和隧道在抵御战争破坏能力上的差别。
03
保护环境角度
环境是指围绕着人群的空间,及其中可以直接、间接地影响人类生活和发展的各种自然环境要素和社会环境要素的总体。跨海通道为大型人分工建造,在勘探设计、施工和运营期间必将对周围的生态环境产生一定的影响。
桥梁的建设干扰了原有的自然风光,大桥桥墩施工炸礁和桥墩建成后占用海面空间对海域生态有不利影响;大桥在建成后一定程度上会改变水流的流向、流速和流量,易造成港湾及桥墩附近沉砂、淤积;日夜通行的车辆的噪音、废气,夜间的灯光极有可能对海洋的鱼类等生物的习性产生重大影响。而隧道属于地下隐蔽工程,除了需要在海中设置巨型烟囱状通向风口,整体来说对海洋生态环境和水动力影响较小,只需要注意处理利用好隧道开挖时产生的弃渣。
以琼州海峡为例,琼州跨海大桥的修建势必要通过海上环境和渔业资源区,其中跨海大桥的一个方案中还要跨越徐闻县国家级珊瑚礁自然保护区和大黄鱼资源保护区,对海洋资源的破坏难以估量。而隧道下穿海底,丝毫不影响海域生态环境,同时还能避免噪声、尘土对周围环境的影响,有利于环境和渔业资源等的保护。
04
总结
桥梁、隧道都是人类征服大自然的产物,也是人类进一步对大自然征服并加以利用的必不可少的工具。目的在于连接陆路交通,缓解道路的紧张情况。一般来说跨海通道都是一些工程量大,难度高的工程,是采用桥梁方案还是隧道方案,必须根据项目区域自然地理条件,地形、地质条件,通过对环境、通航影响以及两岸接线条件等方面做全面分析,选择最合适的建造方案,必要时可以采取桥隧结合工程。具体问题具体分析,全面辩证的看待问题,选择最合适的方案,对于通航建设具有十分重要的意义。
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇