渤海海峽能修建「沉管隧道」嗎?
「沉管隧道」是在水底建築隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干個預製段分別浮運到海面(河面)現場,並一個接一個地沉放安裝在已疏浚好的基槽內,以此方法修建的水下隧道。
「沉管隧道」的修建方法是不是比盾構法(挖洞的方式)更快啊?畢竟挖123公里長的洞洞,兩頭開挖也要10年時間啊。沉管法直接在岸上造好管道,然後沉到海底接起來要快得多吧,能不能5年建完渤海隧道呢?
很奇怪為什麼沉管的話題下只有這麼一個問題,也許這個行業的確比較小眾吧。雖然港珠澳馬上就要通車了,深中通道和大連灣海底隧道都在緊鑼密鼓地進行之中,但實話實說,「沉管隧道」目前還是一個應用面比較窄的工法。
既然是「渤海海峽是否能修建沉管隧道」這樣的問題,那麼我們首先假定提問者對於「沉管隧道」的特點有基本的了解。如果不了解的,可以參考陳韶章先生的《沉管隧道設計與施工》,或者湊合看看百度百科: 沉管隧道_百度百科
就我個人在工作中對於沉管隧道工法粗淺的理解和積累,我認為沉管法作為水下隧道,最適合的環境條件應該有四條:埋深淺;地基好;流速緩,淤泥少。
從這個角度來講,港珠澳和深中通道,雖然成為了或者即將成為我國乃至世界隧道工程領域的標杆,但很可惜,都不是最適合沉管工法的海底隧道。 (很榮幸我一直追隨業內翹楚參與其中,但搞技術的人應該實事求是。下一步有機會的話,或者如果有人感興趣的話,再攤開講這個話題)
我正在做的大連灣海底隧道,馬上就要開工建設了,很欣慰,我喜歡的這四個條件基本都具備,真是滿意。
渤海海峽的具體情況,百科裡說的很清楚,有興趣的同學可以看一下:渤海海峽_百度百科
渤海海峽自北向南的三條最重要的水道分別是老鐵山水道、長山水道、登州水道,同學們可以看看,最寬的老鐵山水道,占整個渤海海峽的2/5,由於地形的影響,流速大,沖刷強,水深超過50米!!!這個絕對不滿足「埋深淺」的要求,這是第一點。
例如我們正在做的深中通道,最深斷面位置管頂有25米左右的水頭,如果做鋼砼管節的話,要上到4排D40的鋼筋,那麼60m+的水頭,除了深中我們做的另一個鋼殼混凝土的辦法,我實在是想不出什麼有可能實現的解決方案,不過也就是「可能」而已,這個量值的荷載會伴隨其他很多問題。
第二點,地基問題。渤海海峽雖然天然海床淤泥少,岩面很淺,但中間橫穿了郯廬斷裂帶渤海延伸段-營濰斷裂帶,左右兩側基底並不相同。如果有地震安評報告的話(也必須要有),這裡的縱向地震作用會對管節接頭提出更高的要求。到時候現有的成熟做法可能都會被顛覆,不管是Gina止水帶、Omega止水帶,不管是剛性方案、半剛性方案、柔性方案,統統沒有辦法來應對這個巨大的挑戰。(我本人的博士論文也是關於土-結構共同作用體系的地震影響分析,如果哪位對於管節接頭抗震性能這個topic有見解的話,歡迎交流)
第三點,「流速緩」,是對管節沉放時的精度控制與成本控制有很大好處的。這點懂點沉管工藝的人都知道我就不多說了。老鐵山水道東西流向的水流最大流速是6.25節,而且暗流很多,有「東方百慕大」的綽號,這樣的條件,並不適合。
綜上所述,我個人的觀點是,沉管工法並不是煙大隧道的最優解。但鑽爆法和盾構法也各有弊端。比如岩層裂隙對於鑽爆隧道的防水會產生致命影響,以及盾構機在海底發生卡機時基本無法補救。我拋磚引玉,還是由更熟悉這兩個工法的同學們回答吧。
還是造橋吧,即使地震了,也是在明處,傷亡也至少能看見,多用柔性連接吧,隧道太嚇人了。
柔性橋面技術是關鍵,橋面完全可以是蛇形鉸鏈連接啊!地震也不怕,可以做實驗看看沉管法只適合在海底不深,海底洋流小的地方
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