跨海通道橋隧方案比選

劉云斌

(浙江省舟山市普陀交通運(yùn)輸局，浙江舟山 316100)

0 引言

我國是一個(gè)臨海的大國，跨海連島通道工程修建方興未艾，大型跨海通道可采用建設(shè)方案有橋梁和隧道，隧道根據(jù)工法可劃分為水下鉆爆隧道、盾構(gòu)隧道、沉管隧道等，在國內(nèi)跨海通道早期基本是采用橋梁，國內(nèi)已建跨海大橋眾多，但近年，隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)飛速發(fā)展，隨著我國第一座海底隧道(廈門翔安隧道)的成功建成通車，青島—黃島海底隧道也于2011年5月建成通車，跨海通道采用隧道方案工程實(shí)例越來越多，擬建的海底隧道還有汕頭蘇埃灣海底隧道、渤海灣海底隧道、伶仃洋跨海工程、瓊州海峽跨海工程、杭州海灣工程等等。現(xiàn)在，在擬建的跨海通道建設(shè)方案再也不是以前的單一考慮橋梁方案，一般都要求進(jìn)行橋、隧方案的比選。

本文結(jié)合擬建舟山沈家門至魯家峙跨海通道工程，對橋、隧特點(diǎn)做全面研究分析。

1 工程概況

舟山市沈家門至魯家峙跨海通道位于舟山市沈家門半升洞至魯家峙島東側(cè)，路線大致呈東北至西南走向，起點(diǎn)與沈家門東部海洲路相接，終點(diǎn)接魯家峙島規(guī)劃道路。平面布置圖見圖1。平面主要控制因素有:起點(diǎn)接海洲路的節(jié)點(diǎn)、跨越半升洞客運(yùn)碼頭的節(jié)點(diǎn)、終點(diǎn)與地方路相接的節(jié)點(diǎn)，路線全長約1．7 km。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:設(shè)計(jì)速度60 km/h，雙向四車道二級公路。通航凈空為214 m×21 m，最高通航水位為2．84 m。

2 橋隧特點(diǎn)分析比選

舟山市沈家門至魯家峙跨海通道工可階段對橋梁方案和隧道方案均進(jìn)行了深入研究，橋隧方案軸線基本相同，橋梁方案推薦主橋采用186 m+456 m+186 m斜拉橋方案，引橋采用箱梁結(jié)構(gòu)。隧道方案推薦采用盾構(gòu)法隧道。本文重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面介紹橋隧方案的比選情況。

2．1 兩岸接線

魯家峙端通道兩側(cè)較開闊，目前無控制性建筑物，隧道主要是要保證在南岙崗山前接地，與規(guī)劃路銜接，方便未來魯家峙東側(cè)車輛進(jìn)出。

沈家門端控制性建筑物較多，主要有半升洞客運(yùn)站和半升洞供應(yīng)站。

由于盾構(gòu)隧道埋深較深約12 m，海洲路接地點(diǎn)較橋梁方案向前延長約100 m，隧道方案接地點(diǎn)位于供應(yīng)站前，建成后接地點(diǎn)處的橫斷面中間為本項(xiàng)目四車道，兩側(cè)各設(shè)兩車道的輔助車道，因此需對原海洲路進(jìn)行拓寬改造，隧道方案需拆除半升洞供應(yīng)站局部房屋，拆遷難度較大。橋梁方案不需拆除供應(yīng)站房屋。

隧道方案需在半升洞客運(yùn)站處布設(shè)工作井，需拆除半升洞客運(yùn)站。橋梁方案上跨半升洞客運(yùn)站，可不拆除，但景觀效果較差(見圖2)。

橋梁方案對海洲路改造長度較短，施工期間封閉時(shí)間較短，隧道海洲路段采用明挖法施工，工期較長，對海洲路影響較大。

2．2 對通航的影響

隧道方案對通航?jīng)]有影響，有利于航道的長久可持續(xù)發(fā)展，橋梁方案對通航有一定影響。盾構(gòu)隧道方案埋深約12 m，施工和運(yùn)營期間對通航均無影響。橋梁方案通過主航道孔跨徑的合理布置也能滿足通航凈空的要求，但是橋梁方案橋墩的布設(shè)會(huì)進(jìn)一步加劇沈家門港區(qū)航道淤泥的堆積，對航道清淤疏浚會(huì)造成一定影響。因此，從有利于沈家門港區(qū)航道的長久可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，隧道方案優(yōu)于橋梁。

2．3 氣候的影響

橋梁方案受大風(fēng)、暴雨、霧、臺(tái)風(fēng)等不利氣候的影響較大，隧道不受惡劣氣候影響，能全天候保證本通道交通暢通。本項(xiàng)目位于有“開門見海”之稱的舟山市，且兩岸具體位置均位于海邊，施工和運(yùn)營期間易受氣霧與大風(fēng)的影響，特別是出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、濃霧天氣時(shí)，橋梁方案將會(huì)極大的影響行車安全及通行能力，特殊情況可能需暫時(shí)封閉橋梁，而隧道方案由于深埋于地下，基本不受影響，可以保證全天候運(yùn)行。

2．4 對船只避風(fēng)的影響

沈家門是著名的漁港，也是良好的避風(fēng)港，每當(dāng)大風(fēng)季節(jié)，大量漁船來港避風(fēng)和補(bǔ)給淡水、冰、油及生活必需品。魯家峙島西側(cè)已經(jīng)有建成通車的魯家峙大橋，本項(xiàng)目位于魯家峙島東側(cè)，如果仍采用橋梁方案，雖然橋梁方案通航滿足通航要求，但遇大風(fēng)和臺(tái)風(fēng)等惡劣氣候條件時(shí)，大量船只在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)港避風(fēng)，此時(shí)橋梁方案的通行能力較隧道低，甚至可能增加撞橋事件概率。尤其是橋梁施工期間對沈家門港船只進(jìn)出影響較大。

2．5 對生態(tài)環(huán)境的影響

隧道方案對生態(tài)環(huán)境影響較小，有利于保護(hù)城市自然景觀，橋梁方案對生態(tài)環(huán)境影響較大，對城市整體景觀效果有一定影響。

本項(xiàng)目跨越沈家門港區(qū)航道，海洋生態(tài)環(huán)境脆弱，隧道方案位于地下，隧道施工不破壞海洋生態(tài)環(huán)境，運(yùn)營期間產(chǎn)生的噪聲、塵土對周圍環(huán)境影響較小，但應(yīng)考慮隧道通風(fēng)對大氣環(huán)境的影響;橋梁方案施工階段在海灣作業(yè)面較大，施工期間對海洋生態(tài)環(huán)境影響較大，運(yùn)營期間產(chǎn)生的噪聲、塵土對周圍環(huán)境的污染也很大，同時(shí)橋墩的布設(shè)也會(huì)造成海水流速、流向和海床演變等一些變化，進(jìn)而對海洋生態(tài)環(huán)境也會(huì)造成一定影響。

舟山是全國著名的旅游城市，沈家門港作為高檔次的舟山海鮮美食長廊和晚間娛樂休閑活動(dòng)，與魯家峙島的美麗景觀交相輝映，隨著沈家門夜排檔名氣大增，到夜排檔光顧已成為舟山旅游的一項(xiàng)重要行程，隧道方案位于地下，不會(huì)破壞景觀。而橋梁方案雖然可以為城市增添一道人造景觀，但橋梁密度太大，整體景觀效果較差。

2．6 施工風(fēng)險(xiǎn)

隧道方案的施工風(fēng)險(xiǎn)雖然是可控的，但是相比于橋梁方案，隧道方案的施工風(fēng)險(xiǎn)較大。根據(jù)我國的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，隧道、橋梁方案都是可行的。推薦采用的186 m+456 m+186 m斜拉橋方案，具有大量的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，施工技術(shù)成熟，其建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)較小。隧道方案推薦采用盾構(gòu)法施工，近幾十年國內(nèi)興建了大批類似直徑的水下隧道，其施工技術(shù)也日趨成熟。但由于海底隧道施工受地下水影響和地址變化影響較大，因此，從控制工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的角度考慮，橋梁優(yōu)于隧道。

2．7 運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)

橋梁方案的運(yùn)營安全性較好，隧道方案運(yùn)營安全性相對較差。橋梁方案由于位于地面以上，處于開放狀態(tài)，在日常運(yùn)營中不需要大量的附屬設(shè)施保證其運(yùn)營的安全性。即使交通事故阻塞、火災(zāi)，橋梁由于視野開闊、通風(fēng)不受影響等優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致重大事故的概率也較小。隧道方案位于地下，汽車在地下狹長封閉的空間通過，會(huì)給人一種壓抑與緊張感;隧道內(nèi)空氣流動(dòng)性差，長期運(yùn)營條件下，空氣比較污濁;且隧道受意外事故特別是火災(zāi)影響，損失程度比較大。

因此，從運(yùn)營安全性考慮，橋梁優(yōu)于隧道。

2．8 工程造價(jià)

橋梁方案總投資估算約8．39億元，盾構(gòu)隧道方案總投資估算約9．52億元。隧道方案較橋梁方案總投資多1．13億元。

2．9 運(yùn)營成本

橋梁方案運(yùn)營能源消耗小、運(yùn)營費(fèi)用低;隧道方案運(yùn)營能源消耗大、運(yùn)營費(fèi)用高。橋梁方案建成后，由于其處于露天狀態(tài)，沒有繁雜的通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等一系列附屬設(shè)置。其主要的電力消耗是夜間照明，點(diǎn)綴城市的夜景，有電與否不影響其使用功能。橋梁運(yùn)營能源消耗小于隧道。

隧道運(yùn)營必須有一套完善的運(yùn)營通風(fēng)、照明、防災(zāi)、監(jiān)控、排水設(shè)施，橋梁后期運(yùn)營主要是大修理費(fèi)和日常結(jié)構(gòu)維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)。

因此，從運(yùn)營能源消耗節(jié)約程度上看，橋梁優(yōu)于隧道。

在本跨海通道工程中，橋梁方案在工程投資、后期運(yùn)營、兩岸接線方面優(yōu)勢明顯，因此沈家門至魯家峙跨海通道初步研究擬采用橋梁方案。

3 結(jié)語

一般跨海通道都是一些工程量大，難度高的工程，是采用橋梁方案還是采用隧道方案，必須根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域自然地理?xiàng)l件，地形、地質(zhì)條件，通過對環(huán)境、通航影響以及兩岸接線條件等方面做全面分析，選擇合適的建設(shè)方案對通道建設(shè)具有十分重要的意義。