琼州海峡跨海通道前期战略研究取得突破性进展

来源:中华铁道网

  琼州海峡的重要意义

  琼州海峡地处广东省与海南省之间,是我国三大海峡之一。海峡东西长约80km,南北宽19.4~39.5km,最大水深约120m。琼州海峡通道是“21世纪海上丝绸之路”的重要支撑,研究跨海通道工程构建区域间便捷通道,对加快海南自贸区(港)建设、加强东南亚地区合作,对响应国家“一带一路”倡议,促进区域经济发展,加强我国国际地位具有重要意义,并有利于完善国家的综合交通网,构建我国一体化的综合交通体系,以及对提高军事投送能力、维护南海主权具有十分重要的战略意义。

  在国家加快推进跨海工程前期工作的背景下,2018年中国工程院牵头开展《琼州、渤海海峡通道工程前期战略研究》,中铁二院土建一院承担《琼州海峡跨海通道建设方案研究》课题的技术攻关。

  跨海超级工程挑战前所未有

  琼州海峡跨海工程长约24km,最大水压近1.5MPa,具有水深、风大、浪高、流急、地质构造复杂、火山与地震活动频繁、航运繁忙、环境影响敏感点多等特点。跨海通道海床下300m内未见基岩,采用盾构法施工方案,开挖直径约16m,海域内通航要求高不具备设置人工岛的条件,于广东、海南两端采用盾构始发相向掘进、海峡深水条件下对接,其单向掘进长度超过11km。本项目集超高水压、超大直径盾构、超长距离掘进、深水条件下对接等多项技术难题于一体,尚无工程实例可借鉴,面临前所未有的技术挑战。

  协同创新攻坚克难

  自本课题立项以来,土建一院课题组克服生产任务繁重、研究时间紧迫、外部资料缺乏等实际困难,积极搜集琼州海峡通道前10年的历次研究资料,结合新形势发展,对桥梁、隧道方案进行了大量的研究比选工作。

  5月初课题组赴海南、广东两省调研,地方提出本跨海通道需要在高速铁路的基础上进一步研究高速公路隧道进岛的可行性,并提出搭载市政管网的功能需求。隧道专业创新团队开展了公铁隧道合建、公铁隧道共通道分建、公铁隧道分期建设3大类方案,每个方案中又包含双向4车道、双向4车道+应急车道、双向6车道等子方案,共研究拟定了近20个不同的公铁隧道敷设方案,经过课题组多次研讨比选,最终推荐双向6车道两洞公路隧道+双线合修铁路隧道+服务隧道的布置形式。

  针对本项目24km跨海公路隧道不具备设置中间风井条件下,如何解决特长公路隧道超长距离的通风难题,是制约跨海公路隧道是否可行的重大技术难题。隧道专业范磊集合多年隧道通风研究成果,开展了大量的技术分析和方案比选,先后提出全纵向送排通风、隧道拱部设排烟道分段纵向通风、隧道分段纵向+半横向通风等多个新型通风技术方案,突破现有规范限制,敢于创新通风设计方法,理论联系实际,论证了跨海公路隧道长距离通风的可行性,破解了长期制约琼州海峡公路隧道方案不具有可行性的技术瓶颈,为琼州海峡综合交通隧道建设方案规划奠定了坚实的基础。

  琼州海峡隧道方案面临16m级超大直径盾构在1.5MPa超高水压条件下一次超长掘进11km史无前例,超高水压下超大直径盾构水下对接、超高水压下近130座联络横通道施工也是世界级技术难题,隧道专业创新团队陈昂、熊国兴等年轻骨干勇挑重任,在土一院朱勇副总工程师、隧道所卿伟宸及范磊的技术指导和大力协助下,群策群力,破解技术难题,并广泛搜集世界范围内超大直径、超高水压、超长距离盾构隧道施工、水下对接、机械法联络通道工程案例,结合琼州海峡面临的巨大挑战,积极与相关设备厂家进行技术交流和方案研讨,基本解决了隧道方案盾构法施工的设备可行性及工程技术难题。

  为充分利用海峡通道资源,针对地方提出的市政管线一体化敷设需求,隧道专业朱宏积极发挥个人在综合管廊方面的优势,搜集了大量铁路、公路、市政管线敷设的规范要求和工程案例,分析研究了通信光缆、电力电缆、石油燃气管线一体化敷设的可行性,解决了跨海隧道管线一体化布置难题。

  厚积薄发载誉而归

  6月10至12日,中国工程院咨询研究项目《琼州、渤海海峡通道工程前期战略研究》中间成果汇报会在北京举行,会议由铁路总公司卢春房院士主持,课题组孙永福院士、秦顺全院士参会,原铁道部部长傅志寰院士到会指导。集团公司副总工程师王应良、土建一院副总工程师朱勇带领课题组参加。

  土建一院课题组汇报了琼州海峡跨海通道现阶段研究成果,针对今年5月初课题组赴海南、广东两省调研情况,重点汇报了跨海公路、铁路隧道敷设方案,公铁隧道搭载市政管线一体化布置方式、24km公路隧道无通风井条件下运营通风及防灾通风方案、1.5MPa超高水压条件下16m级超大直径盾构单次11km超长距离掘进的可行性及相应技术方案等。桥梁专业补充汇报了中线桥梁方案、深水基础形式、全天候运营可靠性初步研究成果。

  在充分听取课题组的研究成果汇报后,卢春房院士、孙永福院士对课题组所取得的研究成果和技术突破进行了表扬。与会专家对研究成果进行了广泛讨论,一致认为我课题组在前期研究工作的基础上,结合琼州海峡两岸社会经济发展新形势、桥隧工程新技术,针对性地进行了大量工程调研、方案比选和技术攻关工作,内容翔实、方案合理。特别是土一院隧道专业攻克了24km公路隧道无中间风井条件下的运营通风和防灾通风重大技术难题,打破了琼州海峡通道10年前历次研究受通风技术制约公路隧道不具可行性的技术壁垒,解决了公路隧道方案实施的最大技术障碍,超越了德国费马恩海峡公路隧道18.1km的最长通风距离,深受院士、专家的高度肯定。

  再接再厉勇攀高峰

  下阶段,课题组将结合院士、专家指导意见,继续深化技术方案研究,瞄准前沿科技,突出关键共性技术、前沿引领技术,高质量高标准完成本课题既定研究目标,打造中国特色的世界顶级工程,助力海南发展,为“交通强国”战略贡献二院力量。