琼州海峡跨海通道工程前期研究及建议

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作者:shuili_123 2024-11-22 23:03:02
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1.建设项目前期研究内容

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2.建设项目前期研究内容包括

琼州海峡东西向长约80km,南北向宽19~39km,是我国三大海峡之一2002年粤海铁路轮渡建成,初步实现了两岸铁路连接但随着海峡两岸经济社会快速发展,铁路轮渡已难以满足两岸客货运输的需求,建设固定式跨海通道工程已成为必然选择。

3.建设项目前期研究报告

琼州海峡通道工程是推进交通强国建设的重要战略任务之一,对我国构建新发展格局具有特殊的重要意义在改善交通布局方面,该通道缩短了我国雷州半岛与海南岛的时空距离,提供全天候、快速、大能力运输服务,满足琼州海峡不同时段、不同层次的运输需求,不仅完善了国家综合立体交通运输网络结构,而且符合未来综合交通发展方向;在促进经济发展方面,该通道建设可提升海峡两岸的区位优势,有力地推动高质量、高标准建设海南自由贸易港和国际旅游岛,并为海南省积极融入粤港澳大湾区、加强北部湾区域合作创造新契机;在推动科技进步方面,该通道建设将成为我国工程科技创新的主攻目标,通过自主创新提供新技术、新材料、新装备、新管理,建成世界领先的跨越海峡通道工程。

4.建设项目的前期工作

此外,该通道将一体化建设我国内陆通往海南省综合管廊(包括油、气、水、电等),提高海南省的保障能力,增强资源供应链安全可靠性本文基于对琼州海峡通道运量需求及功能定位分析,阐明了项目建设的重要性、必要性从建设条件和发展趋势出发,进行了多方案论证比较,推荐中线通道方案(自雷州半岛炮台角至海南岛天尾角)。

5.项目前期研究基础

通过比选建议采用隧道工程方案,公铁一次规划,分期建设,先建铁路经综合分析项目的经济、社会、环境等效益,建议将该项目列入国家发展前期工作规划,尽早安排项目水文、工程地质勘察及关键技术研究等前期工作,为项目实施做好充分技术准备。

6.项目前期研究阶段的划分

1 跨海通道研究概述琼州海峡位于广东省雷州半岛与海南省之间,东西向长约80km,南北向宽19~39km在50m等深线之间有一深槽,长约70km,平均宽度为10km海峡平均水深约70m,最深处达160m它连通着我国的南海和北部湾,是海南岛与陆地实现陆岛连接必须跨越的天堑。

7.项目前期研究基础是什么意思

目前,琼州海峡通道虽然有铁路轮渡、水运、航空3种运输方式,但这些运输方式受天气和航路限制较大,无法提供全天候、大能力的运输保障现有粤海铁路轮渡,列车装卸与横渡海峡总耗时约3.5h,跨海运输效率低,受气候影响较大,不能满足人民群众高质量出行需要和货物运量的需求。

8.建设项目前期规划包括什么

琼州海峡跨海通道是“十纵十横”国家综合运输大通道中沿海运输通道的重要组成部分,目前通道内有铁路轮渡、水运运输、航空等3种运输方式,亦被纳入国家《中长期铁路网规划》(发改基础〔2016〕1536号)和《国家公路网规划(2013年—2030年)》研究项目。

9.项目研究的前期工作与实施的基础条件

建设琼州海峡通道十分必要近30年来,广东省、国家发展改革委、国铁集团、中国工程院等组织众多专家学者对通道规划和建设方案等进行了大量研究和探讨1994年11月,广东省交通厅委托广东虎门技术咨询有限公司开展琼州海峡跨海公路工程预可行性研究,并于1996年3月完成预可行性研究报告。

10.项目前期研究的核心内容

1997年2月,广东省交通厅委托广东虎门技术咨询有限公司作为总体单位,对同江至三亚国道主干线跨越琼州海峡开展工程可行性研究该公司从1997年至2002年历时6年,组织10余家单位广泛收集经济社会、交通运输、气象、水文、地貌、地质、地震等方面资料,对比研究了从东到西10个通道位置的优缺点,认为海峡西侧的雷州半岛灯楼角至海南岛红牌咀线位虽然跨海线路长,但具有水深浅(不超过45m,其余通道位置水深均超过80m)、海床稳定且海底地质较好、不受断层影响、场地地震烈度可按7度设计、施工难度少等诸多优点,并提出了沉管隧道、桥梁和桥隧结合3种方案,完成了《同(江)三(亚)国道主干线琼州海峡跨海公路通道工程前期工作第二阶段研究报告》。

2008年,为贯彻国务院关于加快琼州海峡跨海工程前期工作指示精神,在国家发展改革委指导和协调下,原铁道部、交通部、海南省、广东省签订了《关于琼州海峡跨海通道建设的会谈纪要》,于2008年6月初在海口召开了项目领导小组第一次工作会议,对规划研究工作做出了全面安排。

2008年11月完成了《琼州海峡跨海工程规划研究总报告》《社会经济与交通运输需求》《建设条件》《桥梁方案》《隧道方案》等专题研究报告其中,铁三院提出了阿基米德桥方案2009年2月,专家组(由孙永福任组长)对规划研究报告进行评审,并提出了开展勘察工作建议。

随后原铁道部安排了勘察任务,由中铁二院工程集团有限责任公司牵头,联合中铁大桥勘测设计院集团有限公司、海南省地质矿产勘查开发局、国家海洋局第一海洋研究所等单位,对中、西通道开展了地震勘探、磁法勘探、水上钻探、陆上钻探等工作。

2015年,国家铁路局启动了科研项目“铁路跨海通道桥梁建设方案研究”(KF2015-005-A)和“铁路跨海隧道建设方案研究”(KF2015-005-B),分别由中铁大桥勘测设计院集团有限公司和中铁隧道勘察设计研究院有限公司承担。

2016年12月完成了《铁路跨海通道桥梁建设方案研究报告》和《铁路跨海隧道建设方案研究报告》2019年初,中国工程院启动“琼州、渤海海峡通道工程前期战略研究”重大咨询项目该项目由孙永福院士和卢春房院士负责,中铁工程设计咨询集团有限公司牵头,与原中国铁路总公司、中国铁路设计集团有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司、中国铁路经济规划研究院等单位组成项目组开展研究。

该项目经过2年多广泛调研、资料收集、现场踏勘、案例分析、与相关方进行沟通及专家研讨,针对琼州海峡通道工程的建设必要性、建设时机、建设方案、运维方案、经济效益评价等内容开展前期研究,制定了经济合理的通道建设方案,构建了基于建、管、养一体化协同管理体系的智能运维方案,提出了跨海通道建设时机建议。

2 跨海通道建设必要性2018年4月13日,习近平总书记出席庆祝海南建省办经济特区30周年大会并发表重要讲话,郑重宣布党中央支持海南全岛建设自由贸易试验区,逐步探索、稳步推进中国特色自由贸易港建设2018年7月交通运输部印发了《贯彻落实〈中共中央国务院关于支持海南全面深化改革开放的指导意见〉的实施方案》,明确提出将海南省打造为深化交通运输改革开放试验区、交通强国建设先行区。

2019年9月,国务院《交通强国建设纲要》提出建设交通强国是党中央立足国情、着眼全局、面向未来做出的重大战略决策,是服务人民的根本需要、服务国家的战略需要、抢抓机遇的时代需要、推动行业高质量发展的内在需要。

琼州海峡跨海通道建设是支持海南交通运输事业全面深化改革开放的重要举措琼州海峡跨海通道建设,对内可有效促进海南省与粤港澳地区、广西北部湾区域的互联互通,有利于提升海口、湛江两市的战略支点作用;对外可搭建起海上连接东盟10国,陆地连接华南、西南腹地的“丝绸之路”桥梁。

海南省以“建设琼州海峡跨海通道”为重要抓手,可积极拓展我国面向东盟各国的经济通道,助推落实“一带一路”倡议,打造成为国际国内双循环的重要交汇点,充分发挥海南自贸港在双循环中的枢纽作用琼州海峡跨海通道建设将提高海峡两岸客货运输效率,大幅度降低客货运输单位能耗。

琼州海峡跨海通道在满足运输载体空间要求的同时,将充分利用通道预留空间,兼顾电力、燃气、通信等市政线缆的一体化敷设需求,是一条多功能综合管廊,将促进节能减排,是落实国家“碳中和”目标的重要体现琼州海峡通道是我国沿海南北大通道的重要组成部分。

建设琼州海峡通道,把海南岛与大陆紧密联结在一起,将极大缩短海南岛与广东省雷州半岛的时空距离,全面提升综合交通服务水平从运输需求看,现有粤海铁路轮渡,列车装卸与横渡海峡总耗时约3.5h,跨海运输效率低,不能满足人民群众高质量出行需要,2018年运输货物171万t,运送旅客256万人次。

此外,铁路轮渡、水运和民航,受天气和航路限制均较大,无法提供全天候的运输保障对于琼州海峡通道,根据预测,到2035年运送旅客将达到4800万人次,运输货物将达到588万t,需求旺盛建设琼州海峡通道,将提升海南省和广东省雷州半岛的区位优势,有助于推动高质量、高标准建设海南省自由贸易港,充分发挥交通先导作用,为海南省积极融入粤港澳大湾区、加强环北部湾区域合作创造新的契机;同时,对扩大海南、广东两省的就业机会,带动材料、机械、信息等产业发展,助推经济社会协调发展,起到积极作用。

3 跨海通道建设方案3.1 通道线位走向比选根据琼州海峡建设条件,对跨海通道进行了东、中、西3个线位比选(图1),各方案优缺点如下。

图 1 跨海通道位置示意(1)东线方案海底地形起伏强烈,最大水深85m,地震烈度为8度,靠近1605年琼海7.5级大地震震中,受地震和断裂影响比西线和中线大,登陆位置及两端接线与公路、铁路及城市规划不符,特别是铁路受接轨车站限制只能折向西接入海口站,跨海长度较长。

(2)西线方案跨海通道全长97.67km,其中海域段长40.36km,最大水深55m,地质条件优于中线,但穿过徐闻珊瑚礁国家级自然保护区的实验区,对环境的影响较中线大,与城市规划的匹配性不如中线,跨海通道投资多。

(3)中线方案跨海通道全长约29km,其中海域段长20.1km,最大水深90m,线路顺直,跨海工程短,与两岸公路和铁路连接顺畅,符合城市规划,中线方案优势明显3个线位比较,主体工程和引线工程投资少3.2 桥隧方案比选

在桥梁方案和隧道方案比较中,东、中、西三线采用桥梁方案均具有较大的挑战性,且琼州海峡是我国重要的交通航道,且该地区海雾较多,年平均雾日达到了21.5~29.0d,不利于桥梁通道建设结合前述海峡工程地质条件,中线和西线两通道均适宜修建隧道,且隧道方案具有对生态环境影响小、海峡通航无影响、可全天候运营等优点。

综上,琼州海峡跨海通道推荐采用中线隧道工程方案,隧道平面见图2,隧道纵断面见图3所示

图 2 琼州海峡跨海通道工程中线隧道方案平面

图 3 隧道纵断面3.3 公铁方案比选中线通道方案作了单建公路、单建铁路、公铁合建3种方式比较考虑到琼州海峡通道为综合运输大通道,首选公路与铁路合建,但此方案工程规模大、工期长、投资多为有效降低初期投资,建议“一次规划,分期建设,先建铁路”。

推荐先期建设中线铁路双线(预留公路通道),采用“双洞公路隧道+单洞双线铁路隧道+服务隧道”的四洞并行方案(图4)

图 4 隧道横剖面(单位:m)铁路等级为客货共线Ⅰ级铁路,速度目标值为200~250km/h铁路自拟建湛海高铁徐闻南站引出,经广东省湛江市徐闻县,在炮台角以海底隧道穿越琼州海峡,至海南省海口市天尾角登陆后,引入既有海口站,线路长约29km。

跨海隧道工程全长22.8km,其中隧道跨海域段20.1km,主要穿越黏土地层,海床最大水深90m;隧道穿越两端海岸陆域段总长2.7km(图3)公路自沈海高速(G15)广东端终点接出,向南穿越琼州海峡后,在海南端新海港附近登陆,先后跨海南环岛高铁、南海大道、海南西环铁路,再接海南环线高速,线路长约39.3km。

4 跨海通道建设可行性(1)技术可行性根据已有资料,琼州海峡地形地貌、气象水文、工程地质、水文地质、航道、环境等各方面条件,对跨海通道的建设均未发现颠覆性影响对比国内外大量已建成并顺利投入运营的海底隧道和水下隧道,琼州海峡土质地层较厚,采用盾构法掘进施工总体条件较好,有大量类似工程成功经验可借鉴。

勘察设计采用高精度海洋地球物理综合勘探及水下钻探技术,制定对应的技术措施,并充分发挥隧道机械化、信息化及智能化建造技术优势,隧道施工效率可以保证,施工风险可控运营期间采用结构健康监测网络,进行通道健康监测,实时预知安全隐患;构建基于预防修、状态修的养修模式;建立基于大数据和人工智能的跨海通道智能运维管理系统;研发通道快速修复材料和装备,及时进行养护维修;合理设置抢险、救援设施。

通过实施综合技术和管理措施,可实现运营期间风险可控新材料、新技术、新装备的进步和创新为跨海通道建设提供了更大施展空间高性能特殊钢材可以进一步提高桥梁的跨度,高性能混凝土有助于提高桥隧结构的耐久性BIM技术、大数据和人工智能等新技术被大量引入跨海工程的建设和运营中。

通过融合创新,促进了跨海工程建设和运营管理向精准、高效、绿色和智慧协同发展转型升级的必然趋势跨海工程新装备方面,各种水下载人机器不断涌现,可完成潜水员无法完成的相关辅助作业,未来将大幅度提高跨海工程的勘探深度和深水基础的施工深度。

未来更大吨位架桥机的成功研制,可以进一步增大桥梁跨度,从而减少跨海桥梁深水基础的数量借鉴和引用海上钻井平台的基础形式、建造技术及装备,可解决跨海桥梁深水基础对水深的限制当前盾构机正朝着大直径、多模态、智能化方向发展,其适用范围越来越广、适应能力越来越强。

(2)经济可行性琼州海峡通道推荐方案预估总投资为460.17亿元,其中静态投资406.62亿元(跨海工程部分352.87亿元,南、北两端接线16.04亿元,海口站及动车所等配套工程37.71亿元)按资本金比例70%计,项目投资税前财务内部收益率5.64%,税后财务内部收益率4.62%。

初步测算,本通道建设将拉动当地国民经济生产总值增长1275.90亿元通道建成后,在节约运输时间、降低运营成本、减少交通事故等方面外部效益达5285.92亿元以上项目社会经济综合效益内部收益率达18.81%。

鉴于琼州海峡通道工程具有“准公共产品”性质,因此资本金宜由政府主导,同时运用市场机制,积极吸纳社会投资,形成多元投资格局5 结论与建议近年来,我国在交通基础设施建设领域取得了举世瞩目的成就,已具备修建琼州海峡通道的技术和装备条件。

本文系统梳理国家、相关省市、有关部门关于琼州海峡通道的研究成果,对琼州海峡通道建设必要性、建设条件、建设方案、运维方案开展系统研究,对海峡通道经济、技术、环境等影响进行综合评价,提出建设琼州海峡通道建议如下。

(1)成立机构尽快成立琼州海峡通道公司或筹备组,负责组织项目筹备工作和关键技术攻关研究工作;深入开展琼州海峡通道设计、施工和运维技术专题研究,深化隧道工程方案论证,为工程建设创造条件;深入研究投融资模式、运营方案、综合开发方案等内容,为增加项目效益提供保障。

(2)建设时机随着海南“三区一中心”“海南自由贸易港建设”等全面实施,海南与外界联系日益紧密,岛内外交流日趋频繁,运输需求尤其是客运需求迅速增长,水运在运输能力和运输质量上将难以满足日益增长的运输需求另外,琼州海峡位于热带气旋、浓雾等不良气象多发区,轮渡航线难以长期适应全天候安全运输的需要。

建议琼州海峡通道项目在充分做好前期工作的基础上,力争“十五五”前期开工建设,经过8年左右时间建成通车,早日服务于国家、造福于人民(3)融资模式经调研,世界同类工程主要采用政府出资和BOT两种模式政府出资模式一般由中央政府专项建设基金、地方政府财政性资金等作为资本金,其余资金一般采用银行贷款,政府前期出资压力较大,但政府对项目建设和运营管理监管的可靠性高。

日本青函海底隧道即采用了政府出资模式BOT模式中,社会资本占大头,可在一定程度上缓解政府在项目前期的资金压力,但不利于政府对项目全过程实施有效管控英法海底隧道即采用了BOT模式完全由社会资本负责,但难于承受,后期不得不进行重组。

琼州海峡跨海工程有较好的经济效益和社会效益,应发挥政府主导作用,并采取有效措施吸引社会资本参与鉴于琼州海峡通道的重要意义,建议琼州海峡通道工程采用“中央政府+地方政府+社会资本+银行”共同出资模式(4)建设理念

跨海工程应遵循“以人为本、安全可靠、低碳环保、智能高效”的建设理念跨海工程的决策应遵循以人为本原则方案比选和设计过程中也应坚持以人为本,确保建设方案安全、便捷和舒适跨海工程具有距离长、周边环境复杂、防灾救援疏散困难等特点,工程建设和运营过程中一旦出现事故,将会对人民生命财产造成不可估量的损失,因此,增强工程韧性,提高工程耐久性,确保安全可靠是跨海工程建设的基本遵循,必须贯穿跨海工程勘察、设计、施工和运维的全寿命周期。

全球变暖是人类行为造成地球气候变化的后果,环境问题是人类面临的重大而紧迫的全球性问题,实现碳达峰、碳中和是各行各业的共同目标交通工程,尤其是长大跨海工程,建设规模大、消耗多,是碳排放的重要来源因此,在跨海工程设计、施工和运营中,低碳环保的建设理念是时代的要求。

随着信息化、智能化技术的发展,一种全新的无人化、少人化的工程建设场景逐渐展现在人们眼前跨海工程面临深水地质勘察、长距离隧道施工、海底长大隧道防灾救援疏散等技术难题,采用智能勘察、智能设计、智能施工和智能运维技术,实现工程建设运营智能化是解决这些技术难题的有效途径。

(5)运维方案琼州海峡隧道需统筹考虑隧道建造及运维需求,建立风险防范体系和防灾减灾救援体系;针对隧道结构状态和环境,建立全生命周期隧道结构及环境监测系统;基于“预防为主,防治结合”原则,进行隧道“预防修”和“状态修”;通过利用BIM+GIS技术和海量信息,实现琼州海峡隧道智能运维。

(6)技术攻关琼州海峡南侧陆域发育两条全新世活动断裂,两岸有第四纪火山活动,历史上发生过7.5级地震海峡是否存在深大断裂、断裂的活动性、地震活动性、火山活动性等对琼州海峡拟建工程影响极大建议进一步开展“琼州海峡地震、火山、地质构造(活动断裂)特征及其对跨海工程影响的专题研究”,同时应用最先进的海洋地质勘察手段对推荐线位和比选线位上通道影响宽度及深度范围的地质情况进行系统性勘察工作,为工程方案实施提供地质条件依据。

琼州海峡隧道方案长度超过20km,最大水压约1.45MPa,面临超高水压、长距离掘进(10.7km)、水下对接、联络通道施工等多项技术挑战,建议开展超高水压下密封技术、常压换刀技术、盾构水下对接技术以及机械法横通道施工技术等关键技术的专题研究。

本文转自《铁道标准设计》——琼州海峡跨海通道工程前期研究及建议,作者孙永福,刘建友等;仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除!

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