臺灣海峽隧道的工程設計
(壹)主線
A)臺海通道中主線泉州—臺中彰化橋隧設計方案,通行2-4線鐵路,時速200公裏以上,分成五段:
1、從崇武至西橋隧連接島的西段橋梁,長度13.2km,水深0-38m,預計基巖為不太深的花崗巖,留壹個近岸
航道供附近港口通航,橋型選擇上,在航道上建壹跨斜拉橋或懸索橋,其余部分采用梁橋、拱橋、鋼構等橋型,難度小、風險低、造價少、工期短,預計造價40-130億元。
2、西橋隧連接島,長度3km,水深38-40m,估計基巖為花崗巖,可先采用鋼板樁或混凝土板樁進行圍堰,抽水幹場後,在圍堰內進行隧道掘進施工,並以2%的坡度實現路面從+5m標高橋面到-55m標高隧道的過渡,隧道掘進挖出的渣料可就地用以填築人工島,人工島築成後可作為通道運行的壹個中繼站及隧道通風口,預計本段造價3-30億。
3、海底隧道段,為整個工程的關鍵性控制性工程,長度46.6km,水深40-77m,除了從兩端橋隧人工島相向掘進外,可在中點再建壹座人工島,把整個隧道分為各長23.3km的兩段,本處水深65m,可先築造壹個直徑二三百米的大圓筒圍堰,水抽幹後再挖豎井至隧道線位上,然後分別向兩側挖掘隧道,挖出的渣料就地拋填於圍堰內用以填築人工島。本人工島在施工期間可作為隧道的掘進基地和通風口,使得隧道平均掘進長度縮短到11.65km,在竣工運行後,則作為隧道的通風口和應急中繼站。預計本段隧道造價為1400-1800億元 。
B)泉州—臺中彰化全線架橋和人工島方案,可以在見兩個至三個人工島,橋梁可以設計建造兩層,底層為鐵路,兩線貨運,兩線客運,客運線可以設計350公裏時速的高鐵。上層設計為八車道高速公路,這個方案也是很理想的。該方案是壹橋兩用,鐵路有四線,客貨分開,效益非常高。大陸和臺灣往來開車壹個半鐘頭就可以跨越海峽到對岸很方便。客運可以連接臺灣的新幹線,貨運可以連接臺灣的物流中心。
本段海底隧道長度與英法海底隧道,或日本青函海底隧道,或渤海海峽南橋北隧方案中的隧道的長度相當。
英法海底隧道:總長51km,其中海底部分38km,耗資100億英鎊(約150億美元),包括三條平行隧道,其中兩條鐵路隧洞直徑7.6m,各通行壹線鐵路,壹條服務隧道直徑4.8m,掘進機法施工,歷時8年多。
跟平潭-新竹線相比,本線雖然跨海線路較長,為175.4km,比北線的128km長40km,但是,本線水淺優勢非常明顯,從而帶來幾點好處:
1、使得作為關鍵性控制性工程的海底隧道大大縮短,以40米水深為界,北線隧道長達106.3km,中南線隧道長僅46.6km,相差達59.7km!這就帶來了難度、風險、造價、工期的極大壓縮,對今後通道運行也有好處。就造價而言,中南線比北線估計可節省約1500億元。
2、在隧道部分,北線水深為40-87m,中南線水深為40-77m,北線平均水深和最大水深都比中南線大近10米,這就造成了勘察難度和風險增大,海底水壓也增大,以致施工風險大增。
3、中南線可在中點位置上建壹座中繼人工島,將整個隧道分成各長23.3km的兩段,人工島水深65m,這在
不久後技術上是完全可以實施的,而北線至少要建設三座中繼人工島,把隧道分成平均26.575km的四段,三島水深51m、61m、76m,水深七八十米在施工技術上還很遙遠。
(二)澎湖支線
中南線的另壹大優點是提供了連接澎湖、金門的最可行途徑。
澎湖支線設計通行單線鐵路,時速160公裏以上,橋隧方案也分五段:
1、從澎北主線上引出兩條匝道至北橋隧連接島,長度各約3km,水深約16m,轉彎半徑約2000m。
2、北橋隧連接島,長度3km,水深16-40m,路面坡度2%。
3、海底隧道,長度27.3km,水深40-83m。
4、南橋隧連接島,長度3km,水深0-40m,利用澎湖北部目鬥嶼等島嶼礁灘。
5、從橋隧連接島到吉貝島的橋梁,長度7.5km,水深很淺。
由於通航要求較低,也可考慮全橋方案,這需要繞開深水區。
(三)金門支線,只需在泉廈交界處附近,從福廈鐵路、沿海客專、沿海貨專引支線通往金門即可。