英吉利海峽隧道工程的經驗教訓與臺灣海峽隧道構想(一)(轉)

ger8發表於2007-08-15
英吉利海峽隧道(The Channel Tunnel)又稱歐洲隧道(Eurotunnel),由三條長51km的平行隧洞組成,總長度153km,其中海底段的隧洞長度為3×38km,是目前世界上最長的海底隧道。兩條鐵路洞襯砌後的直徑為7.6m,開挖洞徑為8.36~8.78m;中間一條後勤服務洞襯砌後的直徑為4.8m,開挖洞徑為5.38~5.77m。(見圖1)從1986年2月12日法、英兩國簽訂關於隧道連線的坎特布利條約(Treaty of Canterbury)到1994年5月7日正式通車,歷時8年多,耗資約100億英鎊(約150億美元),也是世界上規模最大的利用私人資本建造的工程專案。

隧道的開通填補了歐洲鐵路網中短缺的一環,大大方便了歐洲各大城市之間的來往。(見圖1)英、法、比利時三國鐵路部門聯營的‘歐洲之星’(Eurostar)列車車速達300km/h;平均旅行時間,在倫敦與巴黎之間為3個小時,在倫敦和布魯塞爾之間為3小時10分。如果把從市區到機場的時間算在內,乘飛機還不如乘‘歐洲之星’快。歐洲隧道還專門設計了一種運送公路車輛的區間列車,稱‘樂謝拖’(‘Le Shuttle’)。各種大小汽車都可以全天候地透過英吉利海峽,從而使歐洲公路網也連成了一體。人們稱譽這項工程,‘一夢200年海峽變通途。’

歐洲隧道工程的經驗和教訓,內容十分廣泛,如果下一個世紀中國要修建臺灣海峽隧道,有很多值得借鑑的東西。本文僅根據考察和採訪中收集到的資料,就主要方面談一些看法。


?一、 採用成熟的先進技術??

西方傳媒和學術著作都稱歐洲隧道為人類工程史上的一個偉業。這不僅因為它總長踞世界之冠,為它投入了鉅額資金,而且工程量宏大,從歐洲隧道中挖出的土石方計750多萬立方米,相當3座埃及大金字塔的體積;隧道襯砌中用的鋼材,僅法國一邊就相當於3座埃弗爾鐵塔,更重要的是它成功地解決了許多工程技術上的難題。它在技術上的方針是要求可靠、先進。可靠與先進之間不總是統一的,所以它幾乎‘排除了為隧道工程進行專門的創新設計的可能性’,而是‘採取經過試驗的成熟技術’,‘在各個部分精心選取歐美不同國家的標準設計,以確保其高質量和可靠性’。將成熟的先進技術在複雜的工程中成功地加以綜合應用,本身就是一種創造,這樣做大大減小了工程風險。這種技術方針和觀念,在我國對高、新技術的呼聲十分高漲和普遍的情況下是有借鑑意義的。如何在權衡技術的先進性與可靠性以及資金、時間的限制之間,找到一個合適的‘度’,是各種專案決策中值得認真研究的。

在歐洲隧道的建設中比較突出的工程技術成就如下(當然不限於這些):

1.充分的地質工作和正確的判斷

地質鑽探工作從58年做到87年,重要的鑽孔達94個。淺層勘探在海底以下150m之內,

考慮隧道佈置的範圍;深層勘探在海底以下800m之內,主要為評價地震風險提供資料。海底鑽探曾採用大型北海石油鑽機,每個鑽孔平均費用約為50萬英鎊。勘探發現海底有一層泥灰質白堊巖(Chalk Marl),厚度約30m,飽和容重約23KN/m3,抗壓強度6~9MPa,變形模量800~1600MPa,蠕變係數φ=1.5,滲透係數(1~2)×10-7m/s。該岩層抗滲性好,硬度不大,裂隙也較少,易於掘進,隧道線路就佈置在它的下部,距海底25~40m。由於岩層的起伏,而隧道要求一定的執行坡度,所以隧道軸線在平面和立面上均呈平坦的W形。工程專家們認為,充分的地質資料和正確的判斷,使歐洲隧道找到了理想的岩層。
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