第五节
渤海海峡跨海通道方案比较

渤海三面被大陆包围，东面与黄海相通，出口处有辽东、胶东半岛南北对峙，为一近似封闭的内海。渤海平均坡度0度0分28秒，南北长560公里，东西宽约300公里，海区总面积7.8万平方公里。渤海海峡北起辽东半岛老铁山西南角，南至胶东半岛蓬莱登州角，是外海水道进入渤海的主要通道，也是渤海与黄海的分界线。两端最短距离约57海里（105.56公里），平均水深25米，最深处在老铁山水道靠南侧的海潭中，深约86米。南北两端之间有庙岛群岛成一直线摆开，南距蓬莱登州角7公里，北距旅顺老铁山42公里，共有主要岛屿32个，明礁66个，暗礁16处，还有浅滩2处。南北岛距56.4公里，东西宽约30.9公里，岛礁之间距离一般为2—5公里。受地质变化影响，庙岛群岛目前仍处于“南升北降”的微变之中。海峡海底地质属基岩型，南部主要由花岗岩、石英岩组成，岩质坚硬；北部主要由片麻岩组成，岩质较松软。这一自然环境为实施第二跨海通道工程提供了难得的作业依托，大大减少了工程难度和造价。渤海海峡海底地貌，由于受北端老铁山岬和南端蓬莱角的扼制及海峡诸岛的分割，构成水下沟脊横穿的崎岖地貌。整个海底地势自西向东、自南往北逐渐倾斜。海峡北端的老铁山水道底部成“V”形沟谷（海峡最深处即在此处），形成洼槽形海潭与垄脊并列相间延伸的地形。北隍城岛北侧的断裂下陷部位与“V”形沟谷的南坡相连，形成渤海海峡最深陡的洼槽海潭。海峡南端的庙岛海峡底部冲刷槽底起伏较大，有两个深潭，在南长山岛岛脚横隔冲刷槽的砂坝东西两侧坡下。

跨海大通道建设，除了海上轮渡外，基本的方式还有桥、隧及其结合。

1.海底隧道方案。海底隧道运输的最大优点是直达、便捷、快速、通过量大，长期效益显著，一次投资，百世享用。如果在渤海海峡最近距离处建成海底隧道，普通列车通过时间只需1.5小时。若按每天双向通过火车100对计算，每年最大货运通过能力为8000万吨，客运通过能力可达3000万人次。

由于海底隧道具有改变海峡间运输性质的巨大作用。因而自1825—1843年横穿英国伦敦泰晤士河的水下隧道开通以来，世界许多国家纷纷兴建和规划了一些宏伟的江海隧道工程。据1992年国际道路会议常务委员会调查统计，世界上长度超过10公里的铁路隧道已有十几条，超过3000米的隧道有129座。

海底隧道经济和社会效益巨大，但其工程难度和投资也是相当巨大的，对此，我们应有充分的认识。如日本的青函隧道总长度53.85公里，前后历时21年，工程总费用高达30多亿美元；英法英吉利海峡隧道全长50公里，酝酿了近两个世纪，实际准备和施工花了7年多时间，预算总造价62亿英镑；日韩对马海峡隧道是日本和韩国正在策划实施的一条世界上最长的海底隧道，将穿越200公里的对马海峡，计划包括准备阶段将耗时15年左右。

2.海面高架桥方案。海面高架桥，是利用现代架桥技术衔接海峡间运输的一种跨海交通工程。它除了具备海底隧道的一些主要优点外，还具有以下优点：通过能力强，运输方式机动灵活；综合利用价值大，可以敷设管道、电缆等，具有较高的观赏价值，能够带动旅游业及其他行业的发展；工程安全系数大；行车通风性好。由于跨海大桥好处不少，因而世界许多国家在同样条件下都倾向于兴建大桥。

渤海海峡有许多建桥的有利条件：一是地理条件好，有众多岛礁可利用作大桥桥基；二是平均水深只有25米。南部地区多在10米以内，减轻了技术难度；三是海底地质条件好，均为岩基地形；四是海面风浪不大；五是两岸有充足的建材资源。不足处是自北隍城岛向北42公里的老铁山水道，无任何岛礁，跨越这段距离，要吹填人工岛作桥基。

这一方案可分两步进行。第一步以桥贯通庙岛列岛至北隍城岛，北隍城岛以北用高速轮渡船进行轮渡，即南桥北轮渡，计划用10年时间。第二步建成旅顺至北隍城岛的北桥，实现一桥飞渡南北，计划用10年时间完成。

3.“南桥北隧”方案。这一方案的总体设想是，利用海峡的自然地理环境，修建七座大桥、二座大坝、一条隧道，总长度134公里。其中，蓬莱至南隍城岛的桥、坝和陆岛长度76公里，南隍城岛至老铁山的隧道长度58公里，隧道采取暗挖式。这种桥隧结合的形式，在解决水陆运输矛盾特别是有主要航道通过的海峡运输问题时，经常被采用。

从地理环境条件看，相对于世界上已有的跨海交通工程而言，渤海海峡水不深，浪不大，地质构造简单，依托岛陆众多。南部和中部架桥所经过的地区，均为坚硬的岩基地质，且有20个可利用的岛、礁、滩，一般间距为3—4公里，最大为7—8公里。北部隧道所经过地区，断层规模小，岩浆活动微弱。这些优越条件在世界跨海工程中是十分难得的。从世界上已有成功经验看，目前，世界上已建成数十座跨海大桥和隧道，著名的有日本青函隧道和英吉利海峡隧道，总长度分别为53.8公里和50公里；巴林至沙特跨海大桥和美国切什彼克海湾桥隧，长度分别为28.4公里和28公里；还有白令海峡大桥、直布罗陀海峡大桥、对马海峡隧道等一些跨度更大、水域更深的跨海工程都在策划之中。从这些工程看，桥梁单跨已可达2—3公里，桥基深度可达100—200米；隧道可在水平面以下240米深处作业，月掘进速度可达1.5公里以上。相比之下，“南桥北隧”的施工条件要优越得多。从国内桥隧施工技术看，近几年正在突飞猛进地发展，特别是斜拉桥技术已跨入世界先进行列。该方案计划用5年时间完成规划和设计，5年完成首期工程——蓬莱至长岛1号大桥，再用10年时间全线贯通“南桥北隧”。

4.伏贴式隧道和“隧道桥”方案。伏贴式隧道和隧道桥是集舟、桥、隧三技术为一身的多学科技术大协作的结晶。其主要特点和功能是：（1）集沉埋式修建水下公路先进经验和一部分桥梁、舟桥技术为一体的隧道桥结构体系。隧道桥结构是先在洞口引道段进行地面预制，其管段结构质量、防水质量、滑动措施容易保证，省去了盾构隧道片的对接、拼装工艺和管道多、连接防水难的作业，也避开了在岩石中采用暗探过程中防水、防塌、堵漏等许多难题，施工条件安全，具有沉埋式隧道的主要优点。但它又不同于沉埋式隧道，主要是：所有对接、联接均在陆地进行，预制好后将管段导引推拉于海床预设的沟槽中成为“管桥结构”，具有水下结构体系受力明确的特点；水下隧道桥具有相当大的浮力，因此可以改善结构体系在海底水中的受力状态和减少对支座的压力；边坡采用“稳定”边坡，以增加在海底的隧道桥的抗冲击力和抗浮稳定性。（2）水下中段混凝土管段为仿生优化结构。管段采用仿生形状，可避免局部应力集中过大，使得整体强度高，防水效果好；结构采用较大的纵向稳定和横向稳定性系数，可防止发生倾覆现象，具有较强的抗冲击压力和一定的抗地震荷载能力；结构自身型心和重心均低，稳定性高，对湍流阻力小，在海底有很强的抗冲击和抗冲刷能力。（3）埋设深度机动灵活。水下隧道桥根据需要，海底段可以不开海床基槽，管段衬砌可潜伏在海床表面或贴海床底面铺设；可开挖浅基槽（半埋设）。管段衬砌可比海床底面高出数米，以不影响通航条件为原则；也可将管段衬砌埋没在海床覆盖层以下数米，用块石混凝土压衬砌管段坡脚，以增加抗浮稳定性和满足管段衬砌的抗力要求为原则；还可直接从水中通过，以顺利越过海底沟谷。在通过岛屿时，可结合使用暗挖式隧道。（4）导引就位安装视条件灵活机动。（5）隧道桥结构可以使水下公路隧道最短，洞口标高满足最高洪水要求，可保证全天候通车要求。（6）可利用海峡中明、暗礁做施工中地基平台或另行构置“人工岛”，建设水中通风竖井，解决水下高速公路隧道桥的通风问题，保证多车道、大流量、高速行车要求。

这一方案的总体设想是，按照不同地理自然环境，采用全埋、半埋、贴伏、半浮水中等相结合的方式，在海底建设一条隧道桥，岛陆部分辅以暗挖式隧道。总长度120公里，其中水下部分87.0公里，占72.5%。隧道桥设计标准为：共8车道，其中6车道为高速公路，2车道为轻轨地铁，车流量按每小时1万辆（南北走向各5000辆）设计，车速可达80—120公里/时。根据工程类比，预计总投资为960亿元。

（1）技术可行性分析。“隧道桥”工程将自南而北利用内长山列岛一字摆开的优势，依山就势，修建5—10条隧道。可以说，隧道桥建设的技术难题基本上不存在。从国际上看，在近20、30年内已在淤泥地、大江大河中修建成功了水下公路隧道工程，在爆破暗挖法、盾构法、沉埋式等方面都积累了丰富的设计施工经验；而我国所修地下工程比世界上任何科技发达的国家都多，我们已有修建地下工程、水下工程的丰富经验，而且水下、地下工程经过了唐山大地震的考验。

（2）投资和经济效益评价。工程计划分三步实施。第一期工程是在蓬莱至南长山岛7公里海域进行先期试验，以期少走弯路，取得更丰富的经验。第二期采取中间突破方式，修建大钦岛经小钦岛、南隍城岛到北隍城岛一线约20公里长度的隧道，主要是为了解决深水施工技术问题，取得深水人工岛的施工技术和作业经验。第三期工程为通过北隍城岛至旅顺老铁山的主深水道工程。全部投资预计960亿元，其中海峡水底贴伏式和水中隧道桥投资910亿元，通过各岛屿投资40亿元，南北引导段投资10亿元。一期试验攻关工程投资46亿元。投资动态回收期15年左右。

（3）本方案优点。线路长度较短，投资较少；建成后可全天候通车，有稳定的车辆通行能力；线路坡度小，可节约能源和运行成本；有很强的抗战争破坏和自然灾害能力，即使发生战争，这里仍是畅行无阻的安全通道；隧道有很强的承载能力，以岩石为基地，车辆载重不受限制；隧道结构耐久性能好，抗腐蚀能力强，维护费用低；防火性能比桥梁强，而且可同时铺设通信、供电等线路；它不影响海洋能源的利用，也不影响航行，不破坏岛屿的自然风光，不产生次生灾害。通过修建若干必要的人工岛，可进一步美化海峡风光。

5.方案比较。全隧方案，投资大，工期长，而且施工难度较大，防塌、防水和长距离通风问题难以解决，不是最佳设计选择。渤海海底有10几条地震大断裂带，海底隧道要穿越这些地震断裂带十分困难，其施工条件不如英法海峡白垩纪地层那样优越。

海面高架桥方案的主要优点是可以公铁共用，旅游观赏价值大，主要缺陷是北段施工难度较大，工程造价、桥面高度与海面航行较难兼顾，平战结合较差，战时易成为攻击目标，建成后维护费用也比较高，因而也不是最佳选择。

“南桥北隧”方案的设计概念与日本东京湾公路隧道的设计相似。“南桥北隧”工程主要存在三个技术难题：一是，北隍城岛的桥隧对接工程。北隍城岛面积2.5平方公里，岛上大部分面积主要由10座山组成，山头平均高度100米以上，最高山头162米，岛南北平面长度2公里。根据北隍城岛地理状况，桥隧结合的垂直高度差较大，将给工程对接带来困难。二是，北隧部分面临与全隧方案同样的技术难题。三是，南桥部分面临与高架桥方案类似的弱点。

伏贴式隧道和隧道桥方案，是总结优化艇、桥、隧三种江河交通工程优点得出的方案，在平、战、灾环境下均能较好地适用，具有以下主要优特点：断面具有较大的纵横向稳定性；抗冲击强；适宜通过江河湖海断层破碎带；适于在大涌、大浪、大环流的深海水域作业；可减少水下施工工程量；无次生灾害；动、静防水效果佳等。工程造价有三大明显优点：用现代高科技手段能基本满足设计施工要求，可大大节约勘探费用；利用渤海海峡水深、环流、湍流等特点，可节约大量水下土石方开挖费用；跨越105.5公里渤海海峡，分散构筑5—6条伏贴式隧道，可节约轴线长度40多公里。预计总投资为960亿元人民币。

根据以上分析，我们认为，伏贴式隧道和隧道桥方案具有投资省，建设周期短，施工技术条件好，建成后通道安全性好，通车条件优良等诸多优点，建议采用伏贴式隧道和隧道桥方案修建渤海海峡跨海通道。

6.兴建时机与步骤。根据跨海通道工程施工特点和我国经济实力状况，建议此工程按照“一次规划，分段实施，先易后难，逐步贯通”的方针进行。当前的关键是要尽快组织起高层次的领导班子、研究队伍和推进组织，从现在起，将跨海通道及相关工程的研究、规划、设计提上国家的议事日程。“隧道桥”工程力争用3年时间完成规划和设计方案；用5年时间完成一期试验攻关工程；再用8年时间实现全线贯通。

关于兴建时机，我们认为，建设渤海跨海通道对于整个国民经济的发展，综合国力的提高，特别是环渤海地区的发展，具有重要意义，而且，现实也对此提出了客观需要，因此，通道建设宜早日提上国家议事日程，早作决断，尽早展开工作。建议下一世纪初开始设计和试验攻关工程，2010年前后工程全面展开。 Pp+pWJhNHGvUvK01J2FEdKsanq6KpmqSPG3ekKGww4RubVNaaWf0hKjvAht8eajD