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再谈台澎金闽桥岛隧通道工程

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发表于 2019-10-5 15:59:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
多年前曾发表过一个台澎金闽桥岛隧通道工程设想,近日沙坡尾网友又把它挖出来,引起热议,正好国庆期间再走洛阳桥,重温了其建桥历史,便再拿出当年设想来谈一谈。
中国是桥的故乡,自古就有“桥的国度”之称,遍布在神州大地的桥,编织成四通八达的交通网络,连接着祖国的四面八方。中国古代桥梁的建筑艺术,有不少是世界桥梁史上的创举,充分显示了中国古代劳动人民的非凡智慧与才能。其中福建泉州的洛阳桥素有“海内第一桥”之誉,和广东潮州的广济桥、河北赵县的赵州桥、北京的卢沟桥并称为中国四大古桥,作为中国现存最早的跨海石桥,其“筏型基础”、“种蛎固基法”是中国乃至世界造桥技术创举,是世界桥梁筏形基础的开端,受到茅以升高度赞誉。1059年,洛阳桥的建成,造福了广大百姓,主持造桥的泉州太守蔡襄被奉为神。此后又过大约五代人的近百年时间,1152年,被誉为“天下无桥长此桥”的安平桥诞生了,创造了多项记录。
再把历史的镜头拉长,遍观悠久桥隧历史,可以说验证了一句话:记录是用来打破的,观念是用来颠覆的。今天,英法隧道、青函隧道、港珠澳大桥……,一个一个地刷新着记录,台湾海峡通道、渤海海峡通道、中韩通道、日韩通道等等也被提出来,更前沿的技术还有马斯克的超级高铁、星舰计划,正在付诸实践。一句话:未来已来,创新无穷。因此,我们不应思想固化,墨守成规。
回到台海通道话题。台湾海峡是中国台湾岛与福建海岸之间的海峡,属东海海区,南通南海。南界为台湾岛南端猫鼻头与福建、广东两省海岸交界处(一说为鹅銮鼻与南澳岛南端)连线;北界为台湾岛北端富贵角与海坛岛北端痒角(一说为黄岐半岛北茭咀)连线。呈北东—南西走向,长约370千米。北窄南宽,北口宽约200千米;南口宽约410千米;最窄处在台湾岛白沙岬与福建海坛岛之间,约130千米。总面积约8万平方千米。
自古以来,两岸人民就热切期盼着打通海峡两岸之间的通道。早在1940年代,一些学者就提出了修建海峡通道的想法。1987年,张以诚、姜达权等几名学者向中国政府写了一份报告,建议在三峡工程之后,开展对台湾海峡和琼州海峡隧道的论证,并得到了中国领导人的批示。1997年,清华大学的吴之明提出了修建台湾海峡隧道的构想。1998年,在中国大陆、台湾、美国等学者的推动下,在厦门召开了“台湾海峡隧道学术论证研讨会”,至今,台湾海峡通道工程学术研讨会已召开多届。2013年,台海通道列入《国家公路网规划(2013年至2030年)》。2016年,京港台高速铁路列入“十三五”规划纲要草案,其后又列入了《中长期铁路网规划》。
需要说明的是,台海通道至今还停留在学术研讨和概念性规划阶段,远远未到选线选方案阶段,从哪里走,隧道还是大桥,铁路还是公路,铁路是几线,公路几车道……这些问题都还远未定案,套用一句流行语:一切皆有可能。这里就提出一种可能方案:从泉州到彰化并以支线连接澎湖、金门的台澎金闽桥岛隧工程方案。
本方案的主要思路是:充分利用海峡浅水区域修造易行、可靠、廉价的桥梁,在深水区铺隧道,通航道,从而达到难度小、风险小、造价低、工期短的目标。具体设想是从泉州崇武经台西隆起至彰化,以桥岛隧结合的形式跨越海峡,另从澎北隆起建设支线连通澎湖,从沿海铁路泉厦之间引支线通往金门。

(一)主线
  台澎金闽桥岛隧工程主线可设计通行2线铁路,时速200公里以上,分成五段:
  1、从崇武至西桥隧连接岛的西段桥梁工程,长度13.2km,水深0-38m,留一个近岸航道供附近港口通航,桥型选择上,在航道上建一跨斜拉桥或悬索桥,其余部分采用梁桥、拱桥、钢构等桥型,难度小、风险低、造价少、工期短,预计造价40-130亿元。
  与西段桥梁相当的泉州湾大桥:总长26.7km,跨海12.5km,8车道高速公路标准,主桥800m,为主跨400m的双塔斜拉桥,通航净高44.57m,总投资64.36亿元。

  2、西桥隧连接岛,长度3km,水深38-40m,可借鉴港珠澳大桥。
  3、海底隧道段,为整个工程的关键性控制性工程,长度46.6km,水深40-77m,除了从两端桥隧人工岛相向掘进外,可在中点再建一座人工岛,把整个隧道分为各长23.3km的两段,人工岛在施工期间可作为隧道的掘进基地和通风口,使得隧道平均掘进长度缩短到11.65km,在竣工运行后,则作为隧道的通风口和应急中继站。预计本段隧道造价为1400-1800亿元。或者也可以借鉴港珠澳大桥,以沉管隧道法建设,采用工厂化预制管段,再到现场铺设安装。
  本段海底隧道长度与英法海底隧道,或日本青函海底隧道的长度相当。
  英法海底隧道:总长51km,其中海底部分38km,耗资100亿英镑(约150亿美元),包括三条平行隧道,其中两条铁路隧洞直径7.6m,各通行一线铁路,一条服务隧道直径4.8m,掘进机法施工,历时8年多。

  4、东桥隧连接岛,长度3km,水深34-40m,说明如第2点,不再赘述。
  5、从东桥隧连接岛到彰化的东段桥梁,长度100.9km,水深0-40m,留一个近岸航道供台西港口通航,桥型选择上,在航道上建一跨斜拉桥或悬索桥,其余部分采用梁桥、拱桥、钢构等桥型,难度小、风险低、造价少、工期短,预计造价300-1000亿元。
  东段桥梁相当于东海大桥+杭州湾大桥+青岛胶州湾大桥之和。
  东海大桥:全长32.5km,总投资71.1亿元,6车道高速公路标准,设5000吨级单孔双向主通航孔一处,通航净高40米,斜拉桥。

  杭州湾大桥:全长36km,总投资118亿,6车道高速公路标准,北航道主跨448m斜拉桥,通航标准35000吨,南航道主跨318m斜拉桥,通航标准3000吨。
  胶州湾大桥:总长41.58km,6车道高速公路兼城市快速路8车道,总投资100亿元。
  综上,从泉州到彰化的整个桥隧工程主线,估计造价为1746-2990亿元。
  跟平潭-新竹线相比,本线虽然跨海线路较长,为175.4km,比北线的128km长47.4km,但是,本线水浅优势非常明显,从而带来几点好处:
  1、使得作为关键性控制性工程的海底隧道大大缩短,以40米水深为界,北线隧道长达106.3km,中南线隧道长仅46.6km,相差达59.7km!这就带来了难度、风险、造价、工期的极大压缩,对今后通道运行也有好处。就造价而言,中南线比北线估计可节省约1500亿元。
  2、在隧道部分,北线水深为40-87m,中南线水深为40-77m,北线平均水深和最大水深都比中南线大近10米,这就造成了勘察难度和风险增大,海底水压也增大,以致施工风险大增。
  3、中南线可在中点位置上建一座中继人工岛,将整个隧道分成各长23.3km的两段,人工岛水深65m,这在不久后技术上是完全可以实施的,而北线至少要建设三座中继人工岛,把隧道分成平均26.575km的四段,三岛水深51m、61m、76m,水深七八十米在施工技术上还很遥远。
  (二)澎湖支线
  澎湖-台湾之间水深极深,难以直接建设桥隧相连,而台澎金闽桥岛隧工程的另一大优点是提供了连接澎湖、金门的最可行途径。
  澎湖支线设计通行单线铁路,时速160公里以上,桥隧方案也分五段:
  1、从澎北主线上引出两条匝道至北桥隧连接岛,长度各约3km,水深约16m,转弯半径约2000m。
  2、北桥隧连接岛,长度3km,水深16-40m,路面坡度2%。
  3、海底隧道,长度27.3km,水深40-83m。
  4、南桥隧连接岛,长度3km,水深0-40m,利用澎湖北部目斗屿等岛屿礁滩。
  5、从桥隧连接岛到吉贝岛的桥梁,长度7.5km,水深很浅。
  由于通航要求较低,也可考虑全桥方案,这需要绕开深水区。
  (三)金门支线,只需在泉厦交界处附近(翔安机场),从福厦铁路、沿海客专、沿海货专引支线通往金门即可,通关设计可借鉴西九龙站。
  (四)地震问题
  历史上,泉州虽然发生过大地震,但已经是四百年前的历史了,四百年来此线位的地震已趋于平静。台湾海峡的主要地震威胁在于东岸,北线和中南线在地震方面差别并不大。旧金山金门大桥、日本明石大桥、青函隧道、意大利墨西拿大桥等等著名跨海工程也都修建在地震带上,而且强烈、活跃得多,琼州海峡、渤海海峡也发生过类似于泉州的地震,难道就被吓倒?

  (五)台风问题
  台海通道工程如果采用桥梁,尤其是大跨悬索桥,就必须特别考虑强风问题。泉州彰化一线由于台湾高大山脉的挡风墙效应,强风影响较小,且桥隧方案中,桥梁基本都采用抗风效果好的桥型。而平潭、新竹是台湾海峡最著名的强风地带,非常不利于建桥,且如果在深水区建桥,势必需要大跨度的悬索桥,这是最不利于抗风的桥型。
  (六)通航问题
  台湾海峡是世界黄金水道,船舶通行非常繁忙,隧道可以避免和通航的冲突,但造价、难度太大,桥隧结合无疑是最佳解决方案,正好台湾海峡主航道在于中线偏西,而泉州-彰化线隧道位置也正好在主航道上,其余桥梁部分通航要求很小,可谓完美。
  (七)通行问题
  跨海长通道对于驾车来说存在着很大的压力和风险,通行铁路有利于人的专业化分工、自动化运行,使大量驾车者得以解放,速度效率更高,风险压力更低,因此海峡通道最好是通行铁路,车辆可通过列车拖挂的平板车过海。铁路可以日间通行客车,夜间通行货车,并留出一定时间检修。


二、经济上,台澎金闽跨海通道是效益巨大的,财务上,台澎金闽桥隧工程是可承受的
  台湾人口2300多万人,是香港的3倍,新加坡的7倍,澳门的40倍。台湾是社会经济高度外向的岛屿,随着全球化和区域一体化和两岸关系日益密切,两岸之间客货往来需求将是无法单靠海空运输能够满足的。
  据统计,2010年共有2.15亿人次港澳台人员来往内地(大陆),其中香港居民1.59亿人次,同比增长2.6%;澳门居民4633.8万人次,同比增长2.0%;台湾居民1027.5万人次,同比增长14.6%。台湾人来往大陆呈快速增加趋势,未来超过澳门是势所必然,超过香港也不无可能,而未来大陆赴台人次还可能更多。按此计算,未来台湾人来往两岸之间每年将超过1.6亿人次,大陆人来往两岸之间也在这个数以上,也即两岸之间人员往来每年将超过3.2亿人次,这显然是无法通过海空运输来解决的,唯一办法就是陆路通道。
  京沪高铁是双线高速铁路,设计通行能力为年单向运输8000万人次,双向1.6亿人次,如果台海通道通行能力也达到这个水平,那未来有可能需要四线以上的高速铁路才能满足两岸之间的运输需求,也就是说台海两岸之间可能需要建设两条桥隧通道,每条通道通行两线铁路。
  前面算过,台澎金闽中南线方案按照两线高速铁路设计,造价大约3000亿,假设全部贷款,如果政府给予贷款贴息,那么20年还清贷款的话,每年需还贷款150亿元,如果每年通行1亿人次,那么不计货运、车渡的话,每人次承担150元即可,加上运行费用,那么过海票价250元即可,如果考虑到货运和车渡,那么项目投资回报率是可观的。如果采用BOT,投资者经营30年,那么资本回报是巨大的。30年之后,项目收归公共,效益是非常巨大的。但更重要的还不在项目本身,而在于通道带动的经济发展效益将远远大于项目自身的收益。
  香港、澳门和内地之间的往来,近程往来占很大比例。台湾和大陆的通道工程一旦建成,那么两岸之间将形成一小时都市圈,东岸从台北盆地到屏东平原,西岸从福州盆地到漳州平原,将紧紧连成一体,成为台海经济区的核心区,目前两边人口各有二千来万,未来这个核心区将可能形成一个人口达到5-8千万的世界级都市圈,而跨海通道工程将是至关重要的催化剂,同时也将受益于这个都市圈,未来台海通道的客源将主要就在于这个大都市圈。
  考虑到台海两岸都市圈,比较北线和中南线方案,我们可以非常清楚地看到:中南线远比北线覆盖效果好,东侧彰化位于台西走廊的中心位置,属于500万人口的中彰投都市区,西侧崇武位于福莆泉厦漳都市带的中心位置,属于500万人口的泉州湾都市区和1000万人口的厦漳泉都市区。
  考虑到两岸的线网对接,比较北线和中南线方案,我们可以非常清楚地看到:中南线远比北线对接效果好,东侧可以方便地连接台湾高铁或改造后的台铁,西侧则可直通成都-重庆-长沙-泉州线,上岸即可通过沿海客专或福厦铁路连通沿海,并接昆台、向莆、京台等线。
  考虑到未来大区域一体化,亚欧非美大铁路网形成,比较北线和中南线方案,我们也可以看到:中南线更贴近广大市场。

  三、军事上,台澎金闽桥岛隧工程是不可能用于军事进攻的和平发展通道,政治上,台澎金闽桥隧通道工程是民心民生工程,在两岸现状之下,也可以像海上直航、空中直航一样,打破海峡阻隔。
  台澎金闽桥岛隧工程在军事上是目标大而静止的,又脆弱又同时掌握在双方手里,因此根本不可能成为一方进攻另一方的工具,一有风吹草动,防守方可以很轻易地炸毁或封锁通道,就像保险丝熔断一样,进攻方也绝不敢用以投送军力,因此,台湾有些人对于通道将改变台海军事天堑的担心是多余的,台海通道也就像三通、直飞一样,不是不可逾越的。
  中南线和北线比较,还有两个微妙的地方:
  1、中南线靠台湾一侧是长达百公里的桥梁,摆在明处,这有利于消除台方担心,而北线水位较深,尤其靠台湾一侧,水深岸陡,且是著名强风地带,建桥不易。
  2、中南线西通金门,中通澎湖,东端位于彰化和浊水溪畔,再往东则是东部花莲,岛内的政治向来是北蓝南绿,中南线特别有利于平衡南北蓝绿,并照顾到岛内最广大各方的利益。
  综合这两点,中南线是最有希望先获得台方通过的方案。

  四、环境上,台澎金闽桥隧通道工程是可持续的,不造成重大环境破坏的
  台澎金闽桥隧通道工程主要是桥梁和隧道,阻水率非常低,隧道施工中的出渣都就地用于填筑人工岛,对海洋不会造成大的影响,几乎不影响洋流,不改变气候,不影响鱼类巡游及各种生物的正常生活。工程投入使用后,采用电力动力,节能低碳低耗低排,环境影响非常小,比起原来依靠海运、航空等交通方式来说对改善环境有很大帮助,比起一般的公路通道,也更有利。

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