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一、 采用成熟的先进技术
西方传媒和学术著作都称欧洲隧道为人类工程史上的一个伟业。这不仅因为它总长踞世界之冠,为它投入了巨额资金,而且工程量宏大,从欧洲隧道中挖出的土石方计750多万立方米,相当3座埃及大金字塔的体积;隧道衬砌中用的钢材,仅法国一边就相当于3座埃弗尔铁塔,更重要的是它成功地解决了许多工程技术上的难题。它在技术上的方针是要求可靠、先进。可靠与先进之间不总是统一的,所以它几乎‘排除了为隧道工程进行专门的创新设计的可能性’,而是‘采取经过试验的成熟技术’,‘在各个部分精心选取欧美不同国家的标准设计,以确保其高质量和可靠性’。将成熟的先进技术在复杂的工程中成功地加以综合应用,本身就是一种创造,这样做大大减小了工程风险。这种技术方针和观念,在我国对高、新技术的呼声十分高涨和普遍的情况下是有借鉴意义的。如何在权衡技术的先进性与可靠性以及资金、时间的限制之间,找到一个合适的‘度’,是各种项目决策中值得认真研究的。
在欧洲隧道的建设中比较突出的工程技术成就如下
1.充分的地质工作和正确的判断
地质钻探工作从58年做到87年,重要的钻孔达94个。浅层勘探在海底以下150m之内,考虑隧道布置的范围;深层勘探在海底以下800m之内,主要为评价地震风险提供数据。海底钻探曾采用大型北海石油钻机,每个钻孔平均费用约为50万英镑。勘探发现海底有一层泥灰质白垩岩(ChalkMarl),厚度约30m,饱和容重约23KN/m3,抗压强度6~9MPa,变形模量800~1600MPa,蠕变系数φ=1.5,渗透系数(1~2)×10-7m/s。该岩层抗渗性好,硬度不大,裂隙也较少,易于掘进,隧道线路就布置在它的下部,距海底25~40m。由于岩层的起伏,而隧道要求一定的运行坡度,所以隧道轴线在平面和立面上均呈平坦的W形。工程专家们认为,充分的地质资料和正确的判断,使欧洲隧道找到了理想的岩层。
2.精心、合理的安全设计
海底隧道的规划设计把施工和运行安全放在极重要的地位。之所以不采用一条大跨度双线铁路共用隧洞,是为了减小海底施工的风险和提高运行、维护的可靠性。在两条单线铁路洞之间是后勤服务洞,每间距
3.较好地解决了某些特殊的工程技术问题
列车在很长的隧洞中高速行驶时会产生压差和空气动力阻抗。特别是欧洲隧道列车的阻塞比
铁路隧道和列车要承受车辆震动的长期反复荷载。为此铁道路轨采用了一种称作‘松那飞’
该隧道还采用一种由铁路控制中心操纵的‘司机台信号系统’
长隧洞掘进时的通风往往是施工中的一个难题。欧洲隧道对空气循环的途径和风机的布置都作了详细的规划和研究。不仅设置通风管,而且也利用隧洞本身作为通风通道,使开挖面的风量达到
4.掘进机发挥重要作用
隧道施工的主要设备是隧道掘进机(TunnelBoring Machines),具有不同的型号、尺寸和性能,出自欧洲、北美和日本的不同厂家。它们从英国海岸的莎士比亚崖和法国海岸的桑洁滩两个掘进基地开始,分别沿三条隧洞的两个方向开挖,共有12个开挖面,其中6个面向陆地方向掘进,另6个面向海峡方向掘进。开敞式掘进机适用于透水性较小的地层;封闭式掘进机适用于透水性较强的地层,其掘进头能承受11bar(1巴=0.9869标准大气压)的静水压力。最大的一台掘进机直径8.78m,全长约250m,重达1200T,(合同运行寿命2万小时),价值超过1000万英镑。它能完成掘进、钢筋砼衬砌块的安装、灌浆以及施工轨道敷设等一连串工序,实际就象一条自动化作业线。最高掘进纪录为428m/周,英国一边的6台掘进机平均掘进速度为150m/周。整个掘进工作按计划完成,只用了三年半时间。由于欧洲隧道工程每延误一天工期,仅贷款利息就要支付约200万英镑,因而施工速度至关重要。当工期对经济效益有重大影响而掘进工作面又受限制的情况下,采用隧道掘进机能发挥很好的作用。
二、 欧洲一体化进程的产物和推动力
在英、法两国之间穿过海峡建立固定通道的想法,可以追溯到
本世纪70年代以来,建设英吉利海峡隧道的决策主要受到欧洲一体化进程的影响。1987年12月隧道工程得以破土动工,是由于当时英、法两国政府对欧洲一体化都持比较积极的态度。英国首相、保守党领袖撒切尔夫人,支持把1975年曾被工党政府下令停止的隧道工程重新提上议事日程。‘法国总统密特朗则把这项工程视为国家强大的象征’。这次欧洲隧道得以竣工建成,两国首脑的推动,排除各种障碍,起了至关重要的作用。也就在欧洲隧道举行正式通车仪式的前一年(1993年秋),包括英、法在内的欧共体十二国签订了马斯切克条约,并将欧共体改名为欧洲联盟(European Union)。 从欧盟有关国家政府的观点来看,还有两个因素与隧道建设有关:一是运输政策,即通过建设高速铁路网,以利于节约能源和保护环境。这将大大扩展海峡隧道的影响范围和增加它的长期效益。二是地区政策,英、法两国希望通过隧道带动海峡两岸地区的繁荣。现在隧道连接地区(TransmanchRegion)已成为一个专门名称,包括英国的Kent和法国的Nord-Pas de Calais地区;后来把比利时的一些地区也包括进来,称作欧洲专区(Euroregion)。通过地区性的合作,一个称作TDP(TransfrontierDevelopment Program)的金融发展计划已经起动。这些‘从政治角度看显然有重大意义,对欧盟的发展,欧洲单一市场的形成和国际经济、文化合作交流,都会有重大促进。’但近期还不大可能对经济产生直接的重大影响。
实际上近20年来欧洲隧道项目的演变既是欧洲一体化进程的产物,又是它的一个推动力,两者相辅相成,几乎是平行发展的。如果有朝一日我们考虑台湾隧道问题时,则也必然要与祖国和和平统一的大业紧密联系再一起。
三、项目的特点和成败的关键
1.高度重视环境影响
在建造英吉利海峡铁路隧道的决策中有一个举足轻重的影响因素,就是‘欧洲委员会制订了一个长期的运输战略’,即发展电气化铁路网以减小汽车对环境的污染。‘欧洲铁路委员会还提出了
欧洲隧道在建设过程中,终端车站施工尽量避免因开挖附近的土地而影响当地环境。铁路经过村庄的地段都做了遮档视线和隔音的屏障,以保护居民生活。车站以及周围进行了绿化,种上草皮。施工期间有专人对环境进行监测,并由公共关系部门和环保部门共同处理环境问题的投诉,如道路泥泞、尘土、噪音等。车站的建筑高度都不超过四层,创造与环境协调的建筑风格。英国国家环境研究院甚至还在施工之前对车站附近蝴蝶的数量进行了统计调查,结果证明施工没有对其数量产生影响。
2.利用私人资本建设大型基础设施的尝试
建造英吉利海峡通道,财务问题成了实施的关键。
1994年5月6日英、法两国首脑参加了欧洲隧道正式开通仪式。撒切尔首相把它‘看作私人部门有能力建设这样大规模工程的标志’,认为是政府‘树立的一个样板项目,来引导私人企业投资基础设施建设’;担人们对这一点是有疑议的。某些著作中的基调观点,是整体上肯定,也指出它存在的问题,认为“这个工程比任何其它工程都明显地表现了‘自由市场’投资于交通基础设施项目的成功。主要是私人企业按市场方式运作和政府部门的行政管理难以协调。
对这个‘样板’项目持否定态度的也大有人在。由于这个工程的预算从
据该公司的一位高层经理透露,1995年该公司的营业收入约3亿英镑。仅为预测值的60%。不过这位经理解释说,这是因为95年隧道还没有正常运行,平均每月隧道的客运量仅100万人次,预期今后每年有5%的增长。这位经理本人也是隧道公司的一个股东,他说他是在为儿孙们投资。
从政府角度看,利用私人资本建设欧洲隧道的尝试是基本成功的。英国政府已计划就连接欧洲隧道终端与伦敦之间的铁路,与私人公司签订一个新的期限为
3.项目管理——以合作和协调克服分歧和对抗
隧道公司高层管理人员认为,‘工程技术问题相对来说解决得比较顺利,主要教训来自组织机构、合同和财务方面’。该项目涉及众多的‘干系人’
合同是合作的基础。掘进工程采用的目标费用合同
如果中国要想建造台湾海峡隧道,也必然会面临海峡两岸、国内、国际等多方面的复杂关系。认真研究,签好协议,建立并保持良好的合作关系,将是至关重要的。
4.项目‘孵化’是项目成败的一个关键
项目孵化是指从提出项目设想到论证、立项和组建主办机构的过程。欧洲隧道经历和面临的危机,其原因可追溯到它的孵化期。
项目在论证阶段曾聘请多方面的独立咨询的交通专家进行预测。普遍认为
欧洲隧道在组织结构上有明显缺陷。参加过隧道建设的人也认为:如果现在开始干的话,不能让发起人
尽管欧洲隧道在孵化期带来某些先天不足,目前项目业主又负债累累,但它的银行财团负责人摩登仍宣称‘这个赌注的结果要看本世纪末欧洲隧道的所有权掌握在谁的手里。’他认为能够在下世纪初度过平衡点
对英吉利海峡隧道工程做全面评价,目前还为时过早。不过回顾一下世界上以往一些大型土木工程的建造历史,也许不无好处。‘苏彝士和巴拿马运河的实际费用都超过预算
四、台湾海峡隧道的构想
英吉利海峡隧道激发了人们更多的想象。白令海峡隧道、直布罗陀海峡隧道都已开始了方案研究和论证。中国人能不能在
1.愿望和需求
密切台湾和中国大陆的联系是海峡两岸以及海内外炎黄子孙长期的共同愿望。建设台湾海峡隧道必将促进海峡两岸的来往,有利于中华民族的共同繁荣和富强。
目前台湾资本在大陆的投资已初具规模,95年投资额达60亿美元。海峡两岸经济互补、互利,共同繁荣的前景是乐观的。台湾的经济辐射自然会带动福建的发展。隧道两端地区会成为新的经济增长点。台湾海峡经济区与长江三角洲、珠江三角洲连成一个高效的交通网,必将促进地区和整个中国经济的增长。预计该海峡隧道的交通需求将是巨大的。台湾2100万人口,即使每年有1/3到大陆探亲、观光一次,往返就是1400万人次。中国12亿人口,即使在60年内每人到祖国宝岛旅游一次,每年往返就是4000万人次。如果考虑大陆民工可能去台湾做劳务,以及商务与国际旅客,估计每年会达到6000万人次,这将近是目前跨英吉利海峡客运总量的2倍。自然,还会有其它货运业务。
2.地理与线路
台湾海峡最窄的地段是从福建福州市附近的平潭到台湾台北市附近的新竹,直线距离约
3.困难和问题
显然,最大的困难是台湾海峡两岸的长期阻隔。然而,加强海峡两岸的联系,建立贸易和通讯关系,密切科技与文化的交流,毕竟是历史的潮流。建设海峡隧道正好提供了一种合作极好机会。台湾海峡地层处于较新的地质活动年代,而且地震比较频繁。这需要对其工程地质作充分的勘测和论证。台湾海峡隧道很长,约为欧洲隧道的
建造如此宏大的工程,按目前价格就可能需要数千亿人民币。台湾海峡两岸近十多年来经济增长率均较高。预期到
4.准备和时机
“构想”的提出可能引起海峡两岸和海内外有识之士的关注
当前至少可以着手法做以下几件事:发起一个预可行性研究项目;联络海峡两岸和海内外有识之士共同研讨;进行海峡两岸的地理、地质考察。预则立,不预则废。台湾海峡隧道工程的起动必定要做长期的精心准备,反复进行可行性论证和多方案研究。只有这样,才能一旦条件成熟,不失时机地让梦想变为现实。