[發明專利]一種真空懸浮跨海隧道的超高速交通運輸方案及施工方法

有效

• 申請號: 201410493759.8
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN105317055A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 劉子忠
• 申請（專利權）人: 劉子忠
• 主分類號: E02D29/067
• 分類號: E02D29/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及交通運輸領域，特別是涉及一種通過在兩個跨海的城市間建立一條可以往返的真空懸浮隧道的超高速交通運輸方案及其施工方法。

背景技術

由于渤海海峽的阻隔，目前往來于山東和東北之間的鐵路、公路只能繞行山海關，路程均在1600公里以上。即使2006年煙臺和大連實現了鐵路輪渡，來往于兩地之間也需要至少6個小時。按照渤海海峽跨海通道(即煙大海底隧道)戰略規劃研究項目組即將上報的方案，渤海海峽將由一個深埋的跨海鐵路隧道連通，隧道先從大連旅順附近定一個入地點，蓬萊有一個登陸點，然后就到達了煙臺。整條隧道全長123-126公里，隧道內將由動車執行運輸任務，設計時速為250公里，運行速度能達到220公里/小時，屆時從煙臺到大連只需要40分鐘。工程的總造價大約在2000億-2600億元之間，預計不會超過3000億元。

目前這一方案的缺點以下兩方面缺點，首先是經濟上不劃算，沒有廣闊的投資前景。相關數據顯示，2011年渤海灣車運量達101萬輛/次、客運量654萬人/次，其中煙連航線車運量達89萬輛/次，客運量562萬人/次，占到總運量的近九成。年票價銷售額應該不會超過10億元人民幣，煙大海底隧道除了能夠拉動煙臺和大連本地的經濟外，隧道本身將會是一個嚴重虧損的項目。第二是不安全，這也是最致命的一個缺點。隧道建在海底巖石中，而郯廬地震帶北起黑龍江，南到長江，呈北東走向，縱貫中國大陸東部，延伸達2400多公里，歷史上曾發生過多次強烈地震。而渤海跨海通道恰巧在地震帶上，萬一發生地震，勢必對通道造成影響。一定深度的巖石或者土層中掘進隧道，如上文的煙大隧道方案。隧道的施工方法另外還有沉管法，沉管法是提前在陸地上預制管道，再在海底把它們聯接固定起來，如廣州珠江隧道。這兩種方法各有優缺點，但二者均造價高昂，施工難度大，且需要設置很長的岸上引橋引隧。而且隧道距離一旦太長，中間必須建設豎井通風，例如煙大隧道預計長度達120多公里，常規技術必須設置豎井通風，增加施工難度和成本。

為了解決目前現有技術修建跨海隧道成本高昂，施工難度大等技術瓶頸，本發明提出了一種真空懸浮跨海隧道的超高速交通運輸方案及施工方法，其成本較低，對環境破壞小，施工周期較短，運輸速度快，既能滿足跨海交通運輸的實際需求，填補相關技術空白，又可產生較大的社會效益與經濟效益。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種懸浮于水下的海底隧道的運輸方案及施工方法。其特征是利用大口徑無縫鋼管作為海底隧道，利用位于隧道出口的抽風機讓隧道中保持相對低氣壓真空狀態，并且充分利用海水的浮力，讓隧道懸浮于海水中。隧道內采用圓筒形小車作為運輸工具進行載人載物，由于隧道出口的抽風機排風，使小車前方隧道處于低氣壓狀態，由于巨大氣壓差的存在會自動產生對小車的前進推力，達到小車運輸的目的。本發明的兩個核心技術點，一是隧道懸浮于水中，二是隧道內部處于相對真空狀態。

本發明所解決的技術問題所采用的技術方案：首先預制一條可以浮動的船塢，在船塢上建造可以生產大口徑無縫鋼管的工廠，也可以在船塢上采用現場拼接鋼管的辦法生產鋼管。然后讓船塢在海峽的一側岸邊開始，一邊生產(或者連接)無縫鋼管，同時拖動船塢向對岸前進。所生產的無縫鋼管在經過一些表面處理以后立即可以下水，固定在水下一定深度。由于空心鋼管的直徑較大，排開水的體積較多，海水對鋼管本身的浮動大于鋼管本身的重量，因此空心鋼管能夠浮在水中，所以需要用固定錨把鋼管固定在海底上面一定深度的海水中，讓其不能漂走。這樣當船塢從海岸一側行駛到對岸以后，整個水下單向隧道也就建成了。重復以上工作，同理可以建立雙向的運輸通道。

本發明方法采用的是現場生產的大直徑鋼管，鋼管的內表面和外表面都涂有特氟龍涂層。內表面的特氟龍涂層是為了減小摩擦系數，保持內表面光滑，有利于運輸小車的運行；外表面的特氟龍涂層是為了隔絕海水與鋼管的接觸，避免鋼管被海水腐蝕，延長隧道壽命，降低維護成本。

專門特制一種或者幾種標準化的小車，分別用于載人、載小汽車、載貨物等。小車不需要動力，但載人的小車需要有電池照明、剎車、供氧、空間封閉壓力保持系統等功能，小車外形以圓筒形為主。載人的小車要求在運行中始終處于全封閉狀態，在遇到隧道斷裂時可以自動浮出水面，或者管道充水以后能夠靠浮力向管道出口運行。小車的兩端都安裝了比隧道內徑稍小一點的自潤滑(或者滾動輪)的圓盤裝置，一是起支撐作用，支撐小車在軌道內部運行；另一個是起堵塞作用，把整個管道堵住，獲得較大的壓差，以獲得前進的動力；三是起潤滑作用，保持小車和管道間的摩擦系數最小，減小前進阻力。