土木工程外文翻译隧道与地下空间技术

隧道与地下空间技术 2006 年 5-7 月刊，第 21 期，章节 3-4，第 332 页

釜山——巨济的交通系统：沉管隧道开创新局面 1 1Wim Janssen Peter de Haas Young-Hoon Yoon

荷兰隧道工程顾问:大宇工程建设公司釜山—巨济交通线隧道工程技术顾问

韩国大宇工程建设公司摘要

釜山—巨济交通系统将会为釜山和巨济两岛上的大城市提供一条道路连接。该沉管隧道有许多特点：长度达到千米，处于水下 35

米处，海况条件严峻、地基土较为软弱和线型要求较高。基于以上诸多特点，隧道的设计和建造面临着巨大的挑战。可以预见的是这项工程将会开创沉管隧道施工技术的新局面。本文突出论述了这些特点以及阐述在土木和结构方面的问题。1.工程简介

釜山是韩国的第二大城市和一座重要的海港。它位于韩国的东南部，其南面和东面朝向朝鲜海峡同时在釜山北部山势较为陡峭。该市发展迅速，近年来的人口增长超过 370 万（总计 460 万人）。人口密度达到 4850 人/km2，约为香港的

3/4。釜山市的进一步发展由于其所处的地理位置而受到限制。釜山—巨济交通系统在釜山和巨济岛之间创造了一条直接的联系线，以从客观上满足釜山的城市扩展，在巨济岛上发展工业区，以及为釜山市民在较短的行车距离内增加休闲娱乐的去处。巨济岛西侧目前已经与朝鲜半岛相连，在本项连接工程完工之后，从釜山市到巨济岛的驾车时间将由原来的 2 小时缩短为现在的 45

分钟。釜山—巨济交通系统将在巨济岛与 Gaduk

岛之间提供一条连接，使其成为连接釜山新港地区至巨济岛的双重高速公路体系的一部分。这一系统总计公里长，穿越海峡并将Daejuk Jungjuk 和 Jeo

三个无人小岛连接在一起。原则上该系统由一条长度为 3240m

的双向四车道沉管隧道和两座主跨 475，两边跨 230m 的斜拉桥组成。2.规划组织该项目是作为一个公私合作，共同建设的工程，GK

交通系统公司可获得设计、施工和运营的特许权，经营期限为 40

年。特许权基于该系统设计理念的一个环节。GK

交通系统公司由大宇工程建设公司领衔的 7 家特许权法人组成。TEC/Halcrow

等合资公司作为技术顾问，从工程开始便参与该项工程。Halcrow 与 TEC

两个合资公司分别负责关于桥梁和隧道建设方面的技术问题。永久设施的设计工作已接近完成，后续的建设的准备工作也已经开始。图 1. 工程地理位置图 2.

空中鸟瞰效果图设计要求和基本闲置因素该项目将 Gaduk 岛与巨济岛经 Daejuk Jungjuk and Joe island

三个小岛连接在一起，基本布局由三条航道的要求决定。位于 Gaduk 岛和 Daejuk 岛之间的主航道宽 1800m， 18m。

深由于这条航道没有官方的水深规定，因此选择以隧道的方式穿越成为一种可行的方案。另外两条位于 Jungjuk—Jeo 岛和 Joe—巨济岛的次级航道，最小宽度分别为435m 和 404m，各自的通航净空要求分别为 52m 和

36m。两条次级航道的水深均为 16m。鉴于 Daejuk 岛和 Gaduk

岛之间相对较为陡峭的海岸，开挖作业又是在海床以下 25至 30

米处，这就使得工程无法满足两岛之间的对准开挖。而为了驾驶的舒适与安全又不得不延长梯度线和坡长。因此，将穿越该水域的沉管隧道设置在略低于海床平面成为一个合理的选择。图 3. 线路纵剖面图岩土条件

地层在隧道线路方向上呈现出不同但是在纵向自上而下依次为典型的海洋粘土、海砂、砾卵石和海床基岩。

在沉管隧道沿线的海床主要以海洋粘土为主，除了在海岸线附近露出地表的海床、

浅滩和沙砾层。沉管隧道周围的海洋粘土厚度大多数都超过

20m。因此沉管隧道的主体将会穿越该地层。

海洋粘土包括正常固结和轻微超固结的软粘土。这些粘土形成于全新世。位于海床以下的大部分粘土都是十分软弱和塑性非常高的。这种粘土的塑性指数范围从5685，均值为 68；饱和单位重度为，平均重度为 m3。海洋情况

施工位置在太平洋上，处于朝鲜海峡上并位于日本海的南面。这将影响工地现场的海洋情况。10000

年一遇的南向海浪会影响该工程的水文条件。设计最大浪高达到，对应的海浪周期为 15s。这种由台风引起的海浪是向南运动的。图 4.工程地质剖面图图 5.

波浪特征洋流主要受潮汐的影响，这是一个典型的半日潮，最大潮高达到，流速s，流向与隧道走向一致。工程所处位置的海浪包括三个主要部分：

—当地海风引起的波浪，主要是冬季来自东北和西北方的风；

—雨水带来的风，主要是夏季来自南方和东南方的风；

—深水海流产生的波浪，主要是夏季来自南方和东南方的风。

在海上设施建设期间，应该考虑浪高超过，周期为 6 次/s

的海浪的影响。夏季的大多数时间里浪高都大于此值。地震条件根据韩国，“地震设计标准研究”

釜山—巨济交通系统的抗震等级被划分为重要的一级。韩国的地震活动主要是由位于 Pohang 湾和釜山市之间离岸的对马岛和陆上的 Yangsan

断层决定的。然而，只有很少的几次大地震被记录下来。这就解释了为什么在如此大的范围内，韩国的地震危害评级被定为低级。最近发生的一次地震是由 Yangsan 断层引起的，震源位于施工地点东部 510km 处，由此产生的瞬时震级为级。

这项工程采纳了两种抗震设计方案，即运营地震抗震设计（ODE）和最大地震抗震设计（MDE）。在抗震能力上，MDE

被认为是工程承受地震的极限状况。但是为了能承受地震荷载（保持工程结构主体的完整和安全），MDE

被采用为运营地震抗震设计，以满足所有连接处的水密性良好和钢筋的应力不超过其屈服强度的要求。3.本隧道的特点

作为釜山—巨济交通系统一部分的沉管隧道有很多特别的地方，同时也面临了很多挑战。—线形的要求对海床上隧道两端的出入口产生制约；

—本隧道是继连接丹麦和瑞典的厄勒联络线隧道之后的世界上最长的沉管隧道；—隧道基坑位于水面以下大约 50m 深处；—施工地点海况恶劣；

—地基土异常软弱。此外，本隧道的施工方法尚未在韩国有过实际应用的经验。隧道线形从线路最低点到主航道处斜拉桥最高点的爬升高度为

95m。道路的最大坡度为，略小于 Gaduk 岛入口处

5的坡度。二者均超过了标准情况下

4的最大设计坡度。隧道西侧的坡度与在海床上布置隧道客观上产生了冲突。由于在距西侧入口东面约 350m

处有一片天然的洼地，这就使得此处的沉管底部会高于原海床平面

8m。海洋粘土厚度最薄处所在位置，可通过人工的改良，使之满足埋藏隧道的受力要求。

初步的土壤调查表明，海洋粘土的厚度在其最薄处可以通过人工改良，使它的强度得到提高以满足埋藏隧道的受力要求。在设计过程中更详细的土壤调查显示凹陷处的海洋粘土延伸范围更大。由于对隧道更深位置竖向线形的修正，我们采取了更广泛的研究以克服这一问题，但是最终得出的

6的坡度未能获得通过。从砂桩，土体置换，堆载预压和深层水泥搅拌等诸多预选