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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。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。
台海隧道是一项连接台湾海峡东西两侧中国大陆与台湾的工程设想,目前尚未进入实质性阶段。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。召开了“台湾海峡隧道学术论证研讨会”,此后工程论证开始提上日程。
目前,台海通道还只停留在专家研讨阶段,勘探资料还很贫乏,不足以为选线提供充分依据,大陆专家多倾向于北线方案,而很多台湾专家却倾向于南线方案,在桥隧选择上也各有倾向。
一地震问题
历史上泉州发生过大地震,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地震.
二台风问题
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.
三通航问题
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太高,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。
四通行问题
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。
环境上该通道工程是可持续的不造成重大环境破坏
该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
探讨中的台湾海峡通道是世界上最长建设难度最大的海峡通道经过两岸学者进行可行性探讨预测和论证后台海隧道工程初定了北线中线和南线三个方案
北线方 案平潭至台湾新竹路程短地质条件较好两端分别靠近福州和台北
中线方案莆田笏石南日岛台湾苗栗该线所经地区历史上虽然没有超过7级大地震但一般有5-6级中强地震现今地震频率略高
南线方案从厦门经金门澎湖至台湾嘉义工程线路最长
随着中国工程建设技术的突飞猛进在技术上台海通道工程的三个方案都是可行的剩下就是政治和经济上的考量基于眼下对台湾海峡的一些新认识及政治进展有学者提出新的线路方案从泉州惠安到彰化并以支线连接澎湖金门的中南线方案并通过与多数专家看好的北线方案的比较论证其优越性难度最小风险最低造价最便宜工期最短需求覆盖最有效线网对接最顺畅综合效益最佳
具体设想是从泉州崇武经台西隆起至彰化以边桥中隧的形式跨越海峡另从澎北隆起建设支线连通澎湖从福厦铁路沿海客专沿海货专引支线通往金门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挖隧道通航道从而达到难度小风险小造价低工期短的目标
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一主线
台海通道中主线设计通行2-4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长度13.2km水深0-38m预计基岩为不太深的花岗岩留一个近岸 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
2西桥隧连接岛长度3km水深38-40m估计基岩为花岗岩可先采用钢板桩或混凝土板桩进行围堰抽水干场后在围堰内进行隧道掘进施工并以2%的坡度实现路面从+5m标高桥面到-55m标高隧道的过渡隧道掘进挖出的渣料可就地用以填筑人工岛人工岛筑成后可作为通道运行的一个中继站及隧道通风口预计本段造价3-30亿
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的两段本处水深65m可先筑造一个直径二三百米的大圆筒围堰水抽干后再挖竖井至隧道线位上然后分别向两侧挖掘隧道挖出的渣料就地抛填于围堰内用以填筑人工岛本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
本段海底隧道长度与英法海底隧道或日本青函海底隧道或渤海海峡南桥北隧方案中的隧道的长度相当
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
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40km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51m61m76m水深七八十米在施工技术上还很遥远
二澎湖支线
中南线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从福厦铁路沿海客专沿海货专引支线通往金门即可
台海隧道一旦建成跨越台湾海峡的陆路交通将在约4个小时的海运交通基础上大为缩短大陆和台湾的交流会密切了福建和台湾两岸有可能融合成大中华经济圈的一级
台海隧道工程建设的风险分析
只就技术风险角度试对台海隧道工程的各类技术风险识别、风险分析与控制以及风险管理等方面的问题进行初步探讨。介绍近年来国内外对长大隧道和重大工程建设项目所已进行的风险分析情况;对采用隧道掘进机(TBM)开挖施工的技术性风险进行分析;分析并提出隧道施工期和运营期的工程安全性研究与评价所应考虑的主要问题;同时对工程风险管理提出了实行社会化的工程保险机制和保险体系及量化、科学化分析评价的要求。经风险识别得出的几种主要技术风险进行分析将有利于估计工程建造费用并掌控工期,进而讨论其诸多不确定性与风险程度,为确定这些重要指标的可信度提供科学依据。
杭州湾跨海大桥承台海工高性能混凝土研究
根据杭州湾跨海大桥承台混凝土数量大以及所处环境恶劣等特点,对海工高性能、大体积混凝土的性能指标进行了试验和研究。混凝土配合比设计以耐久性为核心,各项性能均衡一致为目标,并遵循抗氯离子渗透性与抗裂性并重的原则,采用大掺量矿物掺和料、性能优良的聚羧酸减水剂、低水胶比等技术,配制出抗氯离子渗透性好、水化热低、体积稳定性好、抗裂性能良好的承台混凝土。