通苏嘉甬铁路杭州湾跨海大桥建设方式选择

2021-09-08徐洪权

铁道勘察 2021年4期

徐洪权张雷

(中国铁路设计集团有限公司,天津 300308)

1 概述

新建南通至苏州至嘉兴至宁波高速铁路工程(简称通苏嘉甬铁路)位于长三角城市群中心地区江苏省和浙江省境内,线路呈南北走向,全长约310km。线路起自南通市,经苏州市、嘉兴市,到达宁波市,设计速度为350km/h。该线是国家中长期铁路网沿海通道组成部分,也是长三角地区城际铁路网的骨干线路,拟采用桥梁方式跨越杭州湾。

2 世界跨海工程建设经验

目前,国内外已建、在建和拟建的跨海通道工程有100多处,建造技术比较成熟的国家主要有日本、丹麦、挪威、英国、美国、中国、意大利等[1-3]。

2.1 杭州湾及附近海域跨海工程

在拟建桥位附近,已建成沈海高速的杭州湾公路跨海大桥和常态高速的嘉绍大桥(见图1)。

图1 桥位附近海域跨海工程示意

杭州湾公路跨海大桥全长36km,设计标准为双向六车道高速公路,于2008年建成通车。大桥设北、南两座航道桥,均为斜拉桥。北航道桥主跨448m,全长908m,为半飘浮体系五跨连续钻石形双塔双索面钢箱梁斜拉桥,索塔基础采用φ2.8m的“钻孔桩+承台”整体基础,承台外周设防撞消能设施;南航道桥主跨为318m,全长578m,为三跨连续A形独塔双索面钢箱梁斜拉桥,索塔基础采用φ2.8m的“钻孔桩+承台”整体基础,承台外周设防撞消能设施。水中区引桥采用70m跨整孔预制、整孔吊装的连续箱梁,每片预制梁吊装质量为2260t,墩身采用矩形倒圆角断面,基础采用“钢管桩+承台”。滩涂区引桥采用50m跨整孔预制、梁上运梁的连续箱梁结构,每片预制梁质量为1350t,墩身采用矩形倒圆角断面,基础采用“钻孔桩+承台”。

嘉绍大桥全长10.137km,设计标准为双向八车道高速公路,于2013年建成通车。大桥分为主航道桥、北副航道桥、水中区引桥、跨堤引桥、陆地区引桥5部分。主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥,桥跨布置为(70+200+5×428+200+70)m。索塔基础采用对水流适应性较强的圆形承台,每个承台下设32根φ2.50m的钻孔灌注桩。北副航道桥为变截面预应力混凝土刚构桥,水中区引桥采用70m跨径的预应力混凝土连续刚构,主墩及过渡墩均采用独柱型墩身,墩身与桩基础之间为单桩独柱形式。

2.2 国内外其他跨海工程

国内著名的跨海工程主要有金塘大桥、西堠门大桥、东海大桥、港珠澳大桥、福厦高铁泉州湾跨海大桥、青岛海湾大桥即胶州湾跨海大桥、平潭跨海公铁两用大桥等。

世界著名的跨海工程中,明石海峡大桥、金门大桥等为公路工程,丹麦大贝尔特大桥、厄勒海峡大桥、墨西拿海峡大桥等为公铁合建工程,英法海底隧道、日本青函海底隧道等为铁路工程[4-5]。

2.3 跨海工程建设方式总结

总体来看,跨海桥梁以公路桥居多,公铁合建桥次之,铁路单建桥最少。公铁合建可以统筹利用不可再生的岸线通道资源,亦可提高桥梁结构刚度,提高行车舒适度等[6-7]。

鉴于跨海工程设计及建设技术已较为成熟,需结合项目所在地区经济社会交通需求,地形地质、气象水文等建设条件和技术条件,综合分析论证跨海工程建设方式。

3 区域经济社会发展现状及规划

本项目影响区域包括宁波市、嘉兴市、杭州市、绍兴市、舟山市、浙江省、江苏省、上海市等8个省市。交通运量直接吸引地区为环杭州湾的嘉兴、宁波两市。

3.1 经济社会发展现状

(1)宁波市:全市GDP超过万亿,人均GDP为15万元,三种产业之比为2.8∶51.3∶45.9,自然资源丰富,旅游资源非常丰富,工业基础雄厚、门类齐全,外向型经济比较发达。

(2)嘉兴市:全市在5000亿左右,人均GDP为10万元左右,三种产业之比为2.3∶53.9∶43.8,是我国优秀旅游城市和国家园林城市,是具有典型江南水乡风情的历史文化名城。

项目所在区域是我国著名的“鱼米之乡”,现代交通、通讯条件下人口、资金、物资、技术、信息高度集聚,都市圈之间的分工、合作和竞争将决定新的世界经济格局。就中国现实而言,长江三角洲区域最有可能成为主导中国未来经济发展的超大型都市圈。

3.2 经济社会发展规划

(1)《长江三角洲城市群发展规划》提出发挥上海龙头带动核心作用和区域中心城市的辐射带动作用,依托交通运输网络培育形成多级多类发展轴线,构建“一核五圈四带”的网络化空间格局。

(2)《长江三角洲一体化发展三年行动计划》指出,长三角地区要基本形成世界级城市群框架,建成枢纽型、功能性、网络化的基础设施体系。

(3)《环杭州湾大湾区规划》提出以重大交通基础设施网络建设为先导促进大湾区生产力优化布局,重点建设杭州湾经济区,推进沿海大平台深度开发,大力发展湾区经济。

4 区域路网发展现状及趋势

4.1 区域路网现状

目前区域路网主要由铁路和公路组成。

(1)铁路:目前沪甬之间的运行径路均需绕行杭州枢纽,主要有沪杭客专、杭甬客专、沪杭线、萧甬线等,均为双线铁路。

(2)公路:现状公路通道主要由杭州湾跨海大桥、嘉绍大桥和钱江隧道构成,目前三者的服务水平均为一级,拥挤度低、通行能力充裕。

4.2 区域路网发展规划

(1)铁路:根据《中长期铁路网规划》,研究区域将形成京沪、沿海通道为纵轴;北部陆桥、中部沿江、南部沪昆通道为横轴的“两纵三横”的高速铁路主骨架。

《长江三角洲城市群城际铁路网规划》指出,通苏嘉甬铁路是国家南北沿海运输大通道的重要组成部分,是上海辐射苏北、浙江沿海的主要交通走廊,解决华东地区沿海瓶颈的辅助通道。

《浙江省中长期铁路网规划修编》跨杭州湾铁路通道是沿海高铁通道的组成部分,同时作为都市区联系长三角核心城市上海、苏锡常都市圈的城际通道。

(2)公路:“十三五”现代综合交通运输体系发展规划中,涉及宁波、舟山的高速公路为纵线G15沈阳至海口高速及G92杭州湾地区环线。

沪甬通道在《上海市城市总体规划(2017-2035年)》中是上海规划的七条区域综合运输走廊中的其中一条。

《宁波市高速公路网规划(2013年—2030年)》规划在宁波与上海间新增宁波慈溪附海直连上海金山区的跨海通道(见图2)。

图2 环杭州湾地区公路路网布局

4.3 跨湾铁路通道建设的必要性

(1)优化跨湾城际铁路网,增强运输灵活性的需要,健全以轨道交通为主的综合交通网络、提升上海对宁波等近沪地区的辐射能力。

(2)提高跨湾供给质量,实现环杭州湾大湾区优化发展的需要,强化大湾区南北两岸的联系。

(3)贯彻新发展理念,引导嘉甬地区新型城镇化建设的需要,促进大小城市间协同发展。

(4)践行交通强国、铁路先行的历史使命的需要,全面提升服务质量效率。

5 跨湾通道交通需求预测及定位

5.1 跨湾交通量预测

交通出行需求与社会经济存在着明显的相关性,在预测交通量过程中,以区域未来社会经济发展趋势为基础,分析交通出行与社会经济发展的关联性,以此预测未来交通出行需求,推算未来交通量。以下采用“四阶段”法进行交通量预测,包括社会经济预测、小区生成量预测、交通分布预测和交通分配4个阶段;再利用LOGIT模型,结合经验推算公路客运OD向铁路转移的比例,得到交通量预测结果[10-11],结果归纳如下。

(1)基于前述模型,预测初、近、远期全社会跨湾运量总需求增长率分别为2.8%、2.4%、1.8%,铁路、公路、民航所占比例见表1。

表1 跨湾通道客流份额

(2)跨湾通道主要承担长三角地区城际客流和嘉兴以远与东南沿海、粤东地区的通过客流。

(3)跨湾通道缩短了上海至宁波、台州等城市的时空距离,分流了沪杭甬通道的运输需求,提高了沪杭甬通道旅客运输的灵活性,对于强化沪甬交流,可促进长三角经济一体化发展。

5.3 跨湾通道功能定位

(1)铁路:主要由嘉甬通道、杭绍台通道、沪杭甬通道以及沪昆-萧甬通道4部分组成,宜定位为以城际流为主,中长途客流为辅。

(2)公路:主要承担区域对外交通出行及杭州湾区城市间交通出行,提供长距离、大容量、高速度的交通服务,定位为主要干线公路。

6 公铁合建建设方案

公铁合建的公路线位受铁路线位制约[12-13],公路跨海段采用与铁路相同的桥位。除合建段桥位外,起终点选择需重点考虑与高速路网的顺畅衔接、现状高速公路技术指标及结构物对起终点枢纽布设的制约等因素。

6.1 公路两端接线方案

(1)与区域路网衔接情况

公路起点接G1522常台高速公路,需相交的主要路网有湖盐公路、G92杭州湾环线高速(杭浦高速)、S101省道、G92N杭甬高速复线,与杭甬高速复线形成T型枢纽,全线连接嘉兴海宁、海盐和宁波慈溪3个县市。

(2)节点选取基本原则

公路通道作为杭州湾跨海大桥的分流通道,起点考虑与常台高速相接,终点考虑与杭甬高速复线相接,实现宁波、舟山与嘉兴、苏锡常间的快速出行,同时兼顾部分温台沿海与嘉兴、苏锡常间的交通出行。

(3)两岸衔接方案

北岸起点位置定位于常台高速公路嘉兴段的百步互通附近(拆除现状百步互通,在本项目与湖盐线交叉处另址新建百步互通)。南岸终点通过设置枢纽式互通与杭甬高速复线公路相接,此枢纽位于杭甬高速复线现有的庵东枢纽与在建庵东西互通之间,在庵东枢纽西侧约2km处。

6.2 建设规模

公路通道作为主要干线公路拟采用双向六车道高速公路标准[14-15],设计速度为100km/h,路基宽33.5m。路线长54.728km,其中公铁合建段长32.2km(含29.2km跨海段和3.0km陆地接线)。全线设置一般互通式立交2处,枢纽互通式立交3处,服务区1处,应急抢险中心1处,养护工区1处,管理中心1处,交警路政用房1处。