[发明专利]一种可延伸为应用线的海底真空管道试验线及其实施方法

说明书

本发明公开了一种可延伸为应用线的海底真空管道试验线及其实施方法，海底真空管道试验线包括依次连通设置的陆地段真空管道、近岸海底埋置段真空管道和海底高架段真空管道，以及用于支撑海底高架段真空管道的海底管墩；所述的海底高架段真空管道的终端设置有内移除封头和延伸对接头；所述的陆地段真空管道的首端设置有气闸舱；本发明还公开了该实验线的实施方法；本发明的海底真空管道断面远小于传统的隧道断面，建设成本大大低于传统隧道；本发明在完成试验任务后，在需要建设跨海通道的线路走向上进一步延伸，使试验线延伸为应用线，节省建设成本，提高资源利用率，加快跨海通道工程建设进程。

技术领域

本发明属于海底真空管道交通研究开发与工程建设技术领域，具体涉及一种可延伸为应用线的海底真空管道试验线及其实施方法。

背景技术

现有的跨海通道工程主要有跨海大桥、海底隧道、沉管隧道三种形式，技术均较成熟，已经有许多工程应用，如日本青函海底隧道、英法海底隧道，中国港珠澳大桥东、西段跨海大桥和中段沉管隧道。跨海大桥、沉管隧道只适合浅海，其中沉管隧道还要求海底地形平缓，不适应海床起伏较大海域。海底隧道即用钻爆法或盾构法在海床下一定覆盖层以下开挖形成，可以建设在深海区。跨海大桥、海底隧道、沉管隧道的共同应用模式是，供传统铁路列车和汽车通行使用；共同特征是工程量大、施工难度较高、建设成本高，因此众多有迫切需求的跨海通道工程均望而却步，建设推进工作十分缓慢，如中国渤海湾大连-烟台通道、台湾海峡通道、琼州海峡通道等，也使得跨海通道工程向更广阔海域延伸只能是遥远的未来梦想。

海底真空管道交通的基本特征是，在海床上架设管道，管道内抽成一定真空，专用的密封车辆在其中行驶。基于利用低气压环境消除气动阻力的技术原理与交通设计理念创新，封闭环境中降低车辆气动阻力不再仅仅依赖减小阻塞比。虽然建设真空环境会增加费用，但真空环境在一次形成后，只要密封足够良好，真空环境则可长期保持，在真空管道中运行车辆所需克服的气动能耗则可趋近于无限小，换算成当量可比要素后，真空管道交通跟现有铁路、公路交通相比，其能耗则会呈某种数量级意义上的降低。

另一方面，真空管道交通通过降低空气密度减小气动阻力，不再追求以扩大结构断面为代价的小阻塞比，于是，真空管道断面可远小于传统的隧道断面，根据隧道/管道断面直径跟工程建设费用呈指数关系的经验理论，在通过能力相当的前提条件下，真空管道交通的建设成本可大大低于传统隧道。相应地，基于同样的原理，海底真空管道交通的建设成本可大大低于传统跨海大桥、海底隧道和沉管隧道。

因此，海底真空管道交通将是一种有前景的跨海通道新选择。

目前，海底真空管道处于研究开发阶段，尚无现实应用，当务之急是建设工程化试验线。客运交通工具的加速度，如飞机，一般要求不大于0.2g，经过训练的试验人员可承受0.5g加速度，按此推算，40秒可加速到20g，约200m/s，折合720km/h，行驶里程4km。作为试验线，另需要一半里程用于减速。因此，600～1000km/h载人真空管道工程化试验线的合理长度为5～10km。

5km以上的海底真空管道工程化试验线，线路里程较长，工程量较大，成本费用较高，如果仅仅作为一种试验线进行建设与应用，在完成试验任务后，会面临闲置或废弃的结局，造成资源浪费。如果把试验线作为将来应用线路的组成部分进行设计与建设，完成试验任务后，通过延伸转换成应用线，则可节省工程费用，加快工程进度。

中国渤海湾大连-烟台通道最短距离约110km，台湾海峡通道最短距离约128km，琼州海峡通道最短距离约20km，均超过试验线的合理长度。但若能把海底真空管道工程化试验线在上述通道的线路走向上进行建设，完成试验任务后，将其延伸成为应用线，则可最大限度提高资源利用效率，促进上述通道早日建成。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可延伸为应用线的海底真空管道试验线及其实施方法，以加快新型跨海通道工程投入现实应用，同时避免资源浪费。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：