* Seikan-Tunnel
Da dieser Tunnel Teil eines internationalen Autobahnprojekts ist, ist die optimale Transportart für Fahrzeuge mit eigener Kraft. Dies muss daher vorrangig berücksichtigt werden. In Japan wurden bereits zahlreiche Autotunnel gebaut, deren Größeweitgehend standardisiert(siehe Abbildung 1). Bei einem Verkehrsaufkommen von unter 10.000 Fahrzeugen pro Tag wird der Tunnel einspurig in jede Richtung befahren und dient somit beiden Fahrtrichtungen. Steigt das Verkehrsaufkommen, wird ein weiterer Tunnel desselben Typs hinzugefügt, der dann zweispurig in jede Richtung befahrbar ist.
Da es sich um einen Unterwassertunnel handelt, sind außerdem ein Vorlauftunnel und ein Arbeitstunnel erforderlich.Nach dem Vorbild des Seikan-Tunnelsist anzunehmen, dass diese in der in Abbildung 2 dargestellten Anordnung errichtet werden. Vorlauftunnel und Arbeitstunnel dienen auch nach der Tunneleröffnung der Belüftung bzw. der Verlegung von Rohrleitungen und werden zudem für Wartungsarbeiten genutzt. Im Falle des Japan-Korea-Tunnels kann die gemeinsame Verwaltung verschiedener Anlagen wie Glasfaserkabel, supraleitende Energietransportanlagen, Erdgasversorgungsanlagen und Trinkwassertransportanlagen als Reaktion auf die künftige globale Erwärmung in Betracht gezogen werden, um künftige Kommunikations- und Energieprobleme zu bewältigen.
* Honshu-Shikoku-Brücke
Das größte Problem in diesem Fall ist jedoch die Belüftung. Da Autos Abgase ausstoßen, benötigen lange Tunnel große Belüftungssysteme.Abbildung 3 zeigt das Belüftungssystem im Kan-etsu-Tunnel der Japan Highway Public Corporation. Es handelt sich um ein beträchtliches System (zum Vergleichdes Eurotunnelsundder Tokyo Bay Aqua-Linedargestellt).
Dieses System nutzt ein vertikales Zu- und Abluftsystem, dessen Bau etwas günstiger ist als der eines horizontalen Systems.
Beim Japan-Korea-Tunnel wird die Länge jedoch um ein Vielfaches höher sein, sodass die Kosten für das Belüftungssystem extrem hoch ausfallen werden. Ein weiterer entscheidender Nachteil ist, dass aufgrund der Lage des Tunnels unter Wasser keine vertikalen oder geneigten Schächte gebaut werden können. Das gesamte Belüftungsvolumen variiert je nach Verkehrsaufkommen, beträgt aber 1.000 bis 2.000 m³/s. Bei Landtunneln wird der Tunnel in Abschnitte von 1 bis 2 km unterteilt, und es werden vertikale Schächte zur Zu- und Abluft von der Oberfläche installiert. Geht man davon aus, dass die Gesamtlänge 20 Mal so lang ist wie die des Kan-etsu-Tunnels und die Gebläseleistung pro Längeneinheit dreimal so hoch ist, würden allein die Stromkosten mehr als 10 Milliarden Yen pro Jahr betragen, was verdeutlicht, dass es sich um einen unrealistischen Plan handelt.
Alle Methoden des autonomen Fahrens durch Tunnel bergen diverse Herausforderungen. Da die Tunneleröffnung jedoch erst in 20 bis 30 Jahren erwartet wird, ist davon auszugehen, dass in diesem Zeitraum ein neues intelligentes Transportsystem (ITS) entwickelt wird, das autonomes Fahren in Tunneln ermöglicht. Auch der praktische Einsatz von stromabnehmenden Elektrofahrzeugen erscheint durchaus realistisch. Allerdings sind Tunnel geschlossene Räume, und das manuelle Fahren über längere Zeiträume ist aufgrund psychischer Belastungen und anderer Faktoren schwierig.
Daher muss das Fahren in Tunneln zwar automatisiert werden, ein vollständig fahrerloser Betrieb ist jedoch nicht erforderlich. Da sich bereits Personen in den Fahrzeugen befinden, sollte das automatisierte Fahrsystem so konzipiert sein, dass es die Fahrvorgänge des Fahrers in Abstimmung mit dessen Handlungen unterstützt. Aus
diesem Grund muss der Tunnel unter ergonomischen Gesichtspunkten geplant werden, einschließlich eines fortschrittlichen Autobahnsystems (AHS), Beleuchtung und Ampelanlagen. Das bereits erwähnte einfache Leitsystem für Elektrofahrzeuge dient somit als eine Unterstützung für das automatisierte Fahren. Zusätzlich ist die Einführung von Signalanlagen zur Verhinderung von Kollisionen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung notwendig. Ein weiteres
Problem besteht darin, dass in Japan Linksverkehr und in Südkorea Rechtsverkehr herrscht. Bei der Durchfahrt durch den Japan-Korea-Tunnel herrscht gemäß den jeweiligen nationalen Gesetzen bis Tsushima Linksverkehr. Daher ist zwischen Tsushima und der Insel Geoje ein Wechsel der Fahrspur erforderlich. Falls Zollabfertigungen durchgeführt werden, dient dieser Punkt als Wechselpunkt. An dieser Stelle halten alle Fahrzeuge an und die Insassen steigen aus, was das Wenden von links nach rechts erleichtert. Sollten Grenzübergänge jedoch nahezu kostenlos werden, wie es derzeit in europäischen Ländern der Fall ist, wird es notwendig sein, einen Wendepunkt mit Überführung einzurichten. In diesem Fall ist es unerlässlich, sicherzustellen, dass die Fahrer die umgekehrte Links- und Rechtsrichtung vollständig verstehen und alle notwendigen Vorkehrungen treffen, um Unfälle zu vermeiden.
Der Bau von Eisenbahnstrecken durch lange Tunnel hat eine lange Tradition. Derzeitder Seikan-Tunnelmit 53,85 km der längste Tunnel der Welt. Der geplante Japan-Korea-Tunnel wird 250 km lang sein und die Inseln Iki und Tsushima durchqueren. Aufgrund der geradlinigen Verbindung zwischen Iki und Tsushima wird davon ausgegangen, dass der Tunnel unterirdisch verläuft und nicht die Oberfläche erreicht. Dies entspricht jedoch einem Tunnel an Land, und die längste Unterwasserstrecke beträgt etwa 70 km von Tsushima zur Insel Geoje. Überträgt man die Erfahrungen mit dem Seikan-Tunnel auf den Bau eines Eisenbahntunnels, so dürften nur wenige technische Probleme auftreten.Abbildung 4 zeigt den Tunnelquerschnitt desSeikan-Tunnels, der nach Shinkansen-Standards errichtet wurde.
Es wäre wünschenswert, den Japan-Korea-Tunnel nach nahezu identischen Standards zu bauen. Bei maschinellem Vortrieb mittels Tunnelbohrmaschine (TBM)ergibt sich ein kreisförmiger Tunnelquerschnitt (siehe Abbildung 5). Wie später erläutert wird (die Einführung des französischen TGV war in der Vermessungsphase nicht vorgesehen, zukünftigeVermessungen werden ihn mit dem TGV vergleichen), ist die Durchfahrtshöhe für Direktzüge nach Korea etwas geringer als die des japanischen Shinkansen, sodass der Tunnelquerschnitt entsprechend kleiner ausfallen kann. Alternativ könnten japanische Shinkansen-Züge bis Busan eingesetzt werden, da die Durchfahrtshöhe der koreanischen Staatsbahn über den Bahnsteigen nahezu der des japanischen Shinkansen entspricht.
Daher wird erwartet, dass der oben genannte Querschnitt für den Tunnel verwendet wird. Da der Tunnelabschnitt, wie in der Querschnittszeichnung dargestellt, als elektrifizierte Strecke ausgeführt wird, ist die Verlegung von Oberleitungen und deren Stromversorgung erforderlich. Die Züge werden Shinkansen sein, daher wird das elektrische System mit 25 kV Wechselstrom betrieben. Aus diesem Grund müssen alle 20 bis 30 km Umspannwerke mit einer Kapazität von ca. 30.000 kVA installiert werden.
Darüber hinaus kann die Yamanashi-Magnetschwebebahn, die sich derzeit in der Testphase befindet (siehe: Konzeptdiagramm für den zukünftigen Japan-Korea-Tunnel), je nach Fortschritt erheblichen Einfluss auf das moderne Verkehrsnetz zwischen Japan und Korea und sogar auf ganz Nordostasien haben.
Bezüglich des Linearmotorwagens bewertete das 8. Komitee (2000) des „Komitees zur Bewertung der praktischen Technologie supraleitender Magnetschwebebahnen“, das sich hauptsächlich aus akademischen Experten zusammensetzt, diesen wie folgt: „Obwohl hinsichtlich der Langzeitstabilität und einiger wirtschaftlicher Aspekte noch Fragen zu klären sind, gelten die technischen Perspektiven für eine praktische Anwendung als Hochgeschwindigkeits-Massenverkehrssystem als gegeben.“ Um Probleme wie Langzeitstabilität, Kostenreduzierung und Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs anzugehen, werden die auf eine praktische Anwendung ausgerichteten Testfahrten ab dem Jahr 2000 für etwa fünf Jahre im Pilotabschnitt fortgesetzt (Referenz: Ministerium für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus, Website „Linearmotorwagen“).
Der Seikan-Tunnel wird aufgrund seiner Gesamtlänge von 54 km über Umspannwerke an beiden Tunnelseiten mit Strom versorgt. Im Fall des Japan-Korea-Tunnels kann die Stromversorgung durch die Installation von Umspannwerken an Land zwischen Kyushu, Iki und Tsushima erfolgen. Zwischen Tsushima und der Insel Geoje erstreckt sich der Unterwasserabschnitt des Tunnels über 70 km, was den Bau von ein bis zwei Umspannwerken erfordert. Daher muss auf dem Meeresboden eine Fläche von ca. 20 m × 15 m × 30 m gesichert und Hochspannungskabel bis zu diesem Punkt verlegt werden. Sollte eine Eisenbahnlinie gebaut werden, erfolgt der Personenverkehr durchgehend, sodass keine Bahnhöfe benötigt werden (allerdings bestehen aufgrund der Unterschiede in den Signal- und Steuerungssystemen des französischen TGV zukünftige Überlegungen zum gemeinsamen Betrieb).
Im Hinblick auf den Güterverkehr könnten Güterzüge, wenn ein Tunnel zwischen der südkoreanischen Eisenbahn und dem Shinkansen (Hochgeschwindigkeitszug) über den Japan-Korea-Tunnel gebaut würde, direkt jedes Ziel in Südkorea erreichen, da sowohl die Shinkansen-Strecke als auch die südkoreanische Eisenbahn (einschließlich des TGV) Normalspur (1435 mm) aufweisen. Da der japanische Shinkansen jedoch als reine Personenbahn konzipiert wurde, ergeben sich Probleme, beispielsweise seine Ungeeignetheit für den allgemeinen Güterverkehr. Umgekehrt ist ein direkter Betrieb auf Japans konventionellen Strecken aufgrund der Schmalspur (1066 mm) nicht möglich.
Da der Containertransport das Hauptverkehrsmittel sein wird, muss daher auf der Kyushu-Seite ein Containerumschlagzentrum errichtet werden. Dies erfordert ein relativ großes Umschlagzentrum. Eine Möglichkeit besteht darin, die überschüssigen Güterverkehrsanlagen des Kohlefelds Chikuhō zu nutzen.
Hier würden auf japanischer Seite auf Güterwagen verladene Container auf Güterwagen für die südkoreanische Seite umgeladen. Der Umschlag von Containern zwischen Güterwagen ist weltweit selten, doch die Praxis im internationalen Güterverkehr an der spanisch-französischen Grenze kann als Beispiel dienen. Dieser Standort wickelt zudem den Umschlag von Containern für Südkorea ab, die per Lkw aus Nordkyushu und der westlichen Chugoku-Region transportiert und dort auf Containerwaggons verladen werden – und umgekehrt. Aus Sicht des Güterverkehrs bedeutet dies im Wesentlichen eine Erweiterung des südkoreanischen Eisenbahnnetzes bis zum Standort in Nordkyushu. Der Transport von großen Schüttgütern (Kohle, Zement, Erz, Getreide usw.) per Bahn durch den Japan-Korea-Tunnel ist nicht praktikabel. Da große Güter innerhalb Südkoreas per Küstenschifffahrt transportiert werden, sollte dieselbe Argumentation auch für den Transport zwischen Japan und Südkorea gelten.
Eisenbahnen können Autos grundsätzlich auf Güterwagen transportieren. Daher ist es möglich, Autos per Bahn nur durch Tunnelabschnitte zu befördern und sie nach Verlassen des Tunnels selbstständig zu ihrem Zielort fahren zu lassen. Bei den Zügen (Le Shuttle), die durch den Eurotunnel (siehe Foto) fahren, kommt ein Autotransportsystem zum Einsatz. Dabei werden die Autos auf doppelstöckige (oder manchmal einstöckige, große) Güterwagen verladen, während die Fahrgäste in der Regel in Personenwagen reisen. Das Be- und Entladen der Personenwagen auf die Güterwagen erfolgt durch Personal, das anschließend selbst fährt. In Europa ist das sogenannte Schlafwagensystem weit verbreitet. Hierbei übernachten die Fahrgäste in Schlafwagen und erreichen am nächsten Morgen ihr Ziel, von wo aus sie selbst weiterfahren. Dasselbe System wird auch für die Durchfahrt durch Tunnel angewendet. Da Eisenbahnen durchgehende Verbindungen anbieten, lässt sich dieses System natürlich auch auf längere Strecken ausdehnen, beispielsweise durch den Einsatz von Schlafwagen, nicht nur innerhalb von Tunneln. Güterwagen können mit einer ähnlichen Methode auch nur innerhalb von Tunneln per Bahn transportiert werden. Große Lkw überschreiten beim Verladen auf Güterwagen mitunter die zulässige Fahrzeughöhe. Daher kommen Methoden wie das Absenken des Waggonbodens oder das sogenannte „Känguru-System“ zum Einsatz, bei dem nur die Räder unter den Boden abgesenkt werden. Beim Verladen von Pkw auf Güterwagen wird zwangsläufig eine Parkfläche benötigt. Diese Fläche kann man als Fährterminal bezeichnen. Der Platzbedarf variiert je nach Transportmenge, beträgt aber für Pkw in der Regel 10.000 bis 15.000 m² für 200 bis 300 Fahrzeuge. Auch Ruhezonen für Fahrgäste und Lkw-Fahrer sind erforderlich. Dies ähnelt den Raststätten an Autobahnen.
Die südkoreanische Regierung plant den Bau einer Schnellstraße zwischen Busan und der Insel Geoje (Gesamtlänge: 8,2 km), deren Fertigstellung für 2009 geplant ist. Das Projekt wird aus zwei Schrägseilbrücken mit Längen von jeweils 230 m bzw. 475 m und einem 3,4 km langen Absenktunnel in 40 m Tiefe bestehen.
Am 27. November 2003 fand vor dem Pressezentrum des neuen Hafens von Busan der Spatenstich für die Geoga-Brücke statt, eine Verbindungsstraße zwischen der Insel Gadeokdo in Busan und der Insel Geoje in der Provinz Gyeongsangnam-do. Die Kosten für das Projekt sollten
bis 2010 auf 1,4469 Billionen Won (ca. 144,7 Milliarden Yen) geschätzt werden.
Die Straße wird 8,2 km lang sein und über vier Fahrspuren pro Richtung verfügen. Sie verbindet Cheonga-dong auf der Insel Gadeokdo im Stadtbezirk Gangseo-gu in Busan mit Yuho-ri in Jangmok-myeon auf der Insel Geoje in der Provinz
Gyeongsangnam-do. Von der gesamten Strecke wird der 3,7 km lange Abschnitt zwischen den Inseln Gadeokdo und Daejukdo im sogenannten „Absenktunnel“-Verfahren gebaut – eine in Korea einzigartige Methode, bei der eine Konstruktion an Land errichtet und im Meeresboden verankert wird. Der 4,5 km lange Abschnitt von Daejukdo über Jungjukdo und Jido nach Jangmok wird als zwei Schrägseilbrücken realisiert.
Das Projekt wird von „GK Marine Highway“ durchgeführt, einem Konsortium aus acht koreanischen Unternehmen, darunter Daewoo Engineering & Construction, Daelim Industrial und Doosan Engineering & Construction, mit einem Investitionsvolumen von 999,6 Milliarden Won. Die koreanische Regierung, die Stadt Busan und die Provinz Gyeongsangnam-do steuern 447,3 Milliarden Won bei. Obwohl die Straße nach ihrer Fertigstellung der Stadt Busan und der Provinz Gyeongsangnam-do gehören wird, kommt ein BOT-Modell (Build-Operate-Transfer) zum Einsatz. Im Rahmen dieses Modells übernimmt der Auftragnehmer die Erhebung der Mautgebühren sowie die Verwaltung und den Betrieb der Straße für 40 Jahre.
Nach der Eröffnung der Straße verkürzt sich die Entfernung zwischen Busan und Geoje von 140 km auf 60 km, und die Fahrzeit reduziert sich von 2 Stunden und 10 Minuten auf 50 Minuten. Darüber hinaus trägt die Straße zur Entlastung des Verkehrs auf dem Namhae-Expressway und dem Gyeongbu-Expressway bei und leistet einen wichtigen Beitrag zum Umschlag von Import- und Exportgütern für Busans neuen Hafen, den Industriekomplex Sinho in Mongsan und die Schiffbauindustrie in Geoje. Bereits im Oktober 2003 fand in Busan der Spatenstich für den Bau der Gadeok-Brücke statt, die Teil der Verbindungsstraße Busan-Geoje ist.
