梦想隧道:横贯大西洋

撰文/超侠

梦想隧道:横贯大西洋

撰文/超侠

如今，每年有600万乘客，坐车3小时，通过英法海底隧道，穿梭于巴黎和伦敦之间，几十年前，大家认为这是不可能的。早在1895年，伟大的科幻作家凡尔纳就预言过，由蒸汽驱动巨型风扇的火车，以时速1600千米穿隧道；1972年，科幻小说作家哈里森也构想过横渡大西洋隧道。如果大西洋海底隧道完成，将能大大地改变我们穿梭各地的习惯，任何人都可以相当方便的在大西洋一边居住，在另外一边工作。

如果要从东半球到西半球的话，5 1千米的英法海底隧道已经不可能满足我们的需要，因为中间有超过5 0 0 0千米海洋分隔，科学家和工程师们已经提出了构想，假如能建造一条横贯东西半球的海底隧道的话，未来，我们将能够乘着时速高达8 0 0 0千米的列车，横穿大西洋两岸。假如，你早晨刚在纽约吃早餐，不到1个小时，就来到巴黎打卡上班了，这并非科幻，1小时内横渡大西洋看来并非神话。

号称“人类最困难”的海底隧道，难在哪里？

大西洋海底隧道，将是人类最伟大的工程之一。不过要建造它，动用地球资源的规模也将是史无前例的。保守估计的话，得耗用1 0亿吨钢材，也就是全球炼钢厂一年的生产总量，差不多需要超过5 0 0 0 0根的钢管，每一根都重达数千吨，固定于海床；更惊人的是它的耗资成本，约为1 2兆美元。时间方面，则需要上百年才能完成，而且施工环境极度恶劣，这将是人类最困难的工程，大大超过了金字塔、长城等世界建筑奇迹。

如此昂贵和困难的大工程究竟难在哪里？

首先，是规划最可行的路线，由于海底隧道每千米斥资达6 0亿，所以必须减短海底路段。早期建议是取道北部，以加拿大、纽芬兰省沿岸为起点，在海、陆中穿越格陵兰岛和冰岛，然后分开，各自前往苏格兰和挪威。跟直接从纽约至英格兰的海底隧道比较，这条路线可把海底工程减少一半。但此计划也有其他问题，格陵兰岛的恶劣气候将会影响日常施工进度，最后可能反而更复杂。最简单的方案是，这5 0 0 0千米的海底隧道，直接由纽约市连接英格兰沿岸，再通往伦敦和巴黎，不过这个计划的成本最为昂贵。

其次，在大西洋海底建隧道需要极其精确的工程技术，稍有差池，就满盘皆毁。1 9 8 7年，工人在法国和英国沿岸，将1 5米宽的钻探机直接对准对方，开始钻过去，直到双方碰头，工程完成，花了3年时间，以这个速度计算，横渡大西洋隧道就需要3 0 0年。更令人头疼的问题是，海峡隧道仅在海底6 0米以下，横渡大西洋隧道，有些位置需深入海底约8 0 0 0米，那里的水压几乎是海面的5 0 0倍，人类根本不能生存。另外，我们知道在大西洋中脊，是海底活火山的山脉，这也是隧道必经之路，而这一带的海底每天平均发生5次地震，根本不可能在这个地震活跃区域开凿，照这样来看，在大西洋海床下开凿是行不通的。

隧道修建：沉管式大西洋海底隧道可行么？

我们是否可以在陆上先建造一些隧道管段，然后沿着海床逐段接驳呢？这种设计被称为“沉管式隧道”，实际上已被采用了超过1个世纪。1 9 7 9年，全球最长的沉管隧道，在三藩市建成，每天都能运载成千上万的乘客，穿梭5千米往来于三藩市之间，它位于三藩市8 0米深的地底，由5 7个预制管段组成，各高1 5米，长2 0 0米，段段接驳，沉于海底。

可是横渡大西洋海底，需要建造超过它1 0 0 0倍的沉管隧道，到底能否建成呢？

试想一下，将一段隧道分切成几段，然后去建造分切出来的管段。沉管隧道需要先把大量的混凝土注入巨型预设模板地台，每百米长的隧道管段需要耗用3万吨钢材和混凝土。倘若混凝土太快变干，就容易破碎，所以工人得连续2 8天在混凝土上开动大型机器制造蒸汽，待这些工程完成后，各管段长约两架7 4 7客机。照这样的情况计算，横渡大西洋隧道需要5 4 0 0 0条预设管段，这就意味着2 2 5家工厂用2 0年时间，夜以继日生产才能完成，可是制造管段只是第一步。

若用这种方式来兴建横渡大西洋隧道，运输的路途会非常长，最远的长达2 5 0 0千米。即使前面的困难都可以被克服，但工程的最后阶段却是最困难、最危险的。施工人员将把各管段拖到海底最终位置的上面，在它局部注入海水，使其下沉，由大型机械绞车控制下降过程。此时潜水员只能在漆黑的环境中工作，借助全球定位系统，引导管段安装到正确的位置。这项工作非常危险，若安装的地点及时间稍有不对，潜水员会立即被压碎，或者输气喉被管段夹住，导致窒息溺毙。到了最后的关键时刻，安装接口位必须精确无比，两边同时接榫，巨型橡胶密封垫会完全密封接口，沉管隧道务求被置入预先挖好的坑槽，与海底紧密接合。此时，管段安装妥当了，便可撤走隔板，完全放水，隧道也大功告成。这种方法看似可行，可是，大西洋太深了，普通隧道管段会受压而粉碎，压力相当于隧道每平方尺停放着一架7 4 7客机，除非有更新的高抗压材料才行。

建造大西洋海底隧道的另一种构想：水中悬浮隧道

现在还有另外一种构想，能不能不将隧道建造在海床上呢？

那就是——水中悬浮隧道。

水中悬浮隧道和沉管隧道非常类似，不同的是，沉管隧道架在海底坑槽里，而水中悬浮隧道则悬浮于水中。隧道内，空气和填充物维持平衡，确保隧道在精确的水深处中悬浮，其实这种技术已在全球潜艇上应用，压载舱与潜艇内其他部分隔绝，可以交替注入水或空气，改变潜艇的重量和浮力，水中悬浮隧道原理相同。为了确保隧道不会浮出水面，必须用多组拴缆把隧道固定在海底。

大西洋隧道可以采用这种方法吗？隧道能否在纽约和英国之间5 0 0 0千米长的海底悬浮起来呢？若海底隧道由伦敦伸展至纽约，那景象将会非常震撼，关键问题是如何固定它的位置，怎样防止那么长的隧道飘走？有些地点或许能够建造巨大型柱，但大西洋却不可能，因为那需要数以万计的柱墩，而且大多数都要几千米高，比任何一处的桥墩还高几百倍，这个工程比隧道本身还要庞大。

另一个选择是由巨型浮筒来支撑隧道，巨型浮筒可在水面固定隧道位置，但是，浮筒会受恶劣天气的摧残，当强劲的墨西哥湾流斜穿大西洋时，巨型浮筒恐怕抵挡不住。不过工程师们想出了新的设计，这种方法已在石油平台上使用过，那就是利用钢管连接浮筒，深入至几百米深的海床，钢管的末端是大型吸力锚，吸力锚深入海床，抽走海水，产生水力密封作用，强力足以固定3 3万吨重的平台，释放吸力锚的压力后，平台很容易移到新位置。整个系统有点像倒转的摆钟，当海流来到，会把它压进海里，可浮力却能把它推上来。如果融合潜艇技术、混凝土技术和倒转摆钟原理等等，来建造悬浮隧道，应该是有可能的。

科学家们认为水中悬浮隧道理想深度应为1 0 0米，既可避开船只，又可尽量减轻压力问题。整个隧道由5 4 0 0 0个预制管段组成，各个管段有不锈钢外层，紧接钢材的是一层超浮力泡沫材料，下面是另一个钢壳，里面就是隧道的混凝土内笼。内笼有东西线路轨，还有中间的紧急备用路轨，因为大西洋是地震活跃带，整条隧道和1 0万条栓缆，将由庞大的全球定位系统持续监测，海床有任何移动，系统就会自动调节拴缆的拉力。整个工程需要数以千计的工人，在地球最恶劣的环境工作几十年，专家要下海连接和固定5 4 0 0 0个巨大管段。首批管段可能在纽约港下面连接，然后扩展到大西洋，工人在浮动平台上生活，平台会继续拖出海。潜水员会在放置管段时从旁协助，深潜器负责连接拴缆和海床，因为潜水员不能在深海压力下生存，隧道耗用的钢材，需要全球钢厂不停生产1年以上。

未来大西洋海底隧道内的最大宠儿——磁悬浮列车，让隧道旅行成为可能

假设修建隧道的问题都凭借高新技术逐步解决了，那么接下来的问题就是让隧道旅行成为可能。现今最快的火车，来往日本的东京和广岛，叫做子弹火车，最高时速达4 0 0千米，这速度的确很快，但要横越大西洋却显得不够快，能在1小时内横穿大西洋，那就是磁悬浮列车。如今车速可达5 0 0千米每小时，它没有车轮和路轨，利用磁力提引，当磁悬浮系统启动时，强大的电磁场托起火车，车身与路轨的距离约为2厘米，路轨的发生器开始制造磁力，推动火车前进，车轨之间没有摩擦消耗，因而节省能量，车速极高。理论上，磁悬浮系统的速度是无限的，但显然有空气阻力的限制，如果能排除空气阻力，将火车置于真空中，它的速度显然可以大幅提升。

要抽光横渡大西洋隧道的空气，制造高速所需的真空状态，需要用数个月时间，以时速数百万立方尺的泵抽空，需要1 0 0架珍宝客机引擎的力量，连续全速开动约2个星期。但假设能够解决磁悬浮系统和真空技术问题，那么，还要克服的就是人的问题。当速度过快，重力过大的时候，人类将会难以适应，甚至会因重力太大，导致休克。

为了确保乘客们不会因为加速过快而遭遇这种问题，磁悬浮列车将由东面的纽约市出发，在最初的1 0 0 0千米内逐渐加速，1 8分钟后将达到最高时速8 0 0 0千米。这时为了进一步减低重力，乘客的座位可以绕轴旋转。由于列车悬浮在磁场上，乘客不会感到颠簸摇晃，每个车厢相当于密封太空舱，还有增压的再循环空气。磁悬浮列车以最高速行驶时，比射出的子弹更快，在接着的1 8分钟前进2 5 0 0千米，最后阶段会是1 8分钟的减速，火车驶进伦敦车站时，刚好距出发时间5 4分钟，这比在繁忙时段前往机场所需时间还少。那时候，我们就真的可以在纽约吃早餐，到巴黎上班了。