夢想隧道:橫貫大西洋

撰文/超俠

夢想隧道:橫貫大西洋

撰文/超俠

如今，每年有600萬乘客，坐車3小時，通過英法海底隧道，穿梭于巴黎和倫敦之間，幾十年前，大家認為這是不可能的。早在1895年，偉大的科幻作家凡爾納就預言過，由蒸汽驅動巨型風扇的火車，以時速1600千米穿隧道；1972年，科幻小說作家哈里森也構想過橫渡大西洋隧道。如果大西洋海底隧道完成，將能大大地改變我們穿梭各地的習慣，任何人都可以相當方便的在大西洋一邊居住，在另外一邊工作。

如果要從東半球到西半球的話，5 1千米的英法海底隧道已經不可能滿足我們的需要，因為中間有超過5 0 0 0千米海洋分隔，科學家和工程師們已經提出了構想，假如能建造一條橫貫東西半球的海底隧道的話，未來，我們將能夠乘著時速高達8 0 0 0千米的列車，橫穿大西洋兩岸。假如，你早晨剛在紐約吃早餐，不到1個小時，就來到巴黎打卡上班了，這并非科幻，1小時內橫渡大西洋看來并非神話。

號稱“人類最困難”的海底隧道，難在哪里？

大西洋海底隧道，將是人類最偉大的工程之一。不過要建造它，動用地球資源的規模也將是史無前例的。保守估計的話，得耗用1 0億噸鋼材，也就是全球煉鋼廠一年的生產總量，差不多需要超過5 0 0 0 0根的鋼管，每一根都重達數千噸，固定于海床；更驚人的是它的耗資成本，約為1 2兆美元。時間方面，則需要上百年才能完成，而且施工環境極度惡劣，這將是人類最困難的工程，大大超過了金字塔、長城等世界建筑奇跡。

如此昂貴和困難的大工程究竟難在哪里？

首先，是規劃最可行的路線，由于海底隧道每千米斥資達6 0億，所以必須減短海底路段。早期建議是取道北部，以加拿大、紐芬蘭省沿岸為起點，在海、陸中穿越格陵蘭島和冰島，然后分開，各自前往蘇格蘭和挪威。跟直接從紐約至英格蘭的海底隧道比較，這條路線可把海底工程減少一半。但此計劃也有其他問題，格陵蘭島的惡劣氣候將會影響日常施工進度，最后可能反而更復雜。最簡單的方案是，這5 0 0 0千米的海底隧道，直接由紐約市連接英格蘭沿岸，再通往倫敦和巴黎，不過這個計劃的成本最為昂貴。

其次，在大西洋海底建隧道需要極其精確的工程技術，稍有差池，就滿盤皆毀。1 9 8 7年，工人在法國和英國沿岸，將1 5米寬的鉆探機直接對準對方，開始鉆過去，直到雙方碰頭，工程完成，花了3年時間，以這個速度計算，橫渡大西洋隧道就需要3 0 0年。更令人頭疼的問題是，海峽隧道僅在海底6 0米以下，橫渡大西洋隧道，有些位置需深入海底約8 0 0 0米，那里的水壓幾乎是海面的5 0 0倍，人類根本不能生存。另外，我們知道在大西洋中脊，是海底活火山的山脈，這也是隧道必經之路，而這一帶的海底每天平均發生5次地震，根本不可能在這個地震活躍區域開鑿，照這樣來看，在大西洋海床下開鑿是行不通的。

隧道修建：沉管式大西洋海底隧道可行么？

我們是否可以在陸上先建造一些隧道管段，然后沿著海床逐段接駁呢？這種設計被稱為“沉管式隧道”，實際上已被采用了超過1個世紀。1 9 7 9年，全球最長的沉管隧道，在三藩市建成，每天都能運載成千上萬的乘客，穿梭5千米往來于三藩市之間，它位于三藩市8 0米深的地底，由5 7個預制管段組成，各高1 5米，長2 0 0米，段段接駁，沉于海底。

可是橫渡大西洋海底，需要建造超過它1 0 0 0倍的沉管隧道，到底能否建成呢？

試想一下，將一段隧道分切成幾段，然后去建造分切出來的管段。沉管隧道需要先把大量的混凝土注入巨型預設模板地臺，每百米長的隧道管段需要耗用3萬噸鋼材和混凝土。倘若混凝土太快變干，就容易破碎，所以工人得連續2 8天在混凝土上開動大型機器制造蒸汽，待這些工程完成后，各管段長約兩架7 4 7客機。照這樣的情況計算，橫渡大西洋隧道需要5 4 0 0 0條預設管段，這就意味著2 2 5家工廠用2 0年時間，夜以繼日生產才能完成，可是制造管段只是第一步。

若用這種方式來興建橫渡大西洋隧道，運輸的路途會非常長，最遠的長達2 5 0 0千米。即使前面的困難都可以被克服，但工程的最后階段卻是最困難、最危險的。施工人員將把各管段拖到海底最終位置的上面，在它局部注入海水，使其下沉，由大型機械絞車控制下降過程。此時潛水員只能在漆黑的環境中工作，借助全球定位系統，引導管段安裝到正確的位置。這項工作非常危險，若安裝的地點及時間稍有不對，潛水員會立即被壓碎，或者輸氣喉被管段夾住，導致窒息溺斃。到了最后的關鍵時刻，安裝接口位必須精確無比，兩邊同時接榫，巨型橡膠密封墊會完全密封接口，沉管隧道務求被置入預先挖好的坑槽，與海底緊密接合。此時，管段安裝妥當了，便可撤走隔板，完全放水，隧道也大功告成。這種方法看似可行，可是，大西洋太深了，普通隧道管段會受壓而粉碎，壓力相當于隧道每平方尺停放著一架7 4 7客機，除非有更新的高抗壓材料才行。

建造大西洋海底隧道的另一種構想：水中懸浮隧道

現在還有另外一種構想，能不能不將隧道建造在海床上呢？

那就是——水中懸浮隧道。

水中懸浮隧道和沉管隧道非常類似，不同的是，沉管隧道架在海底坑槽里，而水中懸浮隧道則懸浮于水中。隧道內，空氣和填充物維持平衡，確保隧道在精確的水深處中懸浮，其實這種技術已在全球潛艇上應用，壓載艙與潛艇內其他部分隔絕，可以交替注入水或空氣，改變潛艇的重量和浮力，水中懸浮隧道原理相同。為了確保隧道不會浮出水面，必須用多組拴纜把隧道固定在海底。

大西洋隧道可以采用這種方法嗎？隧道能否在紐約和英國之間5 0 0 0千米長的海底懸浮起來呢？若海底隧道由倫敦伸展至紐約，那景象將會非常震撼，關鍵問題是如何固定它的位置，怎樣防止那么長的隧道飄走？有些地點或許能夠建造巨大型柱，但大西洋卻不可能，因為那需要數以萬計的柱墩，而且大多數都要幾千米高，比任何一處的橋墩還高幾百倍，這個工程比隧道本身還要龐大。

另一個選擇是由巨型浮筒來支撐隧道，巨型浮筒可在水面固定隧道位置，但是，浮筒會受惡劣天氣的摧殘，當強勁的墨西哥灣流斜穿大西洋時，巨型浮筒恐怕抵擋不住。不過工程師們想出了新的設計，這種方法已在石油平臺上使用過，那就是利用鋼管連接浮筒，深入至幾百米深的海床，鋼管的末端是大型吸力錨，吸力錨深入海床，抽走海水，產生水力密封作用，強力足以固定3 3萬噸重的平臺，釋放吸力錨的壓力后，平臺很容易移到新位置。整個系統有點像倒轉的擺鐘，當海流來到，會把它壓進海里，可浮力卻能把它推上來。如果融合潛艇技術、混凝土技術和倒轉擺鐘原理等等，來建造懸浮隧道，應該是有可能的。

科學家們認為水中懸浮隧道理想深度應為1 0 0米，既可避開船只，又可盡量減輕壓力問題。整個隧道由5 4 0 0 0個預制管段組成，各個管段有不銹鋼外層，緊接鋼材的是一層超浮力泡沫材料，下面是另一個鋼殼，里面就是隧道的混凝土內籠。內籠有東西線路軌，還有中間的緊急備用路軌，因為大西洋是地震活躍帶，整條隧道和1 0萬條栓纜，將由龐大的全球定位系統持續監測，海床有任何移動，系統就會自動調節拴纜的拉力。整個工程需要數以千計的工人，在地球最惡劣的環境工作幾十年，專家要下海連接和固定5 4 0 0 0個巨大管段。首批管段可能在紐約港下面連接，然后擴展到大西洋，工人在浮動平臺上生活，平臺會繼續拖出海。潛水員會在放置管段時從旁協助，深潛器負責連接拴纜和海床，因為潛水員不能在深海壓力下生存，隧道耗用的鋼材，需要全球鋼廠不停生產1年以上。

未來大西洋海底隧道內的最大寵兒——磁懸浮列車，讓隧道旅行成為可能

假設修建隧道的問題都憑借高新技術逐步解決了，那么接下來的問題就是讓隧道旅行成為可能。現今最快的火車，來往日本的東京和廣島，叫做子彈火車，最高時速達4 0 0千米，這速度的確很快，但要橫越大西洋卻顯得不夠快，能在1小時內橫穿大西洋，那就是磁懸浮列車。如今車速可達5 0 0千米每小時，它沒有車輪和路軌，利用磁力提引，當磁懸浮系統啟動時，強大的電磁場托起火車，車身與路軌的距離約為2厘米，路軌的發生器開始制造磁力，推動火車前進，車軌之間沒有摩擦消耗，因而節省能量，車速極高。理論上，磁懸浮系統的速度是無限的，但顯然有空氣阻力的限制，如果能排除空氣阻力，將火車置于真空中，它的速度顯然可以大幅提升。

要抽光橫渡大西洋隧道的空氣，制造高速所需的真空狀態，需要用數個月時間，以時速數百萬立方尺的泵抽空，需要1 0 0架珍寶客機引擎的力量，連續全速開動約2個星期。但假設能夠解決磁懸浮系統和真空技術問題，那么，還要克服的就是人的問題。當速度過快，重力過大的時候，人類將會難以適應，甚至會因重力太大，導致休克。

為了確保乘客們不會因為加速過快而遭遇這種問題，磁懸浮列車將由東面的紐約市出發，在最初的1 0 0 0千米內逐漸加速，1 8分鐘后將達到最高時速8 0 0 0千米。這時為了進一步減低重力，乘客的座位可以繞軸旋轉。由于列車懸浮在磁場上，乘客不會感到顛簸搖晃，每個車廂相當于密封太空艙，還有增壓的再循環空氣。磁懸浮列車以最高速行駛時，比射出的子彈更快，在接著的1 8分鐘前進2 5 0 0千米，最后階段會是1 8分鐘的減速，火車駛進倫敦車站時，剛好距出發時間5 4分鐘，這比在繁忙時段前往機場所需時間還少。那時候，我們就真的可以在紐約吃早餐，到巴黎上班了。