三大隧道見證現代工程學奇跡

鎖象劈麋

如果指給一位登山家一條連綿不絕的山脈，他的眼光會落在最高的峰頂。如果給一位航海家指向一條海峽，他的眼光會停在對面最適合停靠的峽灣。如果把山脈和海峽指給一位隧道工程師，他會立刻做出一個關于穿越山海的隧道設計方案，還附送一摞預算表。

在現代，技術因素不再是阻止宏偉計劃實施的最大壁壘。一批批隧道工程師們在山腳和海底孜孜不倦地指揮挖掘，他們的成果不僅使世界各地人們的生活更加安全、便利，也創造了一系列工程學上的奇觀。

陸路貫通英吉利海峽

遠在1802年，拿破侖即將當選法蘭西共和國的終身執政時，意氣風發的他手握攻無不克的世界最強陸軍雄視歐洲，恨無對手。而長期與法國隔海相望的宿敵英國，是他的最大目標之一。

恰好，有一位法國青年阿爾伯特·馬修獻策，希望借著共和國的財力修建一條貫通英吉利海峽的海底隧道。拿破侖聞言大喜，作為著名的新技術擁護者，他敏銳地注意到這條隧道一旦建成，在軍事上將大大有利于他的精銳陸軍。于是，他于《亞眠和約》時期讓自己的哥哥跟英國方面吹了吹風。

日本津輕海峽鳥瞰圖

第二次反法同盟剛剛失敗，對拿破侖的崛起無比警惕的英國人接收到這個消息后，哪會猜不出拿破侖推銷這條號稱“馬車兩小時跑過海峽”的隧道的醉翁之意？他們只是無可無不可地聽取，這項工程自然連立項的機會都沒有就胎死腹中了。

其實這項大計劃即使真的破土動工，多半也不會有太好結果，因為它對于當時法國的工程技術水平而言，算是大大超前了。

隧道計劃由人力挖掘，馬車運載泥土，隧道內的照明靠油燈，解決空氣問題要用木質換氣塔伸出海面。如今，對現代科學稍有了解的中學生，都會發現這個計劃里很多不合理處。不過，作為設計海峽隧道的先驅，馬修這個名字依然銘刻在歐陸交通史上。

當人們乘坐“歐洲之星”號豪華列車穿越英吉利海峽時，恍若穿越了200年的時光。

30年后，一位叫作德加蒙德的法國工程師，又對海底隧道產生了濃厚的興趣。他最早期的計劃是把一些大鐵管子用船沉到海底，然后派工人抽水并接合管子。可想而知，把管子拼起來的工程非常艱巨。而在同一時期，盾構法被法國人發明出來，在英國泰晤士河隧道項目上經過反復試驗，最終獲得了成功。

當時的盾構法比較原始，就是建造一個大型構架，通過多個工作面的工人挖掘，以及構架底部工人的加固，使得構架一點一點往前擠壓，最終挖通隧道。這種盾構方式只適合在松軟的泥土層作業，遇到巖石等問題基本上沒有辦法。為了證明英法海底隧道的可行性，德加蒙德甚至親自潛水到海峽底部勘測土層，并證明土層適合挖掘隧道—計劃上的最后一塊拼圖已經拼好。

德加蒙德是拿破侖三世的好友，拿破侖三世也一度對這個看起來可行性相當高的計劃表示大力支持。但由于種種原因，直到拿破侖三世下臺，海峽隧道依然沒有破土動工，如今被稱作“英法海底隧道之父”的德加蒙德，也因未遂其志而一生郁郁。

19世紀后期，英國人也曾經試圖為海峽隧道立項，但是又一次出于國家安全考慮而放棄。雖然19世紀的幾次嘗試均以失敗告終，但這些先驅們進行的計算和論證沒有白費。

20世紀兩次世界大戰之后，美蘇強勢崛起，歐洲諸強國難以與之抗衡，只能抱團取暖。于是，英法均加入歐盟的前身歐洲共同體。以往的恩怨雖然難以徹底放下，但至少它們暫時認為對方是親密盟友加重要貿易伙伴。英法海底隧道這一計劃，因而再次被提上日程。

真正促成青函海底隧道建設的，是發生在1954年的一出慘劇。

當時的法國總統密特朗和英國首相“鐵娘子”撒切爾夫人，都是實干型的政治家，同意私人募集資金開挖隧道。隧道計劃在1981年被提上日程，1985年獲正式提案，1988年開工。

這項工程由三條隧道和兩個終點站組成。三條隧道均長51公里，由北向南平行排列，南北兩隧道相距30米，是單線單向的鐵路隧道，隧道直徑為7.6米;中間隧道為輔助隧道，用于上述兩隧道的維修和救援工作，直徑為4.8米。

在輔助隧道的1/3和2/3處，分別為兩條鐵路隧道修建了橫向聯接隧道。當鐵路出現故障時，可把在一側隧道內運行的列車轉入另一隧道繼續運行，而不中斷整個隧道的運營業務。在輔助隧道線上，每隔375米，都有通道與兩主隧道相連，以便維修人員工作和在緊急情況下疏散人員。

英吉利海峽

20世紀80年代，隧道掘進機已經成了隧道施工的主要設備。施工方準備了11臺來自不同國家的掘進機，它們的總重量甚至超過了埃菲爾鐵塔，可分別滿足不同情況的施工要求。機器沿著三條隧道的兩端開挖，一共有12個開挖面。由于每耽誤一天工期，就要支付高達200萬英鎊的貸款利息，所以海峽隧道的施工速度非常迅速。但最終，整個施工的費用達到46.5億英鎊，遠超預算。

1994年5月6日，英法海底隧道竣工，從拿破侖開始的陸路貫通英吉利海峽之夢，終于告一段落。一條隧道把孤懸海外的英吉利變成了歐洲大陸事實上的一部分，這不僅是歐洲交通史上的重要里程碑，也是人類工程史上的一樁偉業。如今，人們花35分鐘就可以穿過海峽，而當人們乘坐“歐洲之星”號豪華列車穿越英吉利海峽時，恍若穿越了200年的時光。

青函隧道：笨蛋工程？

說起日本著名的青函隧道，可能很多日本的普通市民會報以會心一笑。因為這個隧道與“大和”號戰列艦、伊勢灣“排海造田”工程，并列為昭和時代三大“馬鹿”（笨蛋）工程。

這個至今仍是世界第一長海底隧道的青函隧道，真的是笨蛋工程嗎？這還要從它建設的初衷說起。

拿起日本地圖，我們會看到位于最北端的北海道跟日本本州島是分開的，中間那一條狹窄的縫隙就是風急浪高的津輕海峽。隧道開通前，從日本本州到達北海道只能靠船運或者空運。從青森到海峽對岸的函館，海上航行要4.5小時，到了臺風季節，每年至少要中斷海運80次，而且青函隧道未建成時的空運還是非常昂貴的。

北海道北側的北方四島（南千島群島），是日俄（蘇）均主張主權但由俄羅斯實際控制的島嶼。擁有北方四島的俄羅斯（蘇聯）對北海道的覬覦，是日本最擔心的事情。于是，建造可以由陸路迅速支援北海道的海底隧道，一直是日本政府籌劃的計劃。

2015年8月24日，瑞士政府在圣哥達基線隧道內召開新聞發布會，宣布隧道已基本完工

二戰戰敗后，日本百廢待興，一批戰前從事工程事業的士兵歸國。1946年，一位叫作粕谷逸男的鐵路工程師，爭取到一筆小額經費和國家運輸省少數贊助者的支持，對建設穿越津輕海峽的隧道的可行性進行論證，開始初步的勘探和取樣。鉆孔機鉆至海床下90米的深度，取得了一些數據。但計劃還是被擱置了。

真正促成青函海底隧道建設的，是發生在1954年的一出慘劇。津輕海峽渡輪“洞爺丸”在航行中途遇臺風翻沉，1155人遇難。慘劇發生后，雖然隧道計劃重新引起了政府的重視，但直到十年后的1964年，隧道項目才破土動工。

由于青函隧道的海底部分，存在不可預知的地質運動以及火山巖結構，比英法海底隧道復雜，因此，工程師無法使用大規模的掘進機械，有時還不得不爆破掘進。

青函隧道主要采用的掘進施工方法，是采用了當時十分先進的“下導坑先墻后拱法”和“側壁導坑先墻后拱法”兩個策略，利用千米級超長水平鉆探，以水玻璃泥漿泵壓軟巖加固，以及噴射混凝土加固等具體施工方法，掘進后立刻加以支護，從而控制圍巖的變形和松弛。

隧道由南北兩支各1800名工程技術人員和工人組成的挖掘隊同時鑿進。由于挖掘條件十分艱苦，挖掘人員每4小時輪班，每小時挖掘的進度只以英寸計。施工中還出現了幾次嚴重的隧道注水事故，其中一次讓施工中斷了半年之久，有33位技術人員在搶險過程中付出了生命的代價。

此后，在通行安全方面，青函隧道作了非常周密的準備。隧道內建有兩座避難車站和8個熱感應點，隧道內裝有火災探測器、煙霧報警器、自動噴淋裝置、地震早期探測系統、漏水探測器等設備。一旦發生危險，列車可迅速就近駛入“龍飛”或者“吉岡”避難車站，乘坐避難列車離開，或者直接從車站中的豎井升上地面。

1988年3月13日，歷經24年的施工建設，共耗資6890億日元的青函隧道正式投入運營。兩趟列車自函館站與青森站對開，通過海峽的單程不到 30分鐘，連通了日本本州與北海道。

之所以有人會把它稱作“笨蛋工程”，是因為在建設隧道的24年中，空運事業有了長足的發展，飛往北海道的航班變成了普通人享受得起的服務。所以，花費大量公款建成的青函隧道，顯得相當雞肋。

但是，火車和飛機這么橫向對比似乎不是特別公平，更何況隧道還有軍事上的用途，所以到底是不是“馬鹿”工程？還是仁者見仁、智者見智吧。

至今，圣哥達基線隧道仍是世界上最長與最深的隧道。

穿越阿爾卑斯：愚公移山

數百年來，瑞士南部阿爾卑斯山脈圣哥達峰的山口，一直是意大利通往德國和北歐的一條重要通道。這個山口早在古羅馬時代就為人們所知曉，但直到14世紀才被頻繁使用。圣哥達山口一向是兵家必爭之地：無論是作為反抗哈布斯堡王朝的義軍根據地，還是在近現代戰爭中令瑞士作為永久中立國閉關自守的重要基地，圣哥達都是戰略要地。

二戰結束，來之不易的歐洲和平基本降臨后，被德法意奧拱衛的瑞士，地理位置愈發重要。在圣哥達基線隧道開工之前，圣哥達峰下已經開通了一條重要的圣哥達公路隧道。圣哥達線路是瑞士公路系統中連接南北干線的重要環節，甚至是連通歐洲南北的一條軸線中的重要部分。公路通車時，北面從巴塞爾經當時的聯邦德國通往法國;南面從洛迦諾經意大利與當時的南斯拉夫相連，堪稱歐洲的大動脈之一。

由于人民的富裕程度隨現代化進程提高，圣哥達線路的交通量暴增十幾倍之多。瑞士政府從運輸、環保等多方面考量，決定再修建一條貫通圣哥達峰的隧道。與本文前兩條海底隧道不同，圣哥達基線隧道是在充塞巖石的山脈里開鑿，雖然遇到的困難不同，但在工程實施的難度上，毫不遜色于海底隧道。

1947年，雖然圣哥達基線隧道的設計圖已經基本完成，但正式破土動工的日子是在50多年后的1999年。在圣哥達山的南北側，施工隊在離地面幾千米的覆蓋層下共同開工。

隧道工程中的絕對主力—撐靴式硬巖掘進機，約長410米。它的先進之處在于，切割巖塊后還能將碎巖拋向后方，同時將預先塑好的水泥塊鋪到周圍，以形成隧道。灌漿貼合水泥隧道壁的工作，也由其他機器完成。24小時掘進56米的成績，也是當時該尺寸掘進機的掘進世界紀錄。縱使有如此強大的機器，隧道工程投入的工人也達到了2000名以上，整個工程亦持續17年之久。

隧道施工的最深處，離地面有2300米左右，溫度最高可達46攝氏度，工作環境相當惡劣。許多頭發茂密時加入施工的青年工人，經過17年的磨礪，完工后已是謝頂的大叔了。隧道采取雙孔單線式設計，在安全性方面，每隔325米就有一條橫向的聯絡通道將兩條隧道連接到一起。若有緊急情況，乘客在第一時間便可疏散到安全區，列車也會駛入兩座緊急停靠站，讓乘客從豎井撤離。

由于圣哥達基線隧道極高的施工難度，其建設過程吸引了全世界的關注。這條瑞士花費103億美元建設的隧道，也被稱作歐洲奇跡以及歐洲團結的象征。2016年6月1日，圣哥達基線隧道開通典禮上，瑞士、德國、法國、意大利等歐洲多國領導人親臨現場，見證穿越阿爾卑斯山心臟地帶只需17分鐘的科技魔法。至今，圣哥達基線隧道仍是世界上最長與最深的隧道。

以上三大隧道只是現代工程學奇跡的一小部分。和平時代，人類的智慧不再全力為戰爭服務時，科學家和工程師們就可以在增進人們生活便利、促進全球一體化的科技參天大樹上，催發出更加絢麗的花朵。