【科普海洋】道海底隧道是怎么建成的？

大家知道海底隧道是怎么建的吗？今天，让我们来看看英吉利海峡隧道修建的故事吧！

这条耗时6年、海底部分长达37.9公里的隧道的确是人类工程史上重要的一笔，但其实早在隧道开挖的186年前，工程师们就已开始在这里尝试让天堑变通途的办法了。　

1802年，法国工程师Albert Mathieu就设想过采用隧道的形式连接英吉利海峡两端。这个想法很得拿破仑的欢心，法国皇帝甚至煞有介事地在亚眠合约期间(Treaty of Amiens)向英国人推销油灯照明、马车拖运以及修建探出海面的木质换气塔的大胆想法。在英国人看来，这个以“2小时马车就能到法国”为标语的项目怎么看都满是法国佬的恶意，待到第二年两国真的再次交恶，有关这个海峡工程的第一次提议就很自然地不了了之了。

时间过了30年，一个27岁的年轻人许是对这个连接海峡两端的想法产生了兴趣，开始了他的研究。当时是1834年，离真正的隧道开始动工的时间1988年远得离谱。很显然地，那个年轻人一定也是失败了的，但他取代马修被后来的人称为“海底隧道之父”，因为相较于他的前辈，这个人付出的代价就是他的一切。他耗尽了自己的财产和心血成为一个一辈子没有落实一个实际项目的“纸上工程师”，他就是Aimé Thomé de Gamond。

前辈Mathieu的设想遗漏了一个很重要的讨论：怎么样在海底挖掘隧道?以当时的技术这根本不可能。de Gamond的方案则是：预先打造一批大铁管，用分段组装的方式在海底连接，待到整条线路铺设完成后，再从地上入口进入这条预置管线，抽空积水并加设防水用的砌体层。他又花了一年的时间去修改这个方案：先用砖块铺设巨大的海底构筑带然后在内里凿洞。他以这种方式来修建隧道，省掉了预置铁管这道工序，并把工程造价压在了1亿7千万法郎即七百万英镑以内，工期将是30年。　　

首先，英国人在一个不大不小的项目上成功了——泰晤士河隧道开通，全长396米，在河面下方20多米的地方用了18年时间。隧道贯通后的3个月里，见过大场面的伦敦人愣是要求开放3个月的时间供大家步行参观。累计参观人数达到100万人，相当于当时伦敦一半的人口。这个项目成功的最关键驱动力就是技术。

Isambard Kingdom Brunel和他父亲发明了一种革命性的钻探技术——盾构法(tunnelling shield)。这个技术使用一个巨大的构架，构架的空隙就是供36个工人同时开凿的工作面。因为河床底部是厚实的蓝黏土层，这个构架用挤压的办法向前推进，每个工人得挖掉自己面前挤进构架内的粘土，方便整个结构继续推进。与此同时，另一批工人将构架推移腾出的空间一点点地加固。de Gamond显然注意到了这个技术，纵然按照英国人的速度估计，要挖通海峡大概需要100年的时间。但是，随着蒸汽机车的出现，他坚信，这个工期有十足的可能被缩短。　

另一件事情更是可遇不可求，他大学时代的好友路易王子在1848年当选了法国总统后又在1851年发动政变接下自己舅舅曾拥有的称号成为法国皇帝拿破仑三世。

　

de Gamond知道自己的机会终于来了。他不但认真地整理了所有的隧道技术资料，而且干出了一件几近疯狂的事情。1855年，48岁的工程师在自己女儿的陪同下划着小船来到了预定开挖隧道的海面。简单地捆扎好自己的双耳(以防水压伤害耳膜)和绑了一圈重达80多千克的石子在腰带上后，法国人深吸一口气，毅然地跳进冰冷的水里，下潜到30米的海底，在猛烈的海流和鳗鱼的攻击下采来了海底岩石样本。他的偏执有了极好的回报：采样显示海峡的地质对于隧道建设极为理想，而这份报告也为以后的海底隧道工程提供了极为宝贵的勘探信息。　　

第二年，Thomé de Gamond绘出了详细的方案，一个安全可靠的甚至拥有海峡中段观景平台的隧道工程渐渐浮现，而他20年来的心血和苦难欣慰地被埋藏。一切顺利得像做梦一样。拿破仑三世异常支持老友的这个方案：既然英国人都能在河底建隧道，为什么法国人不能修条海底隧道呢?两个国家的媒体在这个议题上也表现出异乎寻常的正面，英国方面甚至还爆出维多利亚女王对这个想法赞不绝口，因为她本人晕船晕得家喻户晓。　　

太顺了，就像狗血的连续剧一样。当一切向着“Happy Ending”发展时，事情好像就会变得不一样。在一次去往巴黎歌剧院的路上，拿破仑三世的马车遭受到炸弹的袭击，当场8人死亡，百余人受伤。虽然法国历史上最后一个皇帝在帷幕拉开前赶到了剧院，但是已经全然没有了看戏的兴致。搞啥呀？这次意大利人的刺杀看上去和海底隧道能有什么关系?可讽刺的是，这与答案很有关系，因为炸弹的制作地疑为英国伯明翰。相比于一个工程上的两国PK，自然头上的皇冠要重要一些。

de Gamond的计划被无限期搁置了。为了这个梦想苦苦坚持几十载，到头来还是一场空。自己女儿也不得不放下架子靠给人上音乐课来支持她老爸荒诞的想法。1876，心力憔悴的de Gamond去世了。按官方记载，他晚年的生活条件有些“卑微”，而他曾经的皇帝朋友于1870年战败退位，颠沛流离到英国度过自己人生最后虚弱的3年。当然，他是坐船过去的。

法国末代皇帝在英国养病期间极有可能听说过一个消息：在他手上夭折的海峡隧道工程又重新被启动了。这次是由英国人牵头，拟建一条用通风过道相连的双隧道海底交通线。因为蒸汽机的迅猛发展，不但盾构机械效率大幅进步，而且可以依靠双向火车的快速运动完成隧道内的换气(活塞效应)，从而无需再担心必须设立通风塔在工程上的麻烦。主持设计师William Low明确地表示，自己从Thomé de Gamond的研究里得到了无法估计的助益。除此之外，苏格兰人还有一个强有力的靠山——国会议员Edward Watkin爵士，一个对工程极富野心的政治家。这位大人物后来还土豪到准备建一个370米的沃特金铁塔来叫埃菲尔铁塔的板。1872年，英国方施工公司在Dover建立，法国那边不但在Sangatte的拟定隧道开通地购地完成了开凿试验，而且还建立了一个和Dover一样的施工公司准备两边同时进行施工。就连de Gamond在垂垂老矣之际听闻有人将完成他的心愿也送去了自己的祝福。　　

可是这一次，舆论却又导向保守的一方，民众被煽动，工程被妖魔化，高层的政客甚至嗅出机遇的味道，一干重要角色联名反对好大喜功的爵爷的这个“势必“破坏英国原有天然屏障的项目，理由自然是为了可敬的女皇和可爱的国民。

 于是乎，19世纪所有的尝试都被否决了。

 到了今天，在欧洲之星每天运送的接近3万人次的客流里，有哪个乘客知道，这个20世纪后半叶工程上的骄傲在隧道尺寸上与de Gamond当年手绘的那个通道出奇地相似，并且开凿隧道使用的技术沿用着Isambard父子的盾构法?又有哪一个乘客知道双隧道的做法就是直接借鉴了William Low的图纸?这是工程师在科学技术上超前，还是人类社会一直在欲望和贪婪中滞后呢?