海底隧道是怎么建的？來看看英吉利海峽隧道的故事
2016-01-18
[摘要]這個(gè)人付出的代價(jià)就是他的一切，耗盡自己的財(cái)產(chǎn)和心血成為一個(gè)一輩子沒有落實(shí)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的“紙上工程師”，他就是AiméThomédeGamond。
這條耗時(shí)6年，海底部分37.9公里的隧道的確是人類工程史上重要的一筆，但其實(shí)早在隧道開挖的186年前，工程師們就在這里嘗試著讓天塹變通途的辦法。
（Mathieu的海底隧道設(shè)想）
1802年，法國工程師AlbertMathieu就設(shè)想過采用隧道的形式連接英吉利海峽兩端，這個(gè)想法很得拿破侖的歡心；法國皇帝甚至煞有介事在亞眠合約期間（TreatyofAmiens）向英國人推銷這個(gè)油燈照明，馬車拖運(yùn)，還要修建探出海面的木質(zhì)換氣塔的大膽想法。在英國人看來，這個(gè)以“2小時(shí)馬車就能到法國”為slogan的項(xiàng)目怎么看都滿是法國佬的惡意，待到第二年兩國真的再次交惡，有關(guān)這個(gè)海峽工程的第一次提議就很自然的不了了之了。
時(shí)間過了30年，一個(gè)27歲的年輕人許是對這個(gè)連接海峽兩端的想法產(chǎn)生了興趣，開始了他的研究。當(dāng)時(shí)是1834年，離真正的隧道開始動工的時(shí)間1988年遠(yuǎn)得離譜，很顯然地，那個(gè)年輕人一定也是失敗了的。但他取代馬修被后來的人稱為海底隧道之父，因?yàn)橄噍^于他的前輩，這個(gè)人付出的代價(jià)就是他的一切，耗盡自己的財(cái)產(chǎn)和心血成為一個(gè)一輩子沒有落實(shí)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的“紙上工程師”，他就是AiméThomédeGamond。
前輩Mathieu的設(shè)想遺漏了一個(gè)很重要的討論：怎么樣在海底挖掘隧道？以當(dāng)時(shí)的技術(shù)這根本不可能。而deGamond的方案是：預(yù)先打造一批大鐵管，用分段組裝的方式在海底連接，待到整條線路鋪設(shè)完成后，再從地上入口進(jìn)入這條預(yù)置管線，抽空積水并加設(shè)防水用的砌體層。他又花了一年的時(shí)間去修改這個(gè)方案：先用磚塊鋪設(shè)巨大的海底構(gòu)筑帶然后在內(nèi)里鑿洞的方式來修建隧道，從而省掉了預(yù)置鐵管這道工序，并把工程造價(jià)壓在了1億7千萬法郎，即七百萬英鎊以內(nèi)。工期將是30年。
（ThomédeGamond的預(yù)置構(gòu)法）
除了隧道這個(gè)想法，deGamond還不忘頭腦發(fā)散地構(gòu)想了好幾個(gè)奇怪想法，比如他設(shè)想建一座大鐵橋，橋拱的高度甚至得超過倫敦的圣保羅大教堂（111米）；又比如英法兩國每邊修建一個(gè)深入海面長達(dá)8公里的碼頭用來服務(wù)一種平底蒸汽動力大船的通勤；再比如在英吉利海峽上填出一條路來，為了保證正常船只通航，這個(gè)地峽將被分成四段，用吊橋聯(lián)系。他的投入引發(fā)了業(yè)界的廣泛興趣，不少希冀在歷史上留名的工程師科學(xué)家都嘗試著發(fā)表自己的議案，而最多產(chǎn)且最大膽還是非deGamond莫屬。當(dāng)然的，與此同時(shí)跑過來點(diǎn)“沒有幫助”的人也是很多，于是這位老兄繼續(xù)嘗試，并逐漸確定隧道仍然是連接海峽的最佳選擇，只是不得不承認(rèn)，如何處理在湍急的水流中的作業(yè)是他的預(yù)置施工想法的最大難題。
終于，事情有了轉(zhuǎn)機(jī)。
首先，英國人在一個(gè)不大不小的項(xiàng)目上成功了——泰晤士河隧道，全長396米，在河面下方20多米的地方用了18年時(shí)間——隧道貫通后的三個(gè)月里，見過大場面的倫敦人愣是要求了三個(gè)月的時(shí)間供大家步行參觀。累計(jì)參觀人數(shù)達(dá)到1百萬人，相當(dāng)于當(dāng)時(shí)倫敦一半的人口——這個(gè)項(xiàng)目的成功最關(guān)鍵的驅(qū)動力就是技術(shù)。IsambardKingdomBrunel和他父親發(fā)明了一種革命性的鉆探技術(shù)，盾構(gòu)法（tunnellingshield）。這個(gè)技術(shù)使用一個(gè)巨大的構(gòu)架，構(gòu)架的空隙就是供36個(gè)工人同時(shí)開鑿的工作面。因?yàn)楹哟驳撞渴呛駥?shí)的藍(lán)粘土層，這個(gè)構(gòu)架用擠壓的辦法向前推進(jìn)，每個(gè)工人的挖掉自己面前擠進(jìn)構(gòu)架內(nèi)的粘土，方便整個(gè)結(jié)構(gòu)繼續(xù)推進(jìn)。與此同時(shí)，另一批工人將構(gòu)架推移騰出的空間一點(diǎn)點(diǎn)地穩(wěn)固。deGamond顯然注意到了這個(gè)技術(shù)，縱然按照英國人的速度估計(jì)，要挖通海峽大概需要100年的時(shí)間。但是隨著蒸汽機(jī)車的出現(xiàn)，他堅(jiān)信，這個(gè)工期有十足的可能被縮短。
（最早盾構(gòu)法示意圖）
（透視圖清晰點(diǎn)）
另一件事情更是可遇不可求，他大學(xué)時(shí)代的好友路易王子在1848年當(dāng)選了法國總統(tǒng)后又在1851年發(fā)動政變接下自己舅舅曾擁有的稱號成為法國皇帝拿破侖三世。
deGamond知道自己的機(jī)會終于來了，他不但認(rèn)真地整理了所有的隧道技術(shù)資料，而且干出了一件幾近瘋狂的事情。1855年，48歲的工程師在自己女兒的陪同下劃著小船來到了預(yù)定開挖隧道的海面。簡單地捆扎好自己的雙耳（以防水壓傷害耳膜）和綁了一圈重達(dá)80多公斤的石子在腰帶上后，法國人深吸一口氣，毅然地跳進(jìn)冰冷的水里，下潛到30米的海底，在猛烈的海流和鰻魚的攻擊下采來了海底巖石樣本。他的偏執(zhí)有了極好的回報(bào)：采樣顯示海峽的地質(zhì)對于隧道建設(shè)極為理想。而這份報(bào)告也為以后的海底隧道工程提供了極為寶貴的勘探信息：
（地質(zhì)層分析）
第二年，ThomédeGamond繪出了詳細(xì)的方案，一個(gè)安全可靠的，甚至擁有海峽中段觀景平臺的隧道工程漸漸浮現(xiàn)，而20年來的心血和苦難欣慰地被埋藏。一切順利得像做夢一樣。拿破侖三世異常支持老友的這個(gè)方案：既然英國人都能在河底建隧道，為什么法國人不能修條海底隧道呢？兩個(gè)國家的媒體在這個(gè)議題上也表現(xiàn)得異乎尋常的正面，英國方面甚至還爆出維多利亞女王對這個(gè)想法的贊不絕口，因?yàn)樗救藭灤瑫灥眉矣鲬魰浴?br />
（ThomédeGamond的最終方案）
太順了，就像狗血的連續(xù)劇一樣，當(dāng)一切向著一個(gè)HappyEnding發(fā)展。事情好像就會變得不一樣，在一次去往巴黎歌劇院的路上，拿破侖三世的馬車遭受到炸彈的襲擊。當(dāng)場8人死亡，百余人受傷。雖然法國歷史上最后一個(gè)皇帝在帷幕拉開前趕到了劇院，但是已經(jīng)全然沒有了看戲的興致。搞啥呀，這次意大利人的刺殺看上去和海底隧道能有什么關(guān)系？可答案諷刺的是：很有關(guān)系，因?yàn)檎◤椀闹谱鞯匾蔀橛骱?。相比于一個(gè)工程上的兩國PK，自然頭上的皇冠要重要一些。
deGamond的計(jì)劃被無限期擱置了。為了這個(gè)夢想苦苦堅(jiān)持幾十載，到頭來還是一場空。自己女兒也不得不放下架子靠給人上音樂課來支持她老爸荒誕的想法。1876，心力憔悴的deGamond去世了，按官方的記載他的晚年生活條件有些“卑微”。而他曾經(jīng)的皇帝朋友于1870年戰(zhàn)敗退位，顛沛流離到英國度過自己人生最后虛弱的三年，自然是坐船過去的。
法國末代皇帝在英國養(yǎng)病的期間，他極有可能聽說過一個(gè)消息：在他手上夭折的海峽隧道工程又重新被啟動了。這次是由英國人牽頭，擬建一條用通風(fēng)過道相連的雙隧道海底交通線。因?yàn)檎羝麢C(jī)的迅猛發(fā)展，不但盾構(gòu)機(jī)械效率大幅進(jìn)步，也可以依靠雙向火車的快速運(yùn)動完成隧道內(nèi)的換氣（活塞效應(yīng)）從而無需再擔(dān)心必須設(shè)立通風(fēng)塔在工程上的麻煩。主持設(shè)計(jì)師WilliamLow明確地表示，自己從ThomédeGamond的研究里得到了無法估計(jì)的助益，除此之外，蘇格蘭人還有一個(gè)強(qiáng)有力的靠山，國會議員EdwardWatkin爵士，一個(gè)對工程極富野心的政治家，這位大人物后來還土豪到準(zhǔn)備建一個(gè)370米的沃特金鐵塔來叫埃菲爾鐵塔的板。1872年，英國方施工公司在Dover建立，法國那邊不但在Sangatte的擬定隧道開通地購地完成了開鑿試驗(yàn)，而且還建立了一個(gè)和Dover一樣的施工公司準(zhǔn)備兩邊同時(shí)進(jìn)行施工。就連deGamond在垂垂老矣之際聽聞有人將完成他的心愿也送去了自己的祝福。
（Watkin隧道的雙隧道圖紙）
可是這一次，輿論卻又導(dǎo)向保守的一方，民眾被煽動，工程被妖魔化，高層的政客甚至嗅出機(jī)遇的味道，一干重要角色聯(lián)名反對好大喜功的爵爺?shù)倪@個(gè)“勢必“破壞英國原有天然屏障的項(xiàng)目，理由自然是為了可敬的女皇和可愛的國民。
于是乎，19世紀(jì)所有的嘗試都被否決了。
到了今天，在歐洲之星每天運(yùn)送的接近三萬人次的客流里，有哪個(gè)乘客知道，這個(gè)20世紀(jì)后半葉工程上的驕傲在隧道尺寸上出奇地相似于deGamond當(dāng)年手繪的那個(gè)通道？開鑿隧道使用的技術(shù)沿用著Isambard父子的盾構(gòu)法？而雙隧道的做法就是直接借鑒了WilliamLow的圖紙？是工程師在科學(xué)技術(shù)上超前，還是人類社會一直在欲望和貪婪中滯后呢？
當(dāng)我第一次聽到盾構(gòu)技術(shù)時(shí)，是陪著那個(gè)顧問去擬建線路上踩點(diǎn)的那天，他提到出于將擾民的可能降到最低的提案擺出來時(shí)，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和國內(nèi)工程人員疑惑的臉。我們走在擬建線路上，我開始明白為什么附近一個(gè)杭州小地產(chǎn)公司剛做完一期的樓盤會突然被萬科收購用來打造二期中國風(fēng)聯(lián)排別墅和三期高層住宅群。我指給他看，他回頭笑瞇瞇地說：“我就說應(yīng)該找個(gè)建筑學(xué)的學(xué)生來陪我踩點(diǎn)會比較有意思嘛?！?br />
真沒意思。
（圖片來自維基以及bbc紀(jì)錄片《UnbuiltBritain》）
