3月5日，“十三五”規(guī)劃綱要草案公布，在加快完善高鐵網(wǎng)部分提出要建設(shè)北京經(jīng)福州到臺(tái)北的高鐵路線(xiàn)，這一提法引起關(guān)注。

實(shí)際上，“京臺(tái)高鐵”已經(jīng)修到了大陸一側(cè)的海峽邊上，因?yàn)橛蓭锥胃哞F組成的“京福高鐵”，包括京滬高鐵的北京—蚌埠段（2011年6月30日通車(chē)）、蚌埠-合肥客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)（2012年10月16日通車(chē)）和合肥-福州客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，已于去年的6月28日全線(xiàn)通車(chē)。

目前從北京開(kāi)到福州，用時(shí)最短的G27次“標(biāo)桿車(chē)”（停站最少，不過(guò)也停了8個(gè)中間站）1800多公里只需7小時(shí)44分，并仍有相當(dāng)?shù)奶崴倏臻g。

再往前，從福州用公鐵兩用大橋跨海延伸到距離臺(tái)灣最近的平潭島，福州-平潭快速鐵路也已開(kāi)工，擬于2019年4月全線(xiàn)建成通車(chē)。

福州-平潭快速鐵路，是合肥-福州高鐵的延伸，也是京臺(tái)通道的組成部分

在福平鐵路的示意地圖上，平潭也并非終點(diǎn)。再往前，延伸出的虛線(xiàn)繼續(xù)伸向更寬闊的臺(tái)灣海峽，并標(biāo)注著方向：新竹。

京臺(tái)高鐵”唯一剩下的缺口，就是從平潭到新竹，跨越臺(tái)灣海峽的通道了

新竹在哪里？臺(tái)灣的西北沿海，新竹科學(xué)園區(qū)號(hào)稱(chēng)臺(tái)灣硅谷，臺(tái)灣高鐵在此設(shè)有新竹站。

海峽對(duì)岸，臺(tái)灣西海岸的高速鐵路也已通車(chē)運(yùn)營(yíng)近10年。“京臺(tái)高鐵”唯一剩下的缺口，就是從平潭到新竹，跨越臺(tái)灣海峽的通道了。

當(dāng)然，所有的人都知道，真的要建跨海通道，需要兩岸比現(xiàn)在高得多的政治互信，跨海通道開(kāi)工之日，基本就是統(tǒng)一之時(shí)。

我們且不去管政治因素，從技術(shù)角度，修建臺(tái)灣海峽隧道要解決哪些挑戰(zhàn)？

首先就是長(zhǎng)度。

從平潭到新竹，最近的直線(xiàn)距離是128公里，加上前后的入海導(dǎo)引段，還有海底坡道帶來(lái)的長(zhǎng)度增加，至少需要修筑150公里的隧道。

另外，臺(tái)灣海峽通道，由于是極其重要的航道，通航船只極多，噸位大（30-40萬(wàn)噸），航線(xiàn)密集，加之水深較大，還有臺(tái)風(fēng)的影響，修橋是不現(xiàn)實(shí)的。

同時(shí)，懸浮隧道、沉管隧道等新形式隧道也難以滿(mǎn)足如此連續(xù)長(zhǎng)距離的施工等要求，只有常規(guī)的地層隧道才能實(shí)現(xiàn)。

目前，世界上最長(zhǎng)的鐵路隧道有這么三座：

日本青函隧道：全長(zhǎng)53.85公里，海底部分23.3公里，1985年建成。

英吉利海峽隧道：全長(zhǎng)50.5公里，海底部分37.9公里，1994年建成。

瑞士新圣哥達(dá)隧道：全長(zhǎng)57公里，2015年建成，2017年將投入使用。

可見(jiàn)，臺(tái)灣海峽隧道的長(zhǎng)度達(dá)到了這三條50公里量級(jí)隧道的3倍。超長(zhǎng)的長(zhǎng)度，在掘進(jìn)、出渣等施工問(wèn)題上的難度就不止是線(xiàn)性增長(zhǎng)了。

那么，還有沒(méi)有什么長(zhǎng)度、體量能與臺(tái)灣海峽隧道相比擬的呢？那就是即將興建的渤海海峽隧道。

渤海海峽隧道從煙臺(tái)蓬萊到大連旅順，全長(zhǎng)123公里，僅比臺(tái)灣海峽隧道略短一點(diǎn)。但是，渤海海峽有一個(gè)地理便利條件是臺(tái)灣海峽不具備的，那就是沿渤海海峽的橫向，分布著一連串的小島，也就是靠山東一側(cè)的內(nèi)長(zhǎng)山列島。

其中的南長(zhǎng)山島、北長(zhǎng)山島、大黑山島、小黑山島、砣磯島、北隍城島、南隍城島等10余個(gè)島嶼，正好形成了一連串的“珍珠”。

各島之間距離長(zhǎng)則20公里，短僅2公里，這一個(gè)個(gè)島嶼就是建橋的天然橋墩、建隧道的氣孔孔位，是世界上罕見(jiàn)的建設(shè)跨海通道的優(yōu)越地理位置。

所以，渤海海峽通道的建設(shè)難度比想象的要低很多，可以有全隧道、南橋北隧的選擇。

這樣，從最北的南隍城島到對(duì)岸的旅順，距離實(shí)際只剩下41公里隔海相望。

要知道目前中國(guó)已通車(chē)的鐵路隧道，已有32.6公里的青藏鐵路新關(guān)角隧道，以及好幾個(gè)28公里左右的長(zhǎng)大隧道了。修一個(gè)41公里的隧道，難度就不是那么大了。

而且，即使是用最后選定的123公里全隧道方案，這些一連串的海中小島，也能作為工作面豎井、通風(fēng)豎井所用，這就涉及到挖隧道的另一個(gè)問(wèn)題：開(kāi)挖工作面。

如果挖一條長(zhǎng)隧，又只能從外面兩端的兩頭或者一頭開(kāi)挖的話(huà)，工期必然很漫長(zhǎng)。

但如果能夠在合理的其他部位，直接先打一個(gè)比較短的隧道，讓工人和機(jī)器進(jìn)入到隧道預(yù)定的中間位置，然后從這里開(kāi)始，分別向兩頭預(yù)定的洞口處開(kāi)挖的話(huà)，這就相當(dāng)于有里外共4個(gè)掘進(jìn)工作面左右對(duì)進(jìn)，工期能縮短一半。

（這個(gè)辦法在小學(xué)課文《詹天佑》上就提到）

實(shí)際上，現(xiàn)代的長(zhǎng)隧道施工，往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止打一個(gè)兩個(gè)，各種利用地形特點(diǎn)插到中心地帶的豎井（比如這里山體厚度比較薄，往下不用掘太深）、橫洞（比如這里隧道兩側(cè)的山體比較薄）、斜井（介于豎井和橫洞之間）比比皆是。

像新關(guān)角隧道，就設(shè)置了11座斜井（合計(jì)15.26公里）輔助掘進(jìn)，這樣，把一條長(zhǎng)隧道，直接分解為十來(lái)個(gè)短隧道，即所謂的“長(zhǎng)隧短打”，大大縮短工期。

但以上這些便利條件，臺(tái)灣海峽具備么？

現(xiàn)實(shí)的說(shuō)，不具備。從平潭到新竹，一百多公里是沒(méi)有島嶼的，而且水深從50米（西側(cè)）到80米（東側(cè)）不等，在“半路上”打輔助隧道非常困難。

那么這就意味著不打什么輔助井，一隧到底慢慢挖著就是了么？

1802年，法國(guó)工程師Albert Mathieu最早設(shè)想英法海峽隧道，當(dāng)時(shí)即使只跑馬車(chē)，油燈照明，也得考慮通風(fēng)問(wèn)題

不行。150公里的超長(zhǎng)隧道，哪怕只跑電力火車(chē)，只靠?jī)啥送L(fēng)也是不夠的，各種因素都考慮上的話(huà)，每隔50公里左右還是得開(kāi)有一個(gè)通風(fēng)井。再結(jié)合隧道長(zhǎng)度，輔助豎井還是必須要打。

英法隧道19世紀(jì)晚期的設(shè)想圖，構(gòu)筑人工島或者人工平臺(tái)就成為選項(xiàng)

茫茫大海，怎么打下去？那就必須得構(gòu)筑人工島或者人工平臺(tái)了。

可以再來(lái)參考正在興建的港珠澳海上通道的情況。為了便利珠江口出入的大型船只，港珠澳通道采用橋隧組合方案，其中海中隧道約7公里。為了連接海上大橋和海底隧道的轉(zhuǎn)換，在深約10米的珠江口要修建兩個(gè)人工島。

上海振華重工從上海長(zhǎng)興島基地，用自有的巨型裝載船，每次運(yùn)載8只巨型鋼桶，至1600公里外的港珠澳大橋施工海域。每個(gè)人工島平均需要60個(gè)巨型鋼桶。

怎么修？直接填海么？那是不行的，水流很快會(huì)把投下去的石料土方?jīng)_開(kāi)，效率會(huì)非常低。

這里稍微解釋一下南沙吹填，這也是圍海造陸的一種，所謂“圍海造陸”，第一前提就是“圍堤”，不管巨型的水泥沉箱，修筑圍堰，或者用鋼桶（學(xué)名沉井），總之都得先圈閉出一片海域，才能排空海水，填土夯實(shí)。

南沙的優(yōu)勢(shì)也正是那里都是礁盤(pán)，水深5-10米，外緣的環(huán)形礁盤(pán)又一定程度上阻擋了海潮和洋流，所以才有圍筑的便利條件，另外從拋放防浪構(gòu)件、碼頭沉箱，直至吹沙填島，工程量也是很驚人的。

中交集團(tuán)派出1600噸級(jí)大型浮吊將巨型鋼桶吊到位，珠江口水深只有10米左右，因此這時(shí)鋼桶大部分都在水面上。

因此，在海中填島需要先修起圍欄。這就是由上海振華重工承制的直徑22米、高40至50米、空重即達(dá)450噸的巨型鋼桶。

振沉之后，鋼桶大部分就埋入海底了，這樣，整個(gè)鋼桶在海底30米，海中10米，露頭5米左右。

運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，用1600噸級(jí)大型浮吊吊放到位；然后用激震力達(dá)4000噸的八個(gè)液壓錘，將巨型鋼桶“敲”進(jìn)海底近30米。

鋼桶全部打下后，在基礎(chǔ)內(nèi)部抽干海水

然后，把鋼桶用土方填滿(mǎn)，具備設(shè)計(jì)圍護(hù)強(qiáng)度。再用幾十個(gè)鋼桶全部打下，形成島壁結(jié)構(gòu)。

巨大的人工島，注意挖掘機(jī)的大小

然后，抽干內(nèi)部的海水，填入200萬(wàn)立方米、約400萬(wàn)噸重——萬(wàn)噸輪也要運(yùn)幾百次的土方，夯實(shí)壓緊，形成人工島的建筑基礎(chǔ)。

鋼筒外圍還會(huì)拋石加固，形成一個(gè)斜坡，保護(hù)人工島的基礎(chǔ)部分。即使百年之后，鋼桶全部銹蝕，也不會(huì)影響人工島的基礎(chǔ)安全。

這樣下來(lái)，一個(gè)人工島的造價(jià)就達(dá)100億元（人民幣，下同）之巨。

那么，臺(tái)灣海峽隧道能直接復(fù)制這種模式么？

很有難度。因?yàn)榕_(tái)灣海峽水深50～80米，比珠江口區(qū)區(qū)10米的水深得多。

這樣一來(lái)，用鋼桶圍欄的模式，包括下探到隧道埋深的通道和水中基礎(chǔ)部分（至少40米）、水中部分（50-80米）、出水部分（5-10米），鋼桶的高度就要達(dá)到100～120米左右，這已相當(dāng)于30多層的民用高層塔樓了，一次性建造、運(yùn)送、安裝都難以想象。再加上五倍以上的巨大填方工程量，實(shí)在是難以復(fù)制。

港珠澳通道人工島要具備隧道入口功能，從高架橋轉(zhuǎn)到水下隧道，還有坡度要求，面積比較大

當(dāng)然，臺(tái)灣海峽隧道海中人工島要解決的主要是通風(fēng)豎井、施工入口豎井問(wèn)題。不需像港珠澳通道那樣要具備隧道入口功能。這就有可能用海中井架平臺(tái)的辦法，較大程度的節(jié)約工程量和工程難度。

當(dāng)然，即使這樣，這樣的巨型海中平臺(tái)，至今人類(lèi)也都還沒(méi)有建造過(guò)，仍然是名副其實(shí)的超級(jí)工程，需要海洋工程技術(shù)的大飛躍和答突破。

按需求，臺(tái)灣海峽隧道至少需要2個(gè)海中平臺(tái)，間距約50公里，將整個(gè)超長(zhǎng)隧道分為三段約50公里的長(zhǎng)隧道。（實(shí)際上可能需要3個(gè)平臺(tái)，分成四段）

這就是修建臺(tái)灣海峽隧道的核心技術(shù)難題，其次要考慮的，是海底巖層地質(zhì)情況調(diào)查。與陸上隧道相比，海底隧道要穿過(guò)深水進(jìn)行海底地質(zhì)勘測(cè)，更困難、成本更高，準(zhǔn)確性相對(duì)較低，所以遇到未預(yù)測(cè)到的不良地質(zhì)情況風(fēng)險(xiǎn)更大。

為此，青函隧道和英法隧道在正式動(dòng)工之前，都花了5～10年做地質(zhì)詳細(xì)調(diào)查，幾乎和施工時(shí)間等同。要是把19世紀(jì)就已進(jìn)行的調(diào)查算起，英法隧道可以說(shuō)是調(diào)查了近200年。

即使這樣，兩條隧道都還專(zhuān)門(mén)安排了“超前導(dǎo)洞”。這一導(dǎo)洞直徑較小，掘進(jìn)進(jìn)度超前于主洞200～500米，施工時(shí)可進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，以便詳細(xì)了解掘進(jìn)前方的地質(zhì)情況，必要時(shí)可實(shí)施向地層灌漿等輔助手段保障正洞開(kāi)掘。完工后，則可作為服務(wù)隧道和應(yīng)急逃生通道使用。

另外，海底地層中的地下水由于具備很高的滲水壓力，又有無(wú)限的水源補(bǔ)給，一旦發(fā)生大的涌水，幾乎無(wú)法處理。因此要根據(jù)地質(zhì)調(diào)查情況，合理確定海底隧道的埋藏深度。

如果過(guò)薄，就可能發(fā)生嚴(yán)重海水涌入、乃至隧道報(bào)廢的滅頂之災(zāi)。但如果埋藏太深，坡道太陡，會(huì)延長(zhǎng)海底隧道的長(zhǎng)度，也會(huì)增加施工難度。

英法海峽隧道，海底埋深約50米

至于抗震性并非需要考慮的重點(diǎn)，隧道埋在地層當(dāng)中，隨地殼整體運(yùn)動(dòng)，反而是抗震性最好的人工構(gòu)筑物之一。在8.0級(jí)汶川特大地震的震中，投運(yùn)的、正在修筑的隧道都沒(méi)有垮塌的，只是洞口巖層會(huì)出現(xiàn)坍塌掩埋現(xiàn)象，清理即可。

日本青函隧道，因穿越7條斷層，為安全起見(jiàn)，埋深達(dá)100米

而且臺(tái)灣海峽并非大斷層，也非強(qiáng)震帶，歷史最強(qiáng)地震為7.5級(jí)，位于南側(cè)的泉州外海。對(duì)于隧道線(xiàn)路所在的北側(cè)，地震強(qiáng)度一般在5～6級(jí)。強(qiáng)地震帶上的日本都跨越斷層修筑了多條跨海隧道，因此抗震并非重點(diǎn)難題。

除此之外，就沒(méi)有太多的難題了。無(wú)非是大型隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，這已經(jīng)是相當(dāng)成熟的施工技術(shù)了。

習(xí)慣上將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱(chēng)為盾構(gòu)，將用于巖石地層的稱(chēng)為T(mén)BM。大型隧道掘進(jìn)機(jī)被稱(chēng)為工程機(jī)械的“航空母艦”和“掘進(jìn)機(jī)之王”。

在巖石基礎(chǔ)較好的地方通過(guò)TBM連續(xù)快速掘進(jìn)，巖石不結(jié)實(shí)有問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)的地方采取鉆爆法人工推進(jìn)進(jìn)行處理。一般進(jìn)度良好的話(huà)一個(gè)工作面TBM一個(gè)月可以掘進(jìn)500米，人工鉆爆法可以推進(jìn)200米。

當(dāng)然，TBM有工作壽命問(wèn)題（一般20公里，最多不超過(guò)30公里），整體出洞問(wèn)題（整體成型的巨無(wú)霸沒(méi)法在洞內(nèi)切割分解，不整體出洞就把隧道給堵住了。當(dāng)然，不出洞讓TBM拐彎挖到側(cè)面報(bào)廢，再以人工聯(lián)通正洞也是一種辦法），怎么運(yùn)用，修幾個(gè)海中平臺(tái)，還需要詳細(xì)論證。

同傳統(tǒng)的施工工法相比，TBM能整體快速連續(xù)推進(jìn)，掘進(jìn)、支護(hù)、襯砌施工、渣土集運(yùn)同時(shí)完成，實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)化生產(chǎn)，是隧道施工的革命。但對(duì)地質(zhì)的適應(yīng)性有一點(diǎn)局限。

雙線(xiàn)隧道，六個(gè)或八個(gè)工作面，按相當(dāng)理想的進(jìn)度，修通隧道也需要10年。

按目前測(cè)算的123公里渤海海峽隧道工程造價(jià)，是2000～2600億元；約140公里臺(tái)灣海峽隧道由于要解決修建巨型海中人工平臺(tái)的問(wèn)題，造價(jià)可能達(dá)到4000～5000億元。當(dāng)然，再加上連接大陸與海南島的瓊州海峽隧道，三者都意義非凡。（因?yàn)橥ê?、水深、臺(tái)風(fēng)等問(wèn)題，這三條通道都不能用修橋的辦法解決）

現(xiàn)實(shí)的看，要修建臺(tái)灣海峽隧道，首先需要修建渤海海峽、瓊州海峽隧道，取得修筑超長(zhǎng)距離海底隧道的經(jīng)驗(yàn)；再取得構(gòu)筑深水巨型人工固定構(gòu)筑物的突破；最后，在兩岸統(tǒng)一之后，啟動(dòng)地質(zhì)調(diào)查和修建工作，畢其功于一役，完全聯(lián)通國(guó)家的三大海峽、兩大島嶼。

至于臺(tái)灣海峽隧道正式聯(lián)通的時(shí)間，筆者估計(jì)會(huì)是2050年，讀者你認(rèn)為呢？

鳳凰新聞客戶(hù)端主筆 唐駁虎