许多人都认为中国就是一个新兴的世界强国,因为它有着强悍的基建能力,只要是被中国基建公司接手的基建工程,几乎没有做不到的。如今中国的基建技术,已经可以与美国、日本等发达国家相提并论,甚至大部分的技术已经实现了国产,性价比完胜欧美诸国。 因此虽然中国依旧认为是发展中国家,但越来越多的国家却不承认这一点,认为中国是在韬光养晦,基建狂魔的身份已经成为了中国最亮眼的名片,而最让其他国家瞩目的就是中国的高铁技术,是德国、日本等发达国家高铁技术融会贯通后形成的,因此具备发达国家几乎所有的优点,让中国成为了不少国家建造高铁的不二人选。 在美国铁路更新换代依旧缓慢的情况下,中国高铁已经开始遍布全国,全国的一线城市都有那么三四条高铁存在,甚至它的速度可与飞机相提并论。而随着中国的高铁技术越来越先进,中国的工程师已经不满足在陆地上建造高铁,而是把目光放到了海上,希望建造一条海底真空高铁,而建造地就是浙江的舟山。 浙江的海底真空高铁是十三五规划的重点工程之一,由国家工程院诸多院士,顾国彪、乐嘉陵等人牵头负责。不过这一想法最开始不是由他们想出来的,而是有一位高铁技术公司的董事长想出来,这位董事长的名字叫做刘子忠。 刘子忠目前担任九州动脉隧道技术公司董事长一职,2014年刘子忠前往烟台的时候,在烟台的海边眺望大海,内心忽然想到了一个疑问,如何才能从烟台这个地方,用最快的速度到达对面的日本。经过一番思考,刘子忠心中有一个想法,那就是在海底建造一条悬浮隧道,因为海底没有空气和机械摩擦阻力,高铁在上面便可以行驶得更快,理论来说最快的速度可以到达2000公里每小时,这样刘子忠在烟台,最多两个小时就可以到达日本。 为了验证这一思想,刘子忠联合中国诸多科技大学,如国防科技大学、西南交通大学等诸多科技人才,组成了一支研发团队,对海底真空隧道的研发进行全面攻关,目前已经初步完成了研究工作,甚至还获得多项研究专利。 知道中国即将掌握海底真空隧道技术,以美国等发达国家也有些震惊,目前中国的基建能力已经可以说是独步全球,如果连海底悬浮隧道的技术都掌握了,那么未来欧美和中国的基建技术差距将会拉得更大,同时海底悬浮隧道的出现,也代表了世界的交通模式将会进入第五代,中国则会是第五代交通工具技术的领先者。 与陆上悬浮隧道高铁相比,海底悬浮高铁的技术难度要高得多,不仅需要陆上隧道技术的支持,还需要加入其它海上技术的配合。目前调查得知,海底悬浮隧道至少结合了水下桥隧技术、磁悬浮列车技术和真空技术等多项基建技术结合而成,而它的出现则是来源于阿基米德桥的原理构思出来的。 其实在舟山海底隧道开始研发建造之前,中国就已经考虑利用阿基米德桥原理建立海底桥,那是在2003年千岛湖探测中,无意间发现了一座海底古城。为了能让游客看到这座古城的真面目,中国就考虑打造一座中国的阿基米德桥,以此实现海底观光的想法。不过由于这方面的技术比较缺乏,中国直到目前仍没有启动,但为了解决这个问题,当时中国还邀请意大利的理工大学帮忙一起探讨,只是到现在仍无法开工。 阿基米德桥原理,指的是一种在水上悬浮的管状隧道,它是依靠一种特殊的湖里原理构想出来的,具体理论就是桥梁进入水底之后,其产生的浮力和它的重力相等。既不会出现浮力高于重力,又不会出现重力高于浮力的现象。这样隧道或者桥就可以悬浮在水中或者飘在水上。为了达到这个目的,桥的横截面成椭圆形或者圆形,不但可以提供给高铁使用,也可以让汽车在上面行驶。 但为了海上的浮力都是不稳定的,所以桥梁还需要用锚将其固定,以防止它因为浮力过大升上水面。由于是建造在水下,所以不用像陆上隧道那样开山打洞,破坏地理环境,从而引发一些难以预知的自然威胁,另外阿基米德桥不受海底深度或者跨度影响,可以无限延长。即便是在水深陡峭的地方也可以使用,是一种真正意义上人与自然的和谐基建方案。 不过目前它只是一直技术理论,在中国决定建造海底悬浮隧道之前,它并未出现在任何一个国家。因为难度实在太大,既要考虑固耦合的困难,其次要考虑要使用怎样锚固方式,以及确保这种方式的安全性,因为隧道建造在海底上,就要考虑到海底的自然灾害的威胁,如地震引发的海啸和人员的负荷水平等,其安全问题远大于陆上隧道所要考虑的。 因此阿基米德桥需要运用到大量流固耦合动力学的知识,别说是如今的中国,就连是美国、日本等发达国家,在这方面都在进行相关的技术攻关,但依旧没有多大进展。不过中国20多年以来已经在积累了不少海底隧道的建造技术,国内也已经建起了不少海底隧道,例如目前连接两岸的港珠澳大桥,就有典型的水下隧道,而类似这样的隧道,如今中国境内已经有500座。 目前中铁隧道勘测公司,就已经对舟山海底悬浮隧道的研究完成了初步工作,它的建造将由盾构和水下桥技术集合而成,这条隧道长达10公里,一旦建成将是中国目前长度最长的海底隧道,也是世界目前第一座出现的海底悬浮真空隧道。 虽然目前隧道仍未正式开工,但相关的信息传到国外后,依旧引起了不少网友震惊,他们觉得中国的基建能力实在太厉害,竟然连理论上的事物都可以完成,如今真正掌握陆地高铁隧道技术的国家,也就中国、美国、日本等少数国家,但在海上建造真空隧道,却只有中国一个国家敢于尝试,这简直不是一个发展中国家能做到的事情。 海底真空高铁除了有不少技术是当前缺失以外,建成之后如何普及也是一个世界性难题,这涉及到海底悬浮高铁技术的标准化和快速化等问题。目前海底真空高铁最难解决的是这几个技术要点,分别是海底真空隧道的修建技术、防渗技术、真空实现技术,以及保证高铁在海底隧道畅通无阻快速行驶等,每一项都是目前世界各国难以攻克的技术难题,即便是像美国这样的超级大国,在海底悬浮高铁技术方面目前也仍停留在研究阶段。 在舟山海底高铁隧道还没有开始建设之前,美国就曾在沙漠里建造过一条实验性地下高铁,名为维珍超级高铁,这条高铁建在内华达州的沙漠内,全长为500公里,坐在这条实验高铁的两人只用了15秒就走完了全程,但它的时速只有172公里,与美国预想中1000公里时速比来,可以算是一个不及格的实验。 维珍超级高铁和舟山的真空高铁隧道,虽然都是按照阿基米德原理打造出来的,但在一些技术还是有很大出入。首先维珍超级高铁使用的是被动磁悬浮技术,并且它这条隧道的建设是在沙漠上,而不是像中国那样把高铁建在海上,这就导致两者之间存在质的区别。按照研究人员最初的构想,这条高铁会以时速1000公里直线运行,由线性感应机负责操控,这项技术研究在2014年成立,之所以取名叫维珍,是因为它是由维珍集团负责投资的。 维珍集团投资这条隧道的初衷,是想在中东地区打开自己的高铁市场,他们计划在沙特建立一条连接迪拜和阿布扎比的高铁。一旦这条高铁可以建成,两边的路程就可以缩减为15分钟,然而2020年维珍实验隧道的结局告诉他们,要建成一座阿基米德隧道,并非一时半刻可以做到的,即便是目前中国存在的港珠澳大桥和一些地底隧道,也只能让汽车行驶,高铁尚未不能使用,因此如果舟山海底隧道能够建成,就是世界第一条海底高铁隧道。 除了舟山这条准备建设,中国还在汕头有一条正在开建的海底隧道,那就是时速可达350公里的汕头湾海底隧道,目前建设它的盾构机已经开工,它采用盾构法打造。与舟山的那一条相比,虽然长度不如对方,但是它处于地震带,遭受自然打击的可能性远高于舟山那一条,为此它采用包括海域矿山法等六种挖掘技术进行开工,一旦开建完成,将又是一个世界之最,甚至还能为舟山隧道的开建提供到宝贵的经验。