今年4月，煙台到大連跨海通道的訊息時隔多年再次引發關註。起因是遼寧4月獲批的國土空間規劃中提到，「預留渤海灣跨海通道大連端引線」。山東今年1月獲批的最新國土空間規劃中，同樣提到「推動渤海海峽跨海通道規劃論證」。這個討論多年的跨海通道，終於有了實際進展。
海南到廣東之間的瓊州海峽之間何時能修建一條跨海通道，同樣時常引發關註。很多業內專家也曾發文探討，瓊州海峽修建跨海通道無論是跨海大橋還是沈管隧道，都面臨技術困難、執行困難和高額成本。
實際上，除跨海大橋和沈管隧道之外，一項專門針對深海峽灣通行的新型交通方式，已經在交通運輸部天津水運工程科學研究院（簡稱「天科院」）研究超過6年，那就是海底懸浮隧道。這個專案，是天科院承接的交通強國試點任務之一，已經取得諸多成果。
▲深海懸浮隧道示意圖。天科院供圖
日前，紅星新聞記者參加「加快建設交通強國」主題采訪活動，前往天津探訪了海底懸浮隧道的最新研究成果。據悉，這項世界級難題一旦取得突破，駕車自由通行海峽天塹將不再是夢想。
懸浮隧道
面向未來的深海峽灣通行方式
在天科院長440米寬100米、中間卻沒有一根立柱的懸浮隧道實驗廳裏，工作人員向紅星新聞記者介紹了海底懸浮隧道的最新研究成果。
懸浮隧道又稱阿基米德橋，是利用浮力原理懸浮在水中的一種大型交通結構建築物，是繼跨海大橋、大型浮橋以及海底沈管隧道後又一種未來能夠實作深海峽灣通行的一種交通方式。
工作人員表示，中國研究的錨索式懸浮隧道一般懸浮在平均水深約90米的海洋中，透過管體材料自重、浮力及系在海床上錨索的張力，形成懸浮平衡，並保持隧道的平穩。
懸浮隧道概念提出已經40多年，包括中國在內的多個國家都在研究，但目前還沒有建成的先例，是世界級難題。
懸浮隧道研究室副主任陽誌文博士介紹，瓊州海峽的跨距、水深、氣象等環境，較為適合海底懸浮隧道的建設，在目前國內的幾大跨海通道中關註度最高。
▲大型土工離心機為深海懸浮隧道研究提供試驗平台。劉亞洲 攝
按照傳統方案，瓊州海峽跨海通道就只有跨海大橋和沈管隧道兩種方式，但兩者難度都非常大。「海水太深，建橋就要建特別深的樁基，這種深海樁基本身的安全性、穩定性都存在問題，還有被船撞的風險，橋梁通行還要面臨大風大霧影響。而沈管隧道又要面臨深海水壓的考驗，施工和建設難度特別大。」陽誌文介紹，作為橋隧結合體的港珠澳大橋有6.8公裏的海底建設部份，成本極高。其沈管介面精度要求是厘米級的，每一節沈管在海底承受的重量在8萬噸左右，相當於一個航母的重量。
陽誌文告訴紅星新聞記者，海底懸浮隧道突破後，將提供第三種深海峽灣通行方式。天科院承接的六項交通強國試點任務，懸浮隧道排在首位。
三大創新點
外媒稱中國挪威是冠軍競爭對手
陽誌文介紹，海洋工程、橋隧工程、巖土工程、材料工程這幾大領域中最難的點都集合在了懸浮隧道上。
海底懸浮隧道需要解決三大難題：一是復雜的海洋環境下如何保證隧道平穩減少晃動；二是在車輛和波流長期迴圈荷載下如何保證結構材料不發生疲勞破壞；三是能否在颶風浪、海嘯、地震、意外撞擊作用下保證結構強度，不至摧毀等問題。
2018年，中國科協釋出了中國面向未來的12個重點領域60個重大科學問題和工程技術難題，懸浮隧道工程技術研究位列其中。同年，中交集團與天科院聯合組建團隊，進行海底懸浮隧道技術研究。
陽誌文告訴紅星新聞記者，全球首次水彈性整體物理模型試驗是在天科院完成的，試驗過程中發現了許多不一樣的現象。目前，天科院的研究成果包括三大創新點：明確了復雜懸浮隧道的工作原理、構建了較為完備的試驗系統與分析方法、建立了短跨懸浮隧道的總體設計方法，並提出了中國首套完整懸浮隧道設計方案。
陽誌文表示，後續的研究將聚焦於深大海峽超長跨懸浮隧道的設計與分析方法，形成具有中國海峽特色的設計理論與標準體系，有關的數值分析與試驗研究工作正在有序進行中。
▲波流共同作用下懸浮隧道整體水彈性試驗。天科院供圖
天科院副院長馮小香介紹，天科院依托懸浮隧道的研究，牽頭承擔了包括國家重點研發計劃專案在內的多項海洋工程類國家級、省部級科研專案，研發了基於E級超算的國產化自主化試驗模擬技術，形成了一系列具有基礎性前瞻性的懸浮隧道設計理論體系，以及具有共性和普適性的創新技術和標準、指南等。
陽誌文表示，目前世界各國對這項技術的研究還處在競賽階段，包括最早提出的挪威以及南韓、中國等，其中挪威計劃在2035年實作「零突破」。外媒在相關報道中提到，挪威能否贏得懸浮技術競賽的冠軍，中國是競爭對手之一。
投入數千萬
階段研究成果已有所套用
說起海底懸浮隧道的科研前景，陽誌文認為，海底懸浮隧道技術沒有明確的突破或者落地時間規劃。「即使最後沒有實際專案落地，我們的研究也是非常有價值的，其中的關鍵科學與技術問題的突破，研究手段與方法的叠代更新和任何一項共性、普適性的科研成果，都對我們攻克相關工程技術難題大有裨益，其中一些創新技術已經在多項海洋工程中得到套用。」
據悉，2018年以來，天科院為海底懸浮隧道專案投入超過3000萬自有資金，建設了懸浮隧道的實驗深水水池，實作了物理模型試驗測控的自動化。每年中央科研院所基本科研業務費專案，也都有面向懸浮隧道的定向支持。天科院還吸納多部門多專業優秀科技人才聯合組建了懸浮隧道研究室。
經過幾年的投入，在人才培養上、理論創新上、實驗模擬技術上都有突破，在海洋工程研究，包括海洋風電、波浪能等新能源研究上形成了很多衍生的套用創新成果。
天科院院長戴明新在回答紅星新聞記者提問時表示，海底懸浮隧道這類面向未來、面向世界科技前沿的研究，並不能很快投入到工程套用，但它最大的好處是引領該領域相當長的一段時間裏高強度投入，有方向有目標地進行系統攻關，能帶來相關領域很多突破和人才的持續成長，為天科院打造國家戰略科技力量持續積蓄動能。
紅星新聞記者 張炎良 實習記者 劉亞洲 天津報道
編輯 何先鋒 責編 鄧旆光
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