海南地處熱帶地區(qū)，這里四季長青，溫暖如春，年平均氣溫22~27℃，并有了“天然大溫室”的美譽，所以每年吸引大批旅客前往度假。
2018年春節(jié)，數(shù)百萬各地游客涌入海南，享受當(dāng)?shù)氐谋毯Ｋ{(lán)天，體驗冬日里的溫暖。然而從2月18日開始，一場67年不遇的持續(xù)性大霧天氣突如其來，海南滯留了數(shù)萬輛汽車、十幾萬人無法離開，上演了一場“孤島困境”。
事實上，從2015年開始，每年都有大量的游客通過客滾船運輸前往海南旅游。2015年至2017年的春節(jié)期間，進(jìn)出海南島的車輛分別為39.1萬輛次、57.4萬輛次、74萬輛次，基本算是每2年翻一番。但是2018年瓊粵兩省的航運企業(yè)只有53艘客滾船，每天正常運輸能力僅為1.9萬輛左右。所以在海南旅游旺季，旅客和車輛滯留事件屢屢發(fā)生。
隨著海南自貿(mào)區(qū)開始建設(shè)，到了2020年6月1日，《海南自由貿(mào)易港建設(shè)總體方案》正式發(fā)布，在瓊部分園區(qū)開始了壓茬試行自由港某些政策，比如零關(guān)稅、簡稅制、低稅率，放權(quán)審批、貿(mào)易自由、金融開放等諸多舉措；而且海南要在2035年前全面實現(xiàn)貿(mào)易自由，成為真正意義上的自由貿(mào)易港。
該指導(dǎo)方案的發(fā)布可以說把海南的未來推上了一個新高度，未來海南很可能會成為中國最新、最大的金融貿(mào)易中心，也是中國和東盟貿(mào)易區(qū)的核心、RCEP自貿(mào)區(qū)的核心，更是“一帶一路”的橋頭堡。
在這種情況下，不斷有人提出，是時候在被譽為“黃金水道”的瓊州海峽建設(shè)一座跨海大橋了，從而將海南和大陸連接起來，這甚至已經(jīng)成為瓊州海峽兩岸人民的心聲。但這樣的跨海大橋真不是想建就能建的，技術(shù)、資金等等都是必須考慮的問題。
當(dāng)然，在瓊州海峽跨海大橋之前，我們其實已經(jīng)建成了另一座震驚全世界的港珠澳大橋。隨著港珠澳大橋建成，我國在基建上實現(xiàn)了眾多技術(shù)上的突破，將三座通航橋、一條海底隧道、四座人工島組網(wǎng)，通過陸路港把珠澳連接起來。
該工程還解決了長距離沉管海底隧道建設(shè)、海底連接橋隧、深淺水區(qū)非通航極易形成連續(xù)梁式橋建設(shè)等技術(shù)性難題。英國媒體甚至將港珠澳大橋列為工程七大奇跡之一。
但既然我國能完成港珠澳大橋55公里這個世紀(jì)工程，為什么最小跨度區(qū)區(qū)19km的瓊州海峽跨海大橋卻至今沒有什么實質(zhì)性的進(jìn)展呢？
港珠澳大橋總工蘇權(quán)科的一句話可以概括這個問題：瓊州海峽建跨海大橋比港珠澳大橋還難。
瓊州海峽跨海大橋計劃方案中該大橋長度約26.3公里，預(yù)計總投資達(dá)到1400多億元，價格比港珠澳大橋的總投資還高，這是為什么？
瓊州海峽建跨海大橋規(guī)劃了四個段，分別是角尾至玉包段、四塘至?？谡尽⒑０哺壑列阌⒏垡约芭盼唤侵梁？凇５墙?jīng)過實地考察發(fā)現(xiàn)只有角尾至玉包段海底深度在四十米左右，其他三段海底最深達(dá)到90米，整個瓊州海峽平均深度在40-50米左右。而港珠澳大橋，最大水深也不過40米左右，平均深度不過20米左右。
如果搭建深淺水區(qū)非通航極易孔連續(xù)梁式橋，需要建設(shè)的橋墩最高的要達(dá)到上百米。這樣的建設(shè)成本居高不下，而且安全沒法保證。如果采用超長跨度跨過該地區(qū)，只能選擇懸索橋或者斜拉橋。
懸索橋和斜拉橋都是眾多橋梁的一種，我們一般按橋的受力特點將橋分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋和組合體系橋。要實現(xiàn)1000米以上跨度的大橋，性價比最高的是懸索橋、斜拉橋。
懸索橋，又名吊橋，通過索塔懸掛并將錨固定于兩端，將纜索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，通過從纜索垂下的吊桿把橋面吊住。主要由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。一般跨徑可以達(dá)到1000米以上。不過隨著碳纖維等新材料的出現(xiàn)和普及，未來懸索橋的極限跨徑可以超過8000米，但目前還做不到。
斜拉橋是由受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種橋，通過將承壓的橋塔用許多拉索直接將路面拉起，其結(jié)構(gòu)主要由索塔、主梁、斜拉索組成。
如果采用這兩種橋會面臨兩個問題，第一個就是地震影響，因為整個瓊州基本都在地震斷裂帶上。
經(jīng)過地質(zhì)勘探，1605年發(fā)生的瓊州大地震，其震中就在瓊州海峽內(nèi)，里氏地震等級達(dá)到7.5級。導(dǎo)致該地區(qū)陸地平均沉陷在3-4米，最深沉陷在數(shù)十米，整個陸沉面積達(dá)100多平方公里，可以說接近覆蓋了整個瓊州海峽。而這次大地震是整個沉陷體塊垂直下降，在國內(nèi)外地震史上實屬罕見。
第二個問題就是臺風(fēng)。臺風(fēng)從結(jié)構(gòu)上來說，是一個熱帶氣旋，如果海面溫度在26.5℃以上，會有大量的海水蒸發(fā)形成積雨云，此時因為蒸發(fā)的水蒸氣在高空會被空氣冷凝釋放熱量，天空的溫度會比海面高，從而形成壓差，接著受到地球自轉(zhuǎn)和引力的影響，加上自然風(fēng)的擾動，不斷循環(huán)該過程會形成一個熱帶氣旋。
美國國家大氣研究中心的科學(xué)家經(jīng)過計算，一個熱帶氣旋每天釋放的能量，大概相當(dāng)于每20分鐘引爆一顆1000萬噸的核彈。因為熱帶氣旋不斷旋轉(zhuǎn)，會和周邊空氣形成壓差，所以會將周邊空氣吸過來。熱帶氣旋有了充足的能量就會越轉(zhuǎn)越大，越轉(zhuǎn)越快變成熱帶風(fēng)暴，最后可以形成臺風(fēng)。
而臺風(fēng)特別愛光顧海南，每年臺風(fēng)季都有大批臺風(fēng)前呼后擁地向海南涌來，甚至不乏16級以上的超強(qiáng)臺風(fēng)。2014年7月的超強(qiáng)臺風(fēng)威馬遜，橫掃瓊州海峽，其風(fēng)力達(dá)到17級。因為全球變暖，導(dǎo)致厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象交替出現(xiàn)，這幾年臺風(fēng)可以說變化多端。尤其是拉尼娜現(xiàn)象導(dǎo)致太平洋東部的北美南美燥熱，西太平洋東亞和澳大利亞寒冷。
太平洋東部的熱風(fēng)不斷吹來，也造成了熱帶氣旋影響的區(qū)域會比正常偏南和偏西，所以海南首當(dāng)其中，導(dǎo)致了2020年臺風(fēng)扎堆向海南涌去。
這些原因都會導(dǎo)致瓊州海峽建跨海大橋的建設(shè)比較困難，目前港珠澳大橋可以抵抗里氏8級地震和16級臺風(fēng)，已經(jīng)是世界之最了。如果要建設(shè)瓊州海峽跨海大橋，必須具備抵抗里氏9級地震和18級以上的臺風(fēng)，懸索橋和斜拉橋的物理極限很難做到。未來隨著工程材料的升級，也許某天可以做到，但現(xiàn)在風(fēng)險太大。
還有一個原因也是導(dǎo)致瓊州海峽跨海大橋難以建設(shè)的原因，就是瓊州海峽是南海中、東部的海上走廊，同時也是廣東雷州半島至海南島和越南等地的海上交通捷徑。距離不遠(yuǎn)的湛江是我國重要的海軍港口之一，眾所周知我們和鄰居越南關(guān)系不是很好，目前越南還占著我們南海30個島礁；而且美國也愛來南海湊熱鬧?？紤]到國防安全，以及維護(hù)我國的九段線，我們的軍艦需要直接通過瓊州海峽保護(hù)我們的海洋權(quán)益，一旦建成跨海大橋，很容易成為被打擊的對象。
就算可以建設(shè)，橋墩高度必須再次拔高達(dá)到近百米，才能方便我國軍艦甚至航母通過。在這個高度上還要達(dá)到承受9級地震的強(qiáng)度，實在是太難了。雖然海南的未來發(fā)展實在不錯，但是目前海南真不富裕，2020年海南省地區(qū)生產(chǎn)總值5532.39億元，在內(nèi)陸31省中僅排名第28。在這樣的情況下，花大成本建設(shè)大橋，投入和產(chǎn)出能否達(dá)到平衡還真不一定。
但不能建設(shè)跨海大橋不等于沒法發(fā)展海南，海南依舊有很多方式可以和大陸形成連接。
除了跨海大橋，還有一種方式進(jìn)入了人們的視線，那就是海底隧道。
海底隧道的好處是不妨礙水上船舶航行、也不受臺風(fēng)大霧等氣象條件的影響，可以實現(xiàn)24小時全天候通行。但修建海底隧道成本要比大橋貴很多吧？
大多數(shù)情況下確實是這樣，但也有個別特殊情況。例如德國到丹麥之間的費馬恩跨海隧道，設(shè)計方經(jīng)過計算，架橋成本會比修建隧道更貴，所以選擇沉管隧道的建設(shè)方法，造價更低廉。
這個沉管隧道是什么技術(shù)？
我們的港珠澳大橋建設(shè)了世界最長的沉管隧道，但在此之前我們是沒有相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗的，不得不感嘆中國工程師的偉大。沉管隧道的原理不復(fù)雜，簡單理解就是將海底隧道提前建設(shè)好，一段一段的沉入海底，如同搭積木一樣地連接起來就是沉管隧道。當(dāng)然，說起來容易，造起來卻極為困難。
之前最先進(jìn)的沉管技術(shù)都在西方國家公司的手里，所以我們?nèi)ゲ少彆r必然會被“獅子大開口”。所以港珠澳大橋的建設(shè)者，早在6年前就開始了相關(guān)技術(shù)的研究。要知道港珠澳大橋的首節(jié)沉管長度就達(dá)到165米、其寬度46米、高10.6米，重約6萬噸，光鋼材就用了1.2萬噸，在建設(shè)沉管鋼殼時還要保證正負(fù)平面高差不超過10毫米。
建設(shè)好沉管還需要沉放的船，這才是最難的，不過為了解決這個問題，我國自主研發(fā)的世界首款自航式沉管運輸安裝一體船“一航津安1”，可以保證沉管下沉?xí)r能在暗流洶涌的海中實實現(xiàn)厘米級對接安裝。這對于工程設(shè)備、船體的DP動力定位系統(tǒng)要求極高，我們也是經(jīng)過大量投入和數(shù)年研究才得以完成。
雖然沉管隧道成本低、建設(shè)快，但是也存在一些難點，若海底水流流速過大或海床地形陡峭，或水深超過40m，沉管的沉放是極其困難的。所以瓊州海峽能否使用沉管隧道技術(shù)還需要調(diào)研。除了沉管隧道技術(shù)，我們還擁有多種海底隧道建造技術(shù)，分別是鉆爆法、掘進(jìn)機(jī)法、以及盾構(gòu)法。
鉆爆法，通過字面我們就能理解是爆破開隧道的一種方式，通過在修筑隧道及地下爆破施工開鑿隧道。目前我國用爆破法挖出的海底隧道，有廈門翔安海底隧道，廈門海滄海底隧道、青島膠州灣海底隧道，這三條隧道的相似處在于海底都是巖石，所以這個方法的局限性，只能用于巖石較硬的地區(qū)開鑿隧道。
掘進(jìn)機(jī)法是通過挖掘機(jī)挖掘隧道，利用掘進(jìn)機(jī)將巖石剪切擠壓破碎，然后將碎石運出。掘進(jìn)機(jī)分為開敞式掘進(jìn)機(jī)和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。在作業(yè)中可以直接利用切割頭破碎巖石，同時將碎巖運走。優(yōu)點是安全、高效和建設(shè)質(zhì)量好。缺點自然是設(shè)備貴、易損壞、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
最后一種，也是被廣大群眾所熟知的盾構(gòu)法，用的是盾構(gòu)機(jī)，通過切削裝置進(jìn)行挖掘，利用盾構(gòu)機(jī)的外殼和管片支撐四周防止發(fā)生坍塌。盾構(gòu)機(jī)根據(jù)工作原理，一般分為手掘式盾構(gòu)、擠壓式盾構(gòu)、半機(jī)械式盾構(gòu)、機(jī)械式盾構(gòu)，種類繁多，可以在各種復(fù)雜情況下施工。
不過因為瓊州海峽主要是泥沙底，而且瓊州海峽實際埋深超過110米，除了盾構(gòu)機(jī)也沒有其他更好的方法。眾所周知，我國的盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)把很多國外盾構(gòu)機(jī)公司干趴下了，但主要還是集中在中低端段市場。而直徑超過14m以上的超大型盾構(gòu)機(jī)機(jī)，我們也主要使用德國海瑞克和日本三菱的產(chǎn)品，可以說我國工程機(jī)械發(fā)展任重道遠(yuǎn)。
目前鐵總已經(jīng)有了瓊州海峽的詳細(xì)鐵路規(guī)劃了，中國工程院院士王夢恕也曾經(jīng)說到瓊州海峽只會有海底鐵路隧道一個選擇。
有人說可以嘗試海底公路，但目前來看也不現(xiàn)實。主要是因為通風(fēng)問題，目前世界已經(jīng)建成的最長的海底公路隧道位于挪威，長約14.3公里，也就是說目前世界上還沒有建設(shè)超過20公里以上的海底公路隧道。
原因是大部分汽車還是內(nèi)燃機(jī)，通風(fēng)問題比較棘手。一般隧道都是采用射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)，但是如此長的跨度，實在有點困難。不過隨著新能源汽車的普及，未來可能還是會有的。至于何時才能有，我們拭目以待。
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