一大早，從北京上車，兩小時后，下車后到大洋彼岸的倫敦上班，當天晚上還可以再回到北京。有著“科技狂人”之稱的美國電動汽車公司艾倫·馬斯克告訴你，在不久的將來這個事情一定會實現。

其實，早前，西南交通大學就已經開始研究這種低真空管道磁懸浮列車和隧道了，還建成了世界上第一個真空管道磁懸浮列車實驗系統。

據了解，“蓉歸故里 西南交大”校友返校日活動將在5月18日舉行，近日，記者提前走進西南交大，探訪該校的先進技術。

如何建設真空管道，采用氣動懸浮或者磁懸浮驅動技術，讓列車在全天候、無輪軌阻力、低空氣阻力和低噪聲模式下超高速運行?在地面載人交通工具中，地鐵隧道又是如何修建的?近日，記者走進西南交通大學，打探“超級高鐵”背后的故事。

攻破富水砂卵石地層

破解世界難題

天天坐地鐵上下班，穿梭于城市之間，但卻很少有人見過它的 " 真容 "。那么，地鐵隧道是怎么修建完成的?地鐵列車究竟是怎么制造出來的?

盾構機是地鐵建設中負責隧道掘進的主要機械。成都地鐵施工過程中使用的盾構機，究竟遇到過什么困難?又是怎樣克服的?至今，西南交通大學土木工程學院教授晏啟祥仍記憶猶新。

“在成都地鐵施工過程中使用盾構機，有著難以想象的困難。”晏啟祥介紹，成都地鐵穿越的地層主要為富水砂卵石地層并夾雜有粉細砂層，地下水位高、補給迅速，在市區全域大范圍這種地質結構中使用盾構機，在國內外非常少見，未知的困難非常多。

“在2005年啟動建設一號線的時候，我們遇到了很多困難，在掘進過程中砂卵石地層對刀盤、刀具、渣土輸送系統等部位磨耗嚴重，換刀頻率高，施工效率很低。”晏啟祥說，此外，因為地下水位高，滲流導致地層自穩性差，換刀時停機處還容易出現地層坍塌現象。

“當時，盾構機的刀盤開口較小，用了很多破碎硬巖的刀具，然而這些刀具對付砂卵石這種可擠壓移動地層的效果并不好，該破碎的漂石和大卵石沒破碎到，反而讓很多直徑較大、硬度較高的卵石集聚在刀盤前方，不斷磨蝕刀具，導致刀具磨損嚴重，掘進困難。”

晏啟祥說，為了改變這一狀況，西南交大聯合建設方、設計和施工方進行研究，最終決定增大刀盤的開口率，即讓更多的石頭直接進入機器內部進行“消化”，而非依靠刀具破碎后進入，這樣便減少了刀盤和刀具的磨損。

他把這一構造，比喻成了人的牙齒和咽喉，“即讓更多的食物通過咽喉進入腸胃，靠自身消化，而非靠牙齒咀嚼。”晏啟祥談道，當前成都的地鐵施工已經全面采用了這一盾構選型技術。

晏啟祥介紹，為了破解富水砂卵石地層盾構施工掘進控制不良誘發的地層塌陷世界性難題，他們編制了四川省地方標準《富水砂卵石地層地鐵區間隧道盾構法施工管理標準》，總結出了盾構“五個異常狀態控制標準”。同時，《成都地鐵盾構隧道工程建設關鍵技術》成果獲得了四川省科技進步一等獎，以成都地鐵工程建設為主體形成的《富水砂卵石地層盾構高效掘進與結構安全保障技術》成果獲得了國家技術發明二等獎。

低真空管道磁浮

速度比飛機還快

地鐵、高鐵等地面載人交通大大方便了人們的出行，最快速度已經超過400公里/小時。還能否更快?

高鐵在真空狀態下運行，科學家稱為“后高鐵時代”，也就是大眾俗稱的“超級高鐵”。2013年，美國“高鐵狂人”馬斯克提出要建時速1200公里高鐵，讓“超級高鐵”的認知度從學術界擴展到公眾。

在西南交通大學，一條測試時速可達400公里的真空管道高溫超導磁懸浮直道試驗線正在建設。采用該技術，列車時速甚至有望突破1000公里。換句話說，中國的“超級高鐵”極有可能在這里誕生。

“磁懸浮列車主要包括控制系統、懸浮系統、車輛系統和土建系統等，我們主要負責的是土建系統里的真空管隧道。” 晏啟祥說，低真空管道磁浮不僅要把車懸起來，減少輪軌摩擦力，還要保持隧道處于低真空狀態，減少空氣阻力。真空度越高，列車的運行速度就能越快。

空氣阻力是制約傳統軌道交通提速的最大障礙。如何建造一條與外部空氣隔絕的管道，將管內抽為低真空，使磁懸浮列車在低真空中運行，并與地面零接觸，使摩擦阻力最大程度消減乃至消失?

“如何將管內抽為低真空， 降到 0.1個大氣壓以下非常困難。”他說，現有的隧道結構形式主要是盾構法、礦山法修建的盾構隧道和礦山法隧道，這些結構不經過處理都沒辦法達到低真空狀態。“目前，我們正在研究新的隧道結構，如在隧道中進行管中套管、夾心鋼板結構等，希望其能實現需要的氣密性，并長期保持低真空狀態。”

他介紹，在西南交大對真空管道磁懸浮列車的展望中，這種低空氣阻力，無接觸供電、無接觸驅動的新型運輸方式，瞬時運行速度甚至可高達1千公里每小時。

真空磁懸浮列車只是列車在低真空環境下運行，而車廂內并非真空的，乘客乘坐這種高速的列車也不會有眩暈等異樣的感覺。無噪音、無污染、高時速、低耗能等，都是低真空管道磁懸浮列車的顯著優點。

“研發‘超級高鐵’，任重道遠，遠沒有想象的那么簡單。這一路雖然很艱辛，好在參與研究人員都希望每一步走扎實。”目前，西南交通大學仍在為我國”超級高鐵”的研發繼續創新。晏啟祥認為，成都在科技成果轉化方面走在了全國前列。“西南交大九條等科技成果轉化政策的出臺，讓團隊更加增添了做好科研走市場的動力和信心。”

(新媒體責編：wb001)