[中配]揭秘歷史上最大的超級工程——巴拿馬運河

這就是美國的做法 建造了人類歷史上 最令人難以置信的工程項目之一 巴拿馬運河 在巴拿馬荒野的叢林和山脈中 開鑿出近50英里 是東西半球之間最快捷 最直接的連接 儘管巴拿馬運河 如今是一個蓬勃發展的經濟事業 但它並非沒有代價 調整通貨膨脹後 巴拿馬運河 仍然是美國曆史上 最昂貴和最致命的工程項目 但爲什麼需要它呢 美國是如何做到的呢 解決大家都認爲不可能的事情 在解釋巴拿馬運河是如何建造之前 理解其必要性是很重要的 畢竟炸掉並搬運 超過一億噸的岩石和土壤 在惡劣環境中 與肆虐的疾病做鬥爭 以及做一些前所未有的事情 都需要一個非常充分的理由 而且還有一些 第一個原因是潛波 在巴拿馬運河出現之前 船隻從大西洋到太平洋 或反之 主要是必須繞過南美洲的南端 經過德雷克海峽 然而德雷克海峽 以海況惡劣而聞名 由於大西洋、太平洋和南冰洋的交匯 德雷克海峽常常會出現 超過30英尺高的波浪 和極其強勁的風 這些惡劣的天氣條件 導致無數船隻在海上失蹤 除了危險外 這段航程還增加了超過8000英里 在翻船時代可能需要額外5個月的時間 雖然西班牙和英國 都對在巴拿馬開發運河的項目感興趣 但真正讓美國第一次產生興趣的 是1848年的加利福尼亞淘金熱 然而陸路運輸貨物和乘客 仍然危險且耗時 那時美國海軍開始介入 在美西戰爭期間 幾艘美國軍艦 軍艦必須從加利福尼亞 繞過南美洲的尖端 一路行駛到古巴 這次旅行耗時66天 導致這些船隻在戰爭結束之前 無法參與大部分戰鬥 當時西奧多·羅斯福總統 非常相信強大的海軍 能夠在全球贏得影響力 在羅斯福總統的炮艦外交雄心和大企業 看到政府資助的驚人機會的推動下 各方都對這一項目產生了濃厚的興趣 恰好法國允許美國這樣做 法國人在1881年正式開始建造運河 剛剛完成了蘇伊士運河的成功建設 這條水道長達約120英里 將地中海與中東連接起來 法國政府決定 他們可以在巴拿馬做和在埃及一樣的事情 但有一個問題 與埃及不同 建築環境完全不同 在埃及 法國人必須面對的問題 僅僅是從紅海到大苦湖 再到地中海的乾燥平坦沙漠 儘管法國人在確保水和物資供應給工人方面 遇到了許多問題 但與巴拿馬所面臨的挑戰相比 這個項目本身是相當簡單的 在巴拿馬法國決定開始挖掘的地匣 是位於美洲最高山脈之一的茂密叢林中 山脈連同大陸分水嶺 正好位於馬拉弗洛雷斯湖前面 而法國人希望在這裏連接運河 法國人決定最好的方法是修建一條海平面運河 這意味着當船隻從大西洋或太平洋一側靠近時 船隻從海洋到海洋的高度是相同的 但是存在一個巨大問題 爲了實現這個想法 法國人需要在真正的山脈中進行爆破和開挖 法國人用來完成這項工作的老舊 過時且動力不足的設備 讓艱難的工作變得更加糟糕 在接下來的18年裏 法國人徒勞的嘗試將運河挖至海平面 然而在花費了數億美元和超過2000養千人 因疾病和事故而失去生命後 法國的事業在1899年宣告破產 看到一個可以接替法國人工作機會的美國 經過幾年的政治運作和在巴拿馬進行武裝干預 以確保對運河的租賃權後 1904年以4000萬美元 購買了法國事業的殘餘 美國工程師一到巴拿馬 看到那裏的地形狀況後 美國決定最好的方案 不是建造一個海平面運河 而是建立一個能夠將船隻抬起 並越過山脈的系統 但是美國人將如何做到這一點呢 一旦美國當局決定最佳方案是向上 而不是穿越土地 他們就必須想辦法創造出這個機制 這最終成爲了運河所聞名的著名船閘 但它們是什麼 位於巴拿馬運河的兩端 從大西洋一側有一系列三個船閘 在太平洋一側還有三組閘門 總共12組 這些閘門是巨大的鋼筋混凝土塊 寬110英尺 長1050英尺 他們的目的是將進出港口的船隻 抬升到海平面上方85英尺 但他們是怎麼做到這一點的 一旦船隻進入船屋 後面就會有一個門關上 在船閘底部有超過100個獨立的開口 允許水流入船閘 在大約10分鐘內 船閘會注入267000加侖的水 將船隻抬升到下一個高度 船隻能夠保持水平 儘管排水量不同 這要歸功於聯通器原理 這個基本的物理原理指出 當一個容器裝滿均勻的液體 比如水時 容器內部的水位將保持一致 這是因爲門底部非常小的間隙 將船閘相連 但爲什麼 由於水流對門的巨大壓力 這些被稱爲斜門的門 並非普通的門 這些門由萊昂納多達芬奇 幾百年前首次設計 運河中的斜門是巨大的鋼門 高度在47到82英尺之間 具體取決於它們所在的運河部分 厚度達到7英尺 這些巨型門 以超過600萬個錨釘連接在一起 每扇門重達數百噸 其鉸鏈的重量達到14噸 是閘門系統的關鍵部分 它們的主要目的是在當前的閘室 被注水或排水時 阻擋來自其他閘室的水 大門呈現出獨特的V形圖案 隨着水壓的增加形成更強的密封 門的底部實際上有一個小開口 允許水在閘門之間自由流動 這有兩個作用 這樣可以減輕大門鉸鏈的壓力 使大門部分浮力打開起來更加輕鬆 然而由於閘門的建設 直到最近可以穿過運河的船隻尺寸 受到限制 這些被稱爲巴拿馬最大尺寸的規格 是可以安全通過運河的船隻的 最大長度、寬度和深度 雖然舊的尺寸在幾十年內沒有問題 但越來越大 貨船的建造促使巴拿馬 需要擴大船閘的尺寸 於2016年完成的這些新閘門 可以容納所謂的星盤MX級船隻 這些船隻比以前長几百英尺 寬大約50英尺、深10英尺 但是船閘從哪裏獲得所有的水 以便讓船隻通過呢? 還記得我們提到過 在美國人到達時只有一個湖嗎? 今天看地圖 可以看到有兩個湖泊構成了運河 然而較大的加頓湖 在施工開始時並不存在 但是爲什麼美國人會覺得 需要一個人工湖呢? 附近的底格里斯河 是一條強大的河流 通常在5月到12月的雨季期間 水位會在其氾濫平原上升至30英尺 由於這些頻繁的洪水 決定利用當地的地形 通過攔截河流來人工造湖 以此減少幾年工期 這樣做有幾個好處? 第一個好處是 通過創建一個人工湖運河管理局 將始終有穩定的水源供應給船閘 因爲每次船隻通過時 約有5000萬加侖的淡水流失到大海 運河可以全年運作 因爲即使在乾旱季節 第二個主要好處是 通過淹沒周圍地區 項目的進展可以更快 儘管有能夠在大約8分鐘內 填滿一整輛貨車廢土的 95噸蒸汽挖掘機 也就是說 被炸藥扎開的岩石和土壤工作 依然進展緩慢 儘管有時每分鐘 都有人來回往返的火車 每一英里不需要挖掘的通行路段 但是團隊是怎麼建造這座大壩的? 巴拿馬運河最窄且最困難的部分 被稱爲加利布拉切口 這條連接米拉弗洛雷斯湖 和蓋頓湖的人造通道 是建設過程中最具挑戰性的部分 但爲什麼呢? 美國基於法國的構想 基本上是挖掘一條巨大的 溝渠共船隻通航 開始在卡利布拉山脈 開挖一條近八英里的運輸通道 最初計劃修建較窄的航道 但項目遇到了他們未預料到的麻煩 雨季時 泥土變得像濃厚的泥漿 極其不穩定 頻繁的山體滑坡摧毀了設備 導致工人死亡 有時還會破壞幾周或幾個月的進展 然而 雖然在雨季發生滑坡 是可以預見的 但在乾季出現滑坡 卻並沒有預料到 但是怎麼做呢? 由淤泥濺開挖部分底部的岩石 意外較爲脆弱 當工人們開始挖掘山體時 常常發生山體滑坡 導致頂部較重的山脊塌陷 幷包含了更多緻密的岩石 因此 卡利布拉開口 必須挖掘超過原設計寬度的兩倍 以形成一個非常緩和的坡度 以避免進一步的滑坡 但這些數百萬噸的岩石和土壤 都去哪兒了? 雖然有些土石是通過鐵路 運輸到海里用作防波堤 或者直接扔進叢林 但其中不少被用於建造加頓湖的堤壩 美國人修建了兩堵相距400米的 爆破岩石牆 然後用無數噸的土和粘土填滿 隨着這種混合物乾燥 更多來自卡拉維爾開口的岩石 被堆放在上面 過程繼續進行 這項工作持續到1913年10月9日 次日 美國人以轟鳴聲完成了卡利布拉開口 1913年10月10日下午 數千名運河工人站在海岸邊 驚歎地觀看 在馬裏弗洛里斯湖上 有數百名同事在獨木舟中 在人群中夾雜着幾十輛機車 拖船和挖泥船 點綴着整個景觀 但是這些人到底在等待什麼呢 在華盛頓特區 距離這裏近6400公里的地方 總統伍德羅·威爾遜 正坐在他的辦公桌前 一旦收到時機已到的消息 他在辦公室按下一個按鈕 發出了一個電報信號 4秒鐘後纔到達巴拿馬 當天下午2點02分 這一切都阻擋了 卡利布拉開挖 就在那一刻 數噸岩石和泥土飛入空中 數百隻獨木舟 衝向現在已完成的 卡利布拉開口 成爲第一批實際進入運河的船隻 這一時刻展現了人類 在科技進步上取得的巨大成就 令人歎爲觀止 儘管運河本身要到次年8月 但這已是一個慶祝的時刻 展現了運河所取得的進展和成就 暫時再見