非火災條件下金堂海底隧道停車疏散效果圖。照片由受訪者提供
繼港珠澳大橋之後，另一個挑戰世界難題、突破科技壁壘的超級跨海工程————寧波-舟山鐵路即將竣工。「全線控制工程為——金塘海底隧道，全長16.2公裡，海底盾構長度10.87公裡，最大埋深78米，直徑14米。建成後將創造新的世界紀錄。」中國鐵路建設第四勘察設計院集團公司(以下簡稱鐵路四院)金堂過海隧道工程項目負責人唐告訴《科技日報》記者。
7月底，經過兩年多的時間，由第四鐵道學院勘察設計的「金堂海底隧道隧道風險評估及關鍵技術方案」通過了以中國工程院院士錢七虎為首的專家組的評審，標誌著世界上最長的海底高速鐵路隧道，技術方案已經準備就緒。
似乎簡單地增加長度實際上挑戰了科學技術的極限
甬福鐵路長77公裡，設計時速250公裡。主體工程採用橋隧結合，被譽為「港珠澳大橋鐵路版」。寧波北侖至金堂島設計為海底隧道；金堂島至舟山島為特大橋，主跨1488米。
「港珠澳大橋跨海隧道長6.7公裡，屬沉管公路隧道，金堂隧道為高速鐵路盾構隧道。這條16.2公裡的線路佔了整條線路的五分之一，並將沉入東海。」唐說，簡單增加篇幅似乎很容易，從量變到質變項目背後的難度跨越，挑戰科技的極限。
唐表示，金堂海底隧道主要面臨以下技術挑戰。
首先是惡劣的地質條件。隧道中段位於巖土複合地層、堅硬巖石和粉質粘土中，使得地層硬度和硬度不均勻。該區有9條斷層和6個節理密集帶。盾構機在這樣的地層中掘進時，堅硬的巖石加速了刀具的磨損，粉質粘土形成泥餅，粘在刀盤上，大大增加了更換大直徑、長距離、高水壓刀具的風險和施工難度。
其次，水壓很高。與海底深度超過40米的港珠澳大橋隧道相比，甬珠鐵路金堂盾構隧道需要承受78米的最大海底深度，海水壓力高達1.0兆帕，而目前國內水下施工技術水平可以承受0.8兆帕的壓力
接下來是災害預防和救援的困難。世界上建造的鐵路海底隧道是由一條線和兩條隧道設計的。萬一發生災難，兩條隧道可以用來互相疏散。受地質條件的限制，金堂隧道採用單孔設計，海的中段約9公裡長，無法設置直接通向地面的出入口，這使得隧道內防災救援設計極為困難和苛刻。
此外，很難在海上停靠。金堂隧道施工採用雙頭盾構掘進和中途對接貫通的方式，寧波側4920米，金堂側約5950米。長距離對向對接要求更高的對接精度和更複雜的技術。
嘗試勘察設計，探索最先進的技術
面對諸多技術挑戰，2017年，第四鐵道學院組建了以國家勘察設計大師、副總工程師肖銘清為首的設計團隊，制定了《金堂海底隧道隧道風險評估及關鍵技術方案》，初步設定了14個課題。
勘測和設計試圖探索許多最先進的技術手段和概念。
「為了詳細收集該海域的地質資料，隧道內增加了鑽孔的取樣密度，平均每孔30米。之前，
唐說：「通過對國內外對接案例的調研，對潛艇對接位置、對接段不同襯砌結構的應力和變形、不同加固方案的圍巖穩定性、盾構對接精度和姿態控制進行了研究。最後，根據實際情況進行了設計。孔外穿透的中值誤差為18毫米，孔內穿透的中值誤差為17毫米，或孔內外穿透的中值誤差為25毫米。」
隧道設計為單線雙線隧道，防災維修通道利用雙線軌道下方的空間設置疏散維修走廊，這也是鐵路建設中採用的第一個設計方案。
除金堂過海隧道外，永州鐵路橋與隧道結合的「第一橋」，即主跨1488米的西堠門大橋，將打破不久前通車的胡同鐵路橋單跨1092米的紀錄，成為世界同類工程中最大的鐵鐵結合橋。
寧波-舟山鐵路建成後，舟山群島沒有火車的歷史將結束。從寧波到舟山僅需30分鐘，從杭州到舟山僅需80分鐘。專家表示，該項目的建設將把中國隧道和橋梁的設計水平提高到一個新的高度。