地球上的大陆被海洋所分割，形成了悬浮在海中的孤岛和群岛，还有蜿蜒曲折的海岸线。海洋在分割的陆地之间形成了海峡和海湾。在过去漫长的岁月里，人们需要借助船舶来通过海峡，风大浪高，翻船沉没的悲剧经常上演。而在沿海地区，弯曲复杂的海岸线将直线距离不远的两座城市阻隔，要到达彼此，需要绕行很远的距离。随着社会的不断进步，科技发展一日千里，人类靠掌握的科学利器不断与险恶的自然环境做斗争，创造了一个又一个工程奇迹，而这些工程奇迹将天堑变通途，让山水阻隔成为历史。
　　人类漫长的交通发展历史无外乎“路上行车，水上行舟”，持续千年，至今不衰。到了19世纪20年代，蒸汽机车的发明使铁路不再只是矿区上的配套设备，而是开始了大规模的商业应用，掀起了一场史无前例的运输革命，铁路很快便一枝独秀，在近两百年时间里称霸全球运输业，改变了世界的面貌。到了20世纪，飞机的发明与应用再次改写了交通历史。
　　虽然飞机能够飞越海峡，但因为飞机适合于长距离的快速运输，有很多局限性，比如受恶劣天气影响很大，运量也极为有限，运输成本非常昂贵，所以飞机并非交通首选。铁路虽然运量大，但是面对天水茫茫的海峡，依旧会一筹莫展。那么，除了飞机之外，我们还有哪些办法穿越海峡呢？还有哪些措施可以让天堑两端的人们互通有无呢？总结起来一般有三类：第一个办法是修建铁路轮渡，第二个办法是修建跨越海峡的大桥，第三个办法是修建穿越海峡的海底隧道。
　　铁路轮渡：开着轮船运火车
　　铁路在跨越江河的时候，大都是采用架设桥梁通过，但是当铁路跨越几十千米甚至上百千米海峡的时候，就需要经过多方比较，采取既能穿越海峡、投资也不大的最优措施。修建跨海大桥和海底隧道，工程难度很大，投资也特别高，而修建铁路轮渡则是一种花钱不多却能解决问题的折中办法。同学们或许会问，什么是铁路轮渡呢？举个例子就会明白，海峡将两端陆地隔开，没有桥梁可供使用，两端都有铁路连接到港口，需要通过渡轮将火车从海峡的一侧运往另一侧。因此，铁路轮渡就是将江河湖海另一侧的火车，通过渡轮运往彼岸，上岸后与铁路衔接，完成火车跨越江河湖海的运输。桥梁建造技术不发达的年代，铁路轮渡为运输发挥了巨大作用。
　　如何借助铁路轮渡过海峡
　　我们只看字面意思，铁路轮渡主要包括“铁路”与“轮渡”。如果细分一下，铁路轮渡是由轮渡车站、轮渡栈桥、铁路渡轮和轮渡港口组成的一套运输系统。其中，轮渡车站设置在港口附近，火车首先到达车站，做好登船的准备工作：轮渡栈桥是衔接港口码头和渡轮的重要设备，火车通过栈桥才能开到渡轮之上。渡轮采用高新技术制造，功能齐全，这种渡轮和普通的轮船不同，不但有客舱，还有火车停车舱和汽车滚装舱。等火车开上了渡轮，停稳并固定好之后，这艘大船就可以起锚开航了，一路劈波斩浪开到对岸。到了对岸之后，火车通过栈桥下船，开进附近的车站，整个运输过程就结束了。轮渡港口也非常重要，要满足在恶劣天气下轮船的安全停靠与锚固，还要采取措施防止渡轮对港口撞击造成破坏。
　　海上安全监控为渡轮保驾护航
　　铁路渡轮在海上运行，需要通过安全监控系统保证航行的安全。安监系统主要为航行中的渡轮提供监控、助航和应急反应等服务。其中“监控功能”可以随时掌握铁路轮渡航线附近水域内的船舶航行情况，收集并处理信息，实施交通监控和信息服务。“助航功能”是为了加强渡轮的安全监督管理，实时提供助航信息，包括向渡轮提供航行定位数据、遭遇船舶的位置数据、渡轮附近水域内的船舶动态信息以及气象信息等。“应急反应功能”可向附近的有关船舶和相应的管理机构提供渡轮航行的状况，一旦渡轮海上遇险，能够有效地实施海上抢险和搜救工作。铁路轮渡的安全监控设备采取预防控制的办法，即在渡轮航行过程中，预计前方航路上的交通状况，预知危险因素，做好应对措施。
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　　铁路轮渡之最
　　★世界上第一条铁路轮渡——1850年修建于英国福斯海湾，起自福斯港口，到达伯恩迪斯港，衔接英国爱丁堡和丹迪两大城市。
　　★世界上最长的铁路轮渡——从美国华盛顿州的西雅图通往阿拉斯加的惠迪尔，全长约2600千米，1964年通航。
　　★世界上修建铁路轮渡最多的地区——欧洲，因为那里海岸线错综复杂并且异常曲折，最适合修建铁路轮渡。
　　★中国第一条跨海铁路轮渡——粤海铁路轮渡，起自广东省湛江市，经琼州海峡到海南省海口市（继续延展到三亚市），海上运输距离约30千米，2004年客运开通。粤海铁路是世纪之交中国铁路建设史上一项标志性工程，表明中国在建设跨海铁路上取得了关键技术的突破，填补了国内多项空白，标志着中国铁路建设进入了新的历史阶段。
　　★中国最长的跨海铁路轮渡——烟大铁路轮渡，连通烟台和大连，2006年11月投入使用，L是中国第二条跨海铁路轮渡，海上运输距离约160千米。
　　跨海大桥：蛟龙戏水飞跃彩虹
　　毛泽东主席曾为一座跨江大桥写过一首词，气势磅礴，脍炙人口：“风樯动，龟蛇静，起宏图。一桥飞架南北，天堑变通途。”这座大桥就是新中国成立后建成的武汉长江大桥。唐朝诗人陈润也曾写过一首咏彩虹诗：“一条微雨后，五色片云中。轮势随天度，桥形跨海通。”用来描写跨海大桥照样趣味盎然，可以栩栩如生地刻画出桥梁的建筑美感。
　　从20世纪30年代至今，八十多年的发展令世界现代桥梁建造技术突飞猛进，桥梁的长度与建设难度不断刷新纪录，一项项令世人瞩目的工程横空出世。跨江、跨河的桥梁技术已经成熟，而跨越海峡的超级大桥也不断掀开新的篇章。
　　修建跨海大桥的关键技术
　　修建跨海大桥采用的技术要远比跨越江河的桥梁复杂，面临的技术难题也更多，例如要解决恶劣天气对大桥的施工以及通车后行车安全的影响：还要研究海潮、海流和波浪力对大桥的破坏作用：需要计算船舶对桥墩的撞击力以及采取相应的防撞措施：还要解决深海桥墩以及承台的建造难题。在海中修建桥墩和承台，首先修建桥梁水下基础，基础之上修建承台，承台之上建造桥墩，桥墩之上架设桥梁。深水基础一般采用桩基础、管桩基础、沉井基础、组合基础，还有特殊基础，这是建设跨海桥梁施工重点之一：还要解决超过1000吨重的桥梁架设技术难题。大桥竣工开通运营之后，必须安装一套健康监测系统，保证跨海大桥的安全。 　　延长跨海大桥的使用寿命
　　蜿蜒巨龙跨越海峡，所处的自然条件与在江河上面修建桥梁截然不同，虽然采用的建桥技术大同小异，但是还要想办法延长跨海大桥的使用寿命。那么，都有哪些因素决定了桥梁寿命的长短呢？我们知道，构成桥梁的主要材料除了钢筋混凝土，还有纯粹的钢结构，而这两样材料最容易受海水侵蚀，迅速腐蚀损坏。钢筋混凝土主要受潮湿、高温、氯离子、化学介质的侵蚀与磨蚀破坏，使得混凝土剥落解体。在海洋大气环境下，海水的常年蒸发增加了钢结构周围的环境湿度，使得附近的酸性气体和盐粒溶解，钢结构不断受到电化学的腐蚀，最终影响桥梁整体结构的安全。
　　既然如此，有什么好办法来解决这些问题呢？当然有，这些技术问题难不倒科技人员。解决混凝土受侵蚀的办法有很多种，一是提高钢筋混凝土中保护层厚度，二是提高混凝土的水灰比（混凝土中水的用量与水泥用量的比值），水灰比越小，混凝土的强度越高，越耐腐蚀。除此之外，还可以采用阻锈剂，使用环氧涂层钢筋和高性能混凝土以及在混凝土表面涂抹保护层等。钢结构的防腐蚀措施可以采取在其表面包裹隔离材料的办法，从而将海水等能产生腐蚀的物质进行隔离：或者在钢结构表面喷涂一层防锈蚀的金属，还可以采取一种电化学方法，叫作“阴极保护”，通过对钢结构表面施加电流，抑制腐蚀的发生。只要构成桥梁的主要材料得到妥善保护，在工程质量优质合格的前提下，桥梁使用100年是没有问题的。
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　　世界跨海大桥长度前三甲
　　第一名：青岛海湾大桥，起自青岛主城区海尔路，经红岛到黄岛，大桥（包括引桥）全长41.58千米，投资额近100亿元，历时4年完工，是当今世界上跨海大桥中的长度冠军。大桥于2011年6月30日全线通车，荣膺美国著名财经杂志《福布斯》评选的“全球最棒桥梁”荣誉称号。
　　第二名：切萨废克湾弧伺跨海大桥，起自美国弗吉尼亚州的诺福克，终至特拉华半岛，是世界上最长的桥梁隧道综合体，全长37千米，1964年通车，被英国《卫报》评选为“现代世界七大奇迹”之一。
　　第三名：乖亢州湾跨海大桥，北起浙江省嘉兴市海盐郑家埭，南至宁波市慈溪水路湾，全长36千米，投资约118亿元，2008年建成通车，使得宁波到上海的距离缩短了120千米。
　　如今，连接香港、珠海和澳门的港珠澳大桥正在施工中，该桥全长49.97千米，待2018年开通之后，将会超越青岛海湾大桥，长度位居世界第一。
　　海底隧道：像土行孙一样穿赵海峡
　　开山辟路，遇海架桥，不管是巍巍高山还是茫茫大海，都阻挡不住人们征服自然的脚步。跨越海峡，可以通过铁路轮渡，也可以修建跨海大桥，除此之外，还可以修建海底隧道，像土行孙一样从海底打洞钻到对岸。
　　海底隧道的优势
　　也许有同学会问，在海底修建隧道，如果顶棚塌方透水该怎么办？这是一个很好的问题，修建海底隧道与在地底和山中修建隧道迥然不同，前者面临的风险会更大。在地底和山中打隧道，也会出现透水事故，可以采取疏导、截流措施，将水排出隧道之外。但是海底隧道一旦透水和涌水，将会是灾难性的，因为海水无穷无尽，根本排不掉，所以，修建海底隧道，防止透水是关键的技术难题之一。修建海底隧道的施工难度和投资都较大，但与铁路轮渡和跨海大桥相比，海底隧道能够一劳永逸，不受恶劣天气的限制，可以全天候使用，并且抗震能力比大桥更好。
　　海底隧道的施工方法
　　钻爆法：先在隧道岩面上钻眼，装填炸药爆破，让岩石松动，再继续将隧道开挖成型的施工方法。
　　沉管：专门在水底建筑隧道的一种施工方法。施工时将若干个预制混凝土隧道构件分别浮运到海面或者河面现场，逐个沉放安装在已疏浚好的基槽内，最后连接成水下隧道。
　　盾构法：暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩防止其往隧道内坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
　　掘进机法：挖掘隧道、巷道及其他地下空间的一种方法。是用特别的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，通过配套的运输设备将碎石运出，然后利用地下空间修筑隧道。
　　这四种施工方法采取哪种用来修建海底隧道最合适呢？根据隧道专家的研究结论，一般在石质岩层中采用钻爆法或者掘进机法，在松软的地层中采用盾构法。沉管法虽然可用于水下隧道的修建，但是有条件限制，即水道河床或者海底必须稳定平坦，水流不能太急。很显然，用沉管法在波涛汹涌的海峡修建隧道是不合适的。其余三种方法可依海底地质条件择机选用。
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　　全球著名的海底隧道
　　英法海底隧道：是一条穿越多佛尔海峡，把英伦三岛与法国连接起来的铁路隧道。于1987年12月1日正式开工，1994年5月6日开通。它由3条长51千米的平行隧洞组成，总长度153千米，是目前世界上最长的海底隧道。
　　青函海底隧道：因连接日本本州青森地区和北海道函馆地区而得名。隧道横越津轻海峡，全长54千米，海底部分23千米。青函海底隧道于1964年1月动工，1987年2月建成，用了23年。
　　香港海底隧道：香港有3条海底隧道，越过维多利亚海峡，把港岛与九龙半岛连接起来。港九中线海底隧道1972年建成，全长1.91千米，日通车约12万辆次；港九东线海底隧道1989年建成，全长1.83千米，日通车约9万辆次；1997年4月建成的港九西线海底隧道，日车流量可达20万辆次。