每当我们坐地铁的时候,不知道大家有没有和大牛一样的想法,就是如此深入地底道,究竟是如何挖掘出来的?
大家好,我是大牛。首先大牛想到的是通过人,一锹一锹挖出来,虽然这是最原始的方法,但用在这里显然不适用,这一点也不比愚公移山来得简单。那用火药?虽然我们大家都知道火药可拿来炸山开矿,修隧道自然也可以,但是不确定因素太多了,短距离的隧道勉强还可以,就像公路隧道、铁路隧道,但要是深入地底,两眼一抹黑,操作难度确实大。
那中国作为地铁大国,地铁建设的又快又好,总是有原因,肯定有这样一件神兵利刃来助力隧道的修建?于是大牛就去做了调查,这一研究不要紧,又一件国之重器出现在我眼前,那就是:盾构机。
盾构机是一种隧道挖掘机,不仅如此,盾构机也是一个在挖掘的同时构建隧道的机器。盾构机内部可大致分为盾构壳体、推动系统、拼装系统、出土系统这四个部分,你们可以把它想象成一只巨大的蚯蚓,最前面的刀盘在挖土,利用内部的传送带将土壤从后面排出,而且盾构机还会分泌出一种泡沫,用来软化土壤,更利于盾构机挖掘。还有重要的一点,就是盾构机在挖掘的同时,可以在内部同步铺设隧道的支撑性管片,这也是盾构机“盾”的来源。
这样一来,盾构机通过的地方,就会自动建成一条中空的隧道,而隧道的大小也由盾构机的外壳控制,盾构机外壳直径多大,隧道的内径就有多大。我们要知道,在地表下面是非常昏暗的,没有方向可言,为了能确保在昏暗的地面下盾构机可以顺利、准确地施工,不会发生偏移,盾构机都装有高精度的测量和导航系统,因此能够动态地显示出当前的位置,对比隧道设计轴线的位置偏差,从而确保盾构机沿着正确的方向前进。
要说这样一件神兵利刃是如何出现的,更是令人好奇。要知道在盾构机出现以前,想要铺设隧道只可以通过人工打凿或者是火药爆破,劳民伤财还不说,还不一定能达到预期效果,盾构机最早是一名法国工程师发明出来的,在1806年,法国工程师马克,发现蛀虫利用分泌液,能顺利挖出孔道,钻出木板逃生,根据这个现象,马克悟到了盾构机挖掘隧道的原理。
在1825年,用时19年成功研发了人类历史上第一个盾构机——矩形盾构机。当时还是手掘式盾构机,一边是在内部向前挖掘,一边在挖掘出来的内部铺路。而盾构机的第一次应用,是在著名的英国泰晤士河隧道工程,并成功建造出一条完整的隧道,至此盾构机就走进了大众的视野。经过多年的发展,盾构机技术已逐渐成型。
大家都知道,中国是地铁大国,截至2019年6月6日,中国修建了地铁的33座城市里,有13座城市的地铁运营里程是超过100千米的,如此一来修建地铁是离不开盾构机的,盾构机可以让地铁暗挖的效率提高8到10倍,而且地面上不需要拆迁,也不怕影响交通,更不会影响居民的正常生活。
举个例子,如果我们要修建一条地铁,不用盾构机的话,在大多数情况下要三到五年的时间,但使用了盾构机的话,那么只需要一年的时间。像建造地铁、轨道交通、公路、水面建设,不能离开盾构机。而盾构机也被称为工程机械之王,它的技术水平是衡量一个国家地下施工装备制造水平的重要标志,因为盾构机的技术难度如此之高,在2008年以前,只有美国、德国、日本掌握了盾构机的制造技术。
那么中国是如何与盾构机结缘的呢?首先我国山区众多,这样的地理环境就决定了盾构机的必要性。早在十多年前,想致富先修路的口号,传遍中国大地,这时候的中国大搞基建,在山区挖隧道,在地底挖隧道,这样的效率低并不好,工人也非常容易受伤,所以在二十世纪九十年代,我国花了7.2亿的高价,从德国购入两台隧道专用设备——盾构机。
当时经济水平尚未提升的中国来说,这笔钱可以说是巨款,虽然钱花的肉疼,但设备是真的好用。当时买来的盾构机用来建设秦岭隧道,和西康铁路,省时省力的同时,节省下来的钱足可以还上盾构机的钱。但是外国买给中国的盾构机,也提出了许多非常苛刻的条件,如果说盾构机出现了问题,那么只能请外国工程师来维修。
请外国工程师来修理的钱,要求我们来付,一天3000美元,维修现场还需要拉警戒线,上面写着中国人不得入内,这可以说极大地伤害了中国人的自尊心,而且外国工程师不是说你叫他来,他就来的,他可能会磨蹭很久,那么你的设备已经故障了,只能干等着。就像秦岭隧道的挖掘,虽然进度迅速加快,但是奈何机体长时间运转,难免会出现很多问题。
而对盾构机这类高端设备一窍不通的中国,每次只能花高价请德国专用维修师前来维修,每一次都会被很难看的挡在警戒线外面,能够准确的看出,当时海外对中国技术封锁的态度十分嚣张。但是此时的中国处于改革开放时期,正忙于国家的基本的建设,只能暂时忍下这口气,高度依赖进口。
不过,这种处处受制的局面,中国人如何再也忍不下去了,这种关乎国家建设的根本技术,必须掌握在自己手中,才会用的放心用得踏实。面对海外一直掌控盾构机的关键技术,我国将盾构机技术的研究已经列入了863计划,并在国家的扶持下,中国铁建携手中国中铁,开始了盾构机的攻坚之路。
在2003年,一支由十八人组成的盾构机攻坚科研团队成立,中国再次从零开始,克服新的世界难题。要知道,盾构机的建造要涉及机械、土木、力学、电器控制等多个领域,涉及的知识面之广,研发难度可想而知。而此时的中国没有技术,没有基础,只能凭借对盾构机执着,像当年制造那样,夜以继日地埋头苦干,攻克难关。
终于在2008年,中国第一台具有知识产权复合式土压平衡盾构机:中国中铁1号研发成功。这也代表着我国在盾构机这一高端设备制造领域,实现了从无到有的突破,更一举打破了德日美三国对中国的技术垄断和封锁。第二年,直径约为11.22米的“进越号”盾构机出现,并成功应用到上海相关隧道的建设。
2013年,我国成功研发盾构机的主要配件,比如主机轴承,还出来了我国首台盾构主驱动减速机,至此,我国盾构机从配件到整体完全实现国产化。2020年,我国自主研发的盾构机“京华号”,直径到达16.07米,超过德国制造的直径约为15.43米的泥水平衡盾构机,变成全球上最大直径的盾构机,此后,国产盾构机不仅逐渐掌握慢慢的变多的先进的技术,屡创世界纪录,而且凭借出众的产品实力,远销海外。
更加令人瞩目的是,中铁装备旗下的盾构机,在2017年至2019年,连续三年获得产销量世界第一,2019年国产盾构机的出口数量达160台,约占当时全球市场占有率的三分之二!这样一个时间段,中国盾构机企业也开始在全球市场上和欧美企业对垒,中国盾构机形成了非常完善的产业链,依靠产业资源整合,中国的盾构机很具有性价比,从90年代的3.8个亿一台,直接被中国降到了五千万一台,这样的价格一出来,欧美企业根本难以招架,中国也顺势兼并了许多的欧美企业。
比如说,中国铁建重工花费了两百亿欧元收购了NFM公司,而NFM公司可不是一个小公司,它可是曾经的盾构机的有突出贡献的公司,是世界上拥有完整品牌系列,面向全球市场的全断面隧道掘进设备制造商,后来辽宁的三三企业收购了卡特彼勒隧道设备厂商,这也标志着中国在和欧美盾构机龙头的对垒中取得了全方位的胜利。
目前中国盾构机的全球市场上面拥有65%的市场,在国内垄断了近90%的市场,十年时间,中国还没有停止对盾构机的创新,下一步,中国要实现海峡隧道一次性打通,比如果连接海南岛和琼州海峡,中国要构建海底隧道,就要用盾构机一次打通,这一点,全球没有一点人能做到!而且,中国还计划用盾构机来打造一座地下城,大家是否期待呢?
好了,本期文章就是这样,不知道各位对盾构机的发展还有什么疑惑?欢迎给牛总评论留言,最后喜欢的朋友别忘记点赞、关注哦。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
五大联赛球员年薪:德容3750万第1莱万3330万第2,姆巴佩3哈兰德6
三预警齐发!台风“格美”今夜起影响山东!8市暴雨到大暴雨局部特大暴雨!山东启动防汛防台风四级应急响应
OPPO、vivo、小米、联想应用商店 64 位 App 适配率达 99.1% 以上
华为Pura 70系列运动大片亮相8大城市:超高速风驰闪拍定格人生一瞬
江南在线登录入口官网下载 All rights reserved 闽ICP备13002532号