城市庞大的地铁系统形成了一个复杂的地下王国,这个复杂地下王国是怎么建成的呢?地下那么坚硬的岩石是如何完成完美的隧道的呢?用什么样的工具才能完成这么庞大工作呢?
这就要来介绍一个庞然大物——盾构机。盾构机就是用来挖地铁隧道的工具。盾构机的体积非常的大,常规地铁盾构机的直径是6米,有两层楼那么高。可以用它来挖隧道、坑道、地下管道等。
盾构机有一个金属外壳,外壳包裹着整机和一些辅助设备,在外壳的报下盾构机可以开挖土体、排运土渣,还可以进行整机推进和管片安装的工作,从而可以让隧道一次性成型。
盾构机的内部结构包括刀盘、盾体、人舱、出渣系统、管片拼装机、后配套、液压流体系统、电气系统、导向系统等,他们一起组成了一个庞大的“钢铁穿山甲”。
刀片用来进行破图和掘进,在前进的过程中,它还会根据遇到岩土质地、硬度的不同选择不同的刀片;盾体是用来支撑已经挖掘好多隧道;出渣系统负责将刀片挖掘出来的渣土搬运洞口外面;管片拼装系统用所拼装的管片来加固隧道,让挖好的隧道更加结实;控制室是核心大脑控制着整个盾构机系统的正常运行;液压泵是心脏,给盾构机运行提供动力能量;导向系统就像是眼睛,为盾构机的前进提供方向指引。
使用盾构机挖隧道具有很高的自动化程度,既可以节省人力成本,还可以加快施工速度,同时还能保证施工的安全性,不受天气状况的影响。
盾构机的结构很复杂,我国的盾构机制造技术处于全球领先地位,中国盾构机从无到有到优再到强,是历年工程师努力的成果。
年修建西康铁路挖掘秦岭隧道的时候,工程人员面临着危险系数高、人力好费大的难题,其实那个时候盾构机已经开始欧洲流行了,但是国内很少有人听过,为了解决秦岭的问题,我们花了巨额的加钱从德国购入了盾构机,这虽然解决了当下的问题,却不是长久之计。
进口回来的盾构机时长出问题,每次请德国专家都要花很多钱。为了打破没有盾构机技术的困局,我国的技术人员开始了艰难的研究过程,年中国计划列出的国家关键技术就包括了盾构机。年,“中铁一号”在天井地铁三号线盾构工地始发拉开了盾构机国产化的帷幕,这是我国第一台具有自主知识产权的盾构机。
国产盾构机在实践中不断地提升,年“粤海14号”下线,标志着中国已经自主研制成功第台盾构机,截止目前中国已经成为了世界盾构机的主要生产者,并成为盾构机第一出口国。
为了彰显国家文化底蕴和大国风范,在保证盾构性能的前提下,在盾构机的设计过程中还会融入一些中国文化特点。例如加入熊猫元素的锦绣号、加入京剧元素的京华号等等。