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盾构机挖出地铁隧道

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地铁我们大家都很熟悉,你有没有思考过,在地下几十米甚至上百米的地铁隧道,是如何挖掘出来的呢,这都归功于我国自主研发的超大直径隧道盾构机。在1863年的时候,世界上第一条地下铁路系统在英国伦敦开通,而如今距离第一条地铁开通已经过去了上百年的时间了。地铁早已成为世界城市交通的重要组成部分,在享受地铁便利的同时,大家是不是对地铁隧道的挖掘感兴趣呢。地铁线路就像是蜘蛛网一样,在地下四通八达,所以地铁隧道在开挖之前都会先规划好线路。还要进行地质勘查,毕竟地铁是修建在地下的,只有充分了解地下世界,施工时才会有足够的底气。当这些准备工作做完之后,地铁就可以开挖了,目前地铁隧道的修建方式,绝大部分都是采用盾构法来进行的。

盾构法的核心就是一种被称为钢铁蚯蚓的隧道盾构机器,它可以像蚯蚓一般,在地底下畅通无阻。这是一台长148米重1000吨的巨型机器,盾构机的头部是一个可旋转的刀盘,世界上最大的盾构机刀盘直径是20米,相当于7层楼那么高,每天20米深的挖掘速度更是比人类提高了几十倍。盾构机的内部有着庞大的精密电气设备和中央控制室,如此巨物在地下穿梭,却能精准到达指定位置。这归功于它的自动定位导向系统,该系统能保证挖掘方向的误差不超过30毫米,头部的刀盘上面安装着许多金刚刀头。在液压缸的推力下,刀头每转动一圈,就可以消下大量泥土和岩石。

内部的盘形洗刀和辅助切割工具会将黏土等材料打碎,最后被传送带运输到地面上,隧道接触面一直都在被多个压力传感器监测着。这些传感器可以持续监测盾构机的数据,并保证盾构机停留的位置准确度不超过1毫米,隧道盾构机工作的第二阶段就是环形搭建阶段,一个完整的隧道环是由多块弓型部件组成。这些工型部件由指定的高精度工厂制造,然后搭载铁路平板车被运输到隧道内部,利用真空隙摆放到指定位置,设备在此处布置了多个可伸缩的液压缸。这些工型部件的安装精度已经达到了毫米级别,随着新型拱顶石的插入,整个隧道环的安装就算完成了。

设备操作人员可以在中央控制室监控屏上,读取所有的设备运行数据,总体来说,地铁隧道的修建是很不容易的。甚至要涉及40多个技术专业,得花好几年的时间才能建成,12年前盾构机的关键技术还被国外垄断。国内使用的盾构机严重依赖进口,但经过多年探索与努力,我国研发团队突破核心技术封锁,在2008年研发制造了。中国第一台具有自主知识产权的盾构机,目前无论是盾构机的销量还是生产量,我国均位列世界第一。曾经我国的盾构机受制于人,而现在我国实现了弯道超车,盾构机成为了中国的新名片,截止2020年我国已经有41个城市开通了地铁。

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