世界最大直徑!我國領航號盾構機,如何打穿長江挖14公里隧道?

全球最大直徑的盾構機,即將穿越長江,在江蘇和上海之間,打通一條萬米隧道?

近期,我國一臺名爲領航號的盾構機,逐漸火爆全網。從資料上來看,該盾構機的刀盤直徑,達到了15.4米,總重量達到440噸,成爲了世界上最大的一臺高鐵盾構機。

按照有關部門的規劃,領航號盾構機,接下來將用於打通滬渝蓉高鐵崇太長江隧道,全長14公里。一旦隧道通了以後,就能在上海崇明和江蘇太倉之間,建一條海底高鐵了。

這不,春節剛過,這臺盾構機就被拆解運送到了上海崇明,在當地進行焊接。它的10個大部件,如今已經拼接了5個。一旦全部拼好之後,領航號盾構機就能下井作業了。

屆時它將從崇明3號井出發,以每天10-20米的速度,向前推進。然後穿越長江,掘進11公里,抵達江蘇太倉市的2號井。待隧道建成後,從崇明經太倉再到上海寶山,僅僅只需17分鐘就可以了。可見,這臺盾構機是有多麼的厲害。

說到這裡可能很多人會問了,這個所謂的盾構機究竟是啥?聽了這麼多年的新聞,卻連一臺盾構機的真容都未曾見到,

簡單來說,盾構機其實就類似於電影《變形金剛3》裡的機械大蚯蚓,它可以起到一個鑽土打洞的作用。

關於盾構機的歷史,還得追溯到19世紀。1818年,法國工程師馬克·布魯內爾,偶然間看到一隻蛆蟲在木頭裡鑽洞。與此同時,它還從體內排出許多粘液,以加固洞穴。

看到這一幕後,馬克隨即得到了啓發。假如能做出一隻機械大蟲子,人類是不是就能隨意打洞了呢?很快,他便將這個想法付諸了現實。

1825年到1843年,馬克首次利用盾構機,在泰晤士河的下面,修建了一條河底隧道。雖然這個項目的進度慢是慢了點,但好歹最後成功了。

在此之後,盾構機就如同熱銷產品似的,在全世界傳播開來。比如日本、德國、美國等,紛紛將盾構機引入了自家的工程建設當中。

盾構機起源於法國工程師馬克·布魯內爾的一次發現。他將蠕蟲的概念運用到機械上面後,立馬就開發出了廣受歡迎的盾構機產品。

從後面的結果來看,盾構機確實達到了一般機械達不到的地步。無論是開山鑽地,還是破洞入河,盾構機都能遊刃有餘。

當然了,盾構機之所以這麼厲害,主要也是得益於它頂部的“一把利刃”。

在盾構機前面的切口環上,裝載了一個臂式刀盤。利用這個臂式刀盤,可以輕鬆切削土體,有時候甚至還能削掉岩石。

在動力方面,盾構機的頭部,裝有液壓千斤頂,可以用來持續推進,讓盾構機不斷往裡鑽洞。

隨着科技的發展,如今盾構機上的千斤頂,已經可以進行獨立控制了。施工人員只需要按幾個按鈕,就能對盾構機實施導向糾偏,這樣就能防止它亂鑽了。

在盾構機的中間段,則是許多支撐環。一環套一環,就相當於蚯蚓的中間部分一樣。科學家往往會把這種支撐環做的異常堅固,這樣就能承受厚重的土層壓力了。

至於盾構機的後面,則裝載了一個名爲盾尾的裝置。這個裝置擁有密封的功能,這樣就能防止水、土和注漿材料,從盾尾進入盾構機內部了。

總之,盾構機的整體結構,就像一條響尾蛇一樣,分工明確,橫貫八方。

至於那些被盾構機切掉的泥土,最後會被盾構機內部的攪拌裝置打成泥漿。隨後這些泥漿會進入螺旋輸送機,被送到地面。

當這一套挖洞流程運行起來以後,盾構機就能在土裡橫衝直撞了。

假如沒有盾構機的話,人們要想挖掘巨大洞窟,就只能採取人工鑽爆法。但這種方法極其危險,稍有不慎,就會炸死人。如果不想被炸死,那就只能手工挖。如果真是這樣的話,那估計得等到猴年馬月,才能挖出一條隧道了。

當然了,盾構機雖好,但它也有一個缺點,那就是造價昂貴。我國在這方面,以前可是吃了大虧。

1997年,我國爲了開挖秦嶺隧道,從國外進口了一臺盾構機,進口價高達3億元人民幣一臺。

那可是1997年的3億元,換算成現在的價格,怎麼也得幾十億了。

此外,當年在修建港珠澳大橋的時候。我國從德國進口的盾構機,價格更是達到了7億元人民幣一臺,堪比天價。

後來我國實在吃不消了,所以在修廣州地鐵一號線時,特意跟德國和日本方面商量了一下,看看能不能降價?德國那邊看到有日本這個競爭對手,於是勉強把價格降了下來,但仍舊賣出了1.5億。可見,當年的盾構機,是有多麼的昂貴。

這還不算完,假如中間要換零部件的話,咱們還不能修。得由德國的技術人員專門坐飛機過來維修,維修費用高達1000歐元一天。在修理過程中,德國技工爲了避免我們學到技術,還得清場,閒雜人等不得入內。

當然了,日本賣給我們盾構機的時候,做的更絕。日本人怕我們仿製他們的盾構機,乾脆把盾構機的壽命,設置成了一次性。一旦完成一個項目,盾構機就得報廢了。由此可見,國外在設置技術壁壘這方面,無所不用其極。

2002年,中鐵隧道集團一怒之下,開啓了自研國產盾構機的歷程。在此期間,中鐵隧道集團拉來了18個高級技工,花了整整六年時間,終於造出了我國第一臺複合式盾構機。自此,我國在盾構機這塊,終於可以揚眉吐氣了。

到2012年的時候,我國的盾構機不僅能自給自足,還能像日德一樣出口海外了。相比於日德兩國的昂貴盾構機而言,我國的盾構機僅僅只賣2500-5000萬元。

靠着這種物美價廉的優勢,國產盾構機在2017年的時候,銷量直接衝到了全球第一。這一刻,日德兩國再也不敢小瞧我們了。

如今全球排名前五的盾構機公司中,我國就佔了四個。可以說,在彎道超車這方面,我國稱第二,沒人敢稱第一。只要下定決心,就沒有做不到的事情。盾構機如此,其他大國器械亦是如此。