盾构机:“钢铁穿山甲”“工程机械之王”
图/文|星宸泰宇
盾构机,也叫隧道掘进机,是目前世界上最先进的隧道掘进装备,有着“钢铁穿山甲”“工程机械之王”的称号。
无论是修建城市地铁隧道、市政管道,还是贯通铁路、公路隧道,都要用到它。2008年,我国成功研制出第一台拥有自主知识产权的盾构机一一“中国中铁1号”,此后一台台性能优越的中国盾构机相继惊现于世人面前:世界首台马蹄形盾构机、世界最大的断面类矩形盾构机、全球首台永磁电机驱动盾构机····
“春风号”泥水平衡盾构机
“春风号”泥水平衡盾构机由中铁工程装备集团、中铁隧道局联合研制,直径15.8米,相当于5层楼的高度,总长135米,重4800吨,开挖断面是常规地铁盾构机的6.2倍,推力高达2.46万吨。它可在地下40米处施工,平均每天掘进8~12米。
春风号泥水平衡盾构机
盾构机如何控制方向
光沿直线传播,因此起初人们在挖掘地道时、常利用手电筒发出的光束来确保地道挖掘时保持直线。
盾构机同样利用光沿直线传播的原理来开挖,不过引导它的是激光。在盾构机的中轴线上装有感应器,只要它感应到有激光穿过,就说明盾构机的前进方向是直的。
不同断面形状的盾构机
圆形受力均匀,承压效果好,所以常见的隧道截面基本都是圆形的,盾构机的断面也相应被设计成了圆形。但这种隧道也有缺点,就是空间利用率比较低。为了进一步提高隧道空间的利用率,设计人员研制出了矩形、马蹄形、多圆形等异型盾构机。
盾构机的工作原理
不同类型的盾构机排土方式不一样。泥水平衡盾构机将挖削下来的渣土,与其刀盘后部泥水舱中的泥水混合,形成浑浊的泥浆,然后经排泥管输送至地面处理。土压平衡盾构机则用小车将削下来的泥土运走,再通过竖井运到外面处理。
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