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长安街开膛破肚,现在很显然不可能这样施工,一种被称作“钢铁蚯蚓”的大家伙应运而生了,它就是盾构机。在中国,盾构(shield machine),是一种用于软土隧道暗挖施工的机械,而以岩石地层为掘进对象的机械一般叫TBM(tunnel boring machine)。
这张图简明地说明了盾构机的工作原理,事实上,盾构机正是由于它这种被称为“盾构法”的施工方法而得名的。
盾构施工方法由以下几个步骤组成:
第一,在置放盾构机的地方打一个垂直井,再用混凝土墙进行加固[2] ;
第二,将盾构机安装到井底,并装配相应的千斤顶;
第三,用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进,形成隧道;
第四,将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混凝土衬砌加固,压力较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混凝土衬砌。
盾构法听起来生僻,但其实极为形象,因为它与一般挖掘方法最大的不同就是在挖掘的同时对刚刚挖掘出但还未衬砌的隧道有着临时支撑的功能。盾构机要承受周围土层的压力,有时还承受地下水压的压力,同时它还要掩护其内部挖掘、排土、衬砌等作业的进行,真可谓是多功能一体机。有着这么多的功能,其优点自然是大大的:自动化程度高、施工速度快、不受气候影响、地面不易沉降、不影响地面交通等都是它远超明挖法施工的优点,
盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。不过,大型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂,国际上只有欧美和日本的几家企业能够研制生产。长期以来,中国盾构机企业在设计、研发、制造上都与国外同类企业有着不小的差距,产品也大多依赖进口,一些大型、超大型盾构机的自主研发与制造,更是被国外企业长期垄断。直到2015年11月,第一台国产盾构机正式下线,代表我国正式将这一代表着制造业和工程施工的尖端技术的“国之重器”收入囊中。