声明:本文皆有官方可靠信息来源,已赘述在文章中。
前言
正所谓“上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构”,不管是挖隧道还是建地铁,都需要用到盾构机来“开山凿路”。
据数据显示,中美德盾构机挖掘速度呈断崖之势,德国盾构机每小时能挖6米,美国盾构机速度只有3.6米,而中国盾构机起步虽晚,却发展迅猛。
那么,中国盾构机的挖掘速度到底是多少?中国盾构机的崛起又将打破怎样的世界格局
盾构机的前世今生
盾构机的起源可以追溯到19世纪初,当时法国工程师受船蛆产生了“盾构”这个概念,船蛆是一种软体海洋动物,它能够用头部的石灰质硬壳在木材中钻洞,正是这种独特的生存方式给工程师们带来了灵感。
1825年,英国在伦敦泰晤士河下方建成了世界上首条水下隧道,这次修建就使用了初代盾构机,不过初代的盾构机技术还没有完全成熟,操作完全依靠人工力量。
在用盾构机完成挖洞之后,就需要人工立刻对洞壁进行砌墙和挖掘,防止隧道土质变松,河水渗透等情况出现,往往一周的时间也才只能推进几米,工程进展十分艰难。
随着科技的不断进步,盾构机也在不断地革新换代,现在盾构机主要有泥水式和土压平衡式两种类型,泥水式盾构机通过将泥浆注入挖掘面,以平衡地下水压力和土压力,同时将挖掘出的泥土和岩石混合成泥浆排出。
土压平衡式盾构机则是通过控制挖掘面的土压力,使盾构机与周围土体的压力保持平衡,从而实现稳定挖掘,这两种类型的盾构机各有优缺点,需要根据具体的地质条件进行定制选择。
在一些地质条件较为复杂的地区,可能需要采用泥水式盾构机,可以更好地应对地下水压力和不稳定的土体,而在一些地质条件相对较好的地区,土压平衡式盾构机则可能更加适用,因为它的施工效率更高,成本也相对较低。
为了满足不同地质条件的需求,盾构机的设计和制造需要考虑多个因素,需要对施工地区的地质情况进行详细的勘察和分析,包括土壤类型、岩石硬度、地下水水位等。
然后根据这些信息来设计适用于该地区的盾构机类型和参数,同时盾构机的制造材料和生产工艺也非常关键,必须确保设备具有足够的强度和耐久性。
德国盾构机的卓越表现
作为工业强国,德国在盾构机制造领域一直保持着全球领先的地位,生产的盾构机每小时可以挖6米,这一效率在全球范围内处于顶尖水平。
作为盾构机的巨头,订单量自然十分庞大,在欧洲的许多主要城市,如柏林、慕尼黑、巴黎等地的重大项目中,德国制造的盾构机都起到了关键作用。
德国的工程机械制造商海瑞克,凭借先进的技术和高质量的产品闻名于世,海瑞克公司致力于隧道掘进机的研发和生产,并在全球范围内参与了许多大型隧道项目。
当然德国盾构机有如今的成就不单单是制造商给力,国家政府对盾构机的重视也起到了至关重要的作用,德国工业革命起步比较早,盾构机的出现和使用、技术也就非常熟练。
由于高效的施工表现和卓越的工程质量,德国盾构机在国际市场上广受好评,许多国家在开展地铁和隧道建设项目时,都会优先选择德国制造的盾构机。
尽管美国在国际上一直拥有“西方巨头”的地位,但在盾构机领域,相较于德国,美国的技术并不占优势,那么美国盾构机的挖掘速度是多少呢?
美国盾构机
美国盾构机以速度快、稳定可靠而著称,但是挖掘速度相较于德国稍显逊色,每小时只有3.6米,不过这个速度在全球范围内依然处于领先水平。
在盾构机的设计和制造过程中,充分运用了先进的机械工程技术,使得盾构机的结构更加坚固耐用,能够适应各种复杂的地质条件,自动化控制技术的应用,使得盾构机的操作更加简便、精准,提高了施工效率和安全性。
美国在盾构机的技术研发上投入了大量资源,拥有多项专利技术,这些专利覆盖了盾构机的各个关键部分,包括刀盘设计、推进系统和控制系统等。
不过美国并没有将重心放在盾构机上面,城市拥有基础的排水系统就可以,再加上美国大多数都是平原,对于美国来说够用就行。
所以不管美国的盾构机销量如何,还是改变不了德国是盾构机领头羊的这个事实,那么美国和德国的挖掘速度差距这么大,中国盾构机的挖掘速度到底是多少呢?
中国盾构机的崛起之路
在过去的几十年里,中国的基础设施建设蓬勃发展,对盾构机的需求日益增长,但是因为西方国家垄断了技术,这导致中国不得不依赖国外企业的盾构机产品。
西方国家的一些做派自然是不会放过这个机会,尤其是德国,当时德国的盾构机技术在国际上是无人能敌,中国选择向德国采购盾构机,德国却坐地起价,两个盾构机整整花了七亿元。
这个价钱确实不合理,但当时中国队盾构机有着非常迫切的需求,但又奈何国家在盾构机这个领域是一片空白,只能受制于人,就连维修盾构机德国工程师也要围起来不让中国人看。
中国的盾构机市场完全被国外企业垄断,国内企业只能望 “机” 兴叹,慢慢的本土企业开始意识到,必须自主研发盾构机,才能摆脱对国外企业的依赖。
于是在国家的大力支持下,一批有实力的企业开始投入到盾构机的研发中,2002年,在“863计划”的支持下,中国盾构机的研发获得了强劲的动力。
由科研人员和企业技术人员组成的研究团队,开始了克服重重困难的研发旅程,经过六年的持续努力,终于在2008年,中国第一台国产盾构机“中铁1号”成功面世。
“中铁1号”的挖掘速度可达每小时5到10米,不仅在速度上与国际先进水平相当,而且在性能和质量上也有了很大的提升,价格更是西方国家的一半。
2016年,由铁建重工集团自主研制并生产的第一台出口至俄罗斯的地铁建设用盾构机DZ397,在湖南省长沙市装车后启运前往目的地。
这是国产地铁盾构机第一次进入欧洲发达国家市场,此后,中国盾构机陆续进入法国、丹麦等欧洲国家,为当地的基础设施建设贡献了中国力量。
中国盾构机的崛起不仅改变了国内市场的格局,也在全球市场上占据了重要地位,如今中国盾构机已占据全球约70%市场份额,成为中国制造的一大亮点。
在西方国家认为不可能实现的情况下,中国创造了这一奇迹,不仅实现了更快的挖掘速度,而且还保证了高质量和较低的价格。
好口碑为中国打开了国际市场,那些西方国家看到也慌了神,纷纷降价来稳住局面,但是中国就像“天神下凡”般打破了西方国家的技术垄断和价格高墙。
中国盾构机的崛起是中国制造业蓬勃发展的一个缩影,在未来,随着技术的不断进步和创新,中国盾构机有望继续在全球市场上发挥重要作用,为全球基础设施建设做出更大的贡献。