中美德盾构机挖掘速度断崖:美国每小时3.6米,德国6米,中国多少

观今言史啊 2024-09-19 19:41:07

文|观今言史

本文内容皆有可靠信源,已赘述文章结尾

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在城市生活工作的人们,平日里最常乘坐的交通工具就是公交和地铁了,两者放在一起对比,一个是在地表之上,一个是在地表之下,差距还是蛮大的。

地铁工程隧道的修建,需要地面下挖很深很长的打洞,如果依靠传统的开挖及施工方式修建,效率属实太低,同时需要耗费大量人力、物力,那有没有什么更好的办法,有效修建地铁工程呢?这时就需要依赖强大的盾构机了,它拥有极强的打洞能力。

有了盾构机的辅助,地铁隧道挖掘速度将蹭蹭上涨,截止到目前为止,自主掌握盾构机研发技术的国家并不多,美国、德国盾构机发展较早,技术也比较成熟,论挖掘速度的话,分别在3.6米和6米,那中国自主研发的盾构机,挖掘速度最高达到多少呢?

盾构机发展史

18世纪,清政府固步自封、骄傲自大,无论是在军事、经济亦或是科学技术发展上,都与西方多国拉开了不少差距。

西方诸多科学发明,在清朝官员眼中变成了“洋玩意儿”,甚至有些瞧不起,傲慢与无知写在脸上,当电灯、汽车突然出现在眼前,慈禧太后闹出了不少笑话,至于盾构机这种“大国重器”,恐怕听都没听说过。

19世纪初,擅长土地、运河测量的法国著名工程师布律内尔,生活中注意到一个神奇的现象,他发现船蛆(软体动物)钻洞,对木质船只及建筑物破坏性特别大。

表面上看,船蛆的身体特别软,可它却能轻松破坏木船内部结构,表面却不会受损,这就非常奇怪了。

布律内尔认真思考,寻找船蛆的特性,脑海中浮现盾构机雏形,希望能够研制一台大型机器,也就是盾构机,提升隧道的挖掘速度。

1818年,他获得发明盾构的专利权,经过不懈努力,几年后终于研制出世界上第一台盾构机,并首次使用盾构进行水底隧道挖掘。

也就是说,世界上第一台盾构机现身于法国,是由法国人研制出来的,遗憾的是,这项伟大的技术并未在法国发扬光大,盾构机并未引起法国人的重视。

说实在的,一项新技术研发出来,确实让人鼓舞,为之振奋,但它并非完美,往往存在很大的进步空间。

就比如布律内尔研制的盾构机,据说一开始是手动的,加上复杂土地环境、土压平衡难以控制等一系列复杂难题,它的挖掘效果并非想象那般出色,还会出现各种各样的事故,这或许就是不被重视的重要原因之一。

随时代推移,西方科技正在不断向前推进,对于盾构机技术,比利时、英国、德国等科研技术人员,都进行不同程度的改造升级,一步步提升盾构机的应用范围,该机器的挖掘效率与稳定性也在不断提高。

二战爆发时,盾构机也被一些国家用于军事行动,就比如德国人,他们在盾构机领域有着绝对的实力,常常挖掘一些地下工厂、防空洞等设施,在某种情况下,或许能够改变战局走向。

等到二战结束以后,盾构机技术仍在不断升级,广泛应用于城市建设改造中,但因其技术太过复杂,只有几个国家掌握。

据悉,当代社会盾构机大体分为这几种,分别是硬岩盾构机和软岩盾构机,它们区别之处在于刀盘设计有区别,是针对岩石层硬度情况、地质特点设计的。

还有一种是“泥水平衡式盾构机”,适用于泥土含水量过高的地质,其功能非常强悍,可以挖掘水下隧道,我国在建最大直径的盾构隧道之一的济南黄河隧道,就是利用中铁十四局集团研发的“山河号”盾构机修建的。

美国、德国盾构机

其实在19世纪中期,英国盾构机技术非常先进,也具有垄断技术,当它传播到美国之后,盾构机技术再次引起重视,凝聚许多科研工作者,再次改进盾构机技术。

经过多年发展,美国在盾构机市场上处于领先地位,但后面发展较为缓慢,技术力发展速度慢慢降下来。

主要原因在于美国当地独特的地貌,以大平原为主,资料显示平原面积占据国土总面积的一半以上,整个地形十分平坦,交通也比较便利,对隧道需求比较低。

在环境、经济状况等复杂因素作用下,美国盾构机发展相对缓慢,似乎没把他当作国家长期战略,制造出来的盾构机在海外接受度也比较低,挖掘速度仅仅只有每小时3.6米。

反观德国,他们非常重视盾构机技术发展,总会要求技术人员不断研究,实现一个又一个突破,力争把制造业做到完美。

事实上,德国工业化起步是比较晚的,但他们还是抓住了发展机遇,顺应第三次科技革命潮流,大力发展制造业。

其盾构机挖掘速度能够达到每小时6米,效率比美国要高上不少,故障率也比较低,那我国盾构机每小时挖掘速度是多少呢?

中国制造快速崛起

想必很多人都知道,我国如今的基建实力非常强悍,许多国家都想与中企达成合作,请我们帮忙建设基站,改善当地人民的生活。

其实一开始,我国技术力根本不够,盾构机也只能依赖进口,为了啃下核心技术硬骨头,我国于1997年从德国进口了两台盾构机,花了将近7亿元,在当时无异于“天文数字”。

后续盾构机出现问题后,还需要外国技术人员维修,他们不肯把关键技术分享给我们,这就造成了“卡脖子”现象,制造业大大受挫。

21世纪初,我国就已经开始建立国家级盾构产业化基地,致力于研发拥有自主产权的盾构机,经过政府部门、科研团队的不懈努力,终于在2008年成功研制出“中国中铁1号”盾构机,打破了西方国家在盾构机领域上的技术垄断。

经历十几年发展,中国盾构机技术已经领先世界,制造的盾构机也已经遍布世界各地,而先进盾构机的出现也让我们即将速度效率再上升一个台阶。

挖掘速度上,“中铁一号”以每小时5-10米的优异成绩,让世界多国感到震撼,在这背后,是无数科研人员共同的努力。

自零起步,从追赶到并跑,再到领先世界,足矣体现中国制造的强大,也让我们每个人感到自豪!

参考资料:

将穿越黄河!世界最大直径,下线·媒体:科技日报 2024-05-20 20:31 澎湃新闻

我国自主研制,世界最大直径高铁盾构机“领航号”始发.2024-04-29 19:10·澎湃新闻

领跑的密码 | 曾花7亿元进口两台,如今出口多国!这个国产“大家伙”如何逆袭?2022-05-16 22:05·央视新闻

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