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模拟地铁:修建地铁的钻洞神器盾构机有多神?

作者:蝌蚪君

来源:蝌蚪五线谱

发布时间:2021-04-20 14:09:09

    “模拟地铁”,是一款非常好玩的模拟经营类游戏,游戏画面设计非常简洁,但游戏体验非常棒。

它需要你讲两个站点之间进行规划与相连,最终呈现地铁的交通网。


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“模拟地铁”缩略地图

 

在游戏中,修建一条地铁线路非常容易。但是在现实生活中修建地铁可是一项非常庞大的工程。

 

地铁是怎么修建的呢?其实在修建地铁过程中盾构机贡献了最大的功劳。今天我们来了解一下修建地铁时的钻洞神器——“盾构机”。

 

地铁的最大功臣-盾构机


盾构机,有点类似我们平时使用的铅笔刀,铅笔刀削的是铅笔,而盾构机削的的是泥土。

 

盾构机一般有一个圆圆的脑袋和细长的身体,盾构机的脑袋一般被称为刀盘,上面遍布金刚石刀头,主要负责切割盾构机前进途中遇到的泥土、岩石、动物骨骼以及金属废弃物。


盾构机细长的身体,容纳了为整个掘进系统服务的必备的所有设备,动力设备、定位导航设备、土石输送设备、管片安装设备及人工操作设备都在此处。

 

其它设备都很容易理解,但管片安装设备是什么东西呢?

 

为了防止地铁隧道的墙壁向内塌缩造成危险,一般需要对隧道的圆形墙壁进行钢筋混凝土加固。管片安装设备可以在盾构机前进的同时拼接安装预制好的钢筋混凝土管片,直接完成墙壁的加固过程。


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盾构机概览图及内部管片安装系统


盾构机是一个庞然大物,脑袋(刀盘)的直径可以达到10多米;身体的长度可以达到90多米。这么一个庞然大物,它是这么进入地下的呢?

 

盾构机安装分几步?分三步


首先,要在隧道起点处挖一段竖直向下的竖井,并在竖井底部挖一段地铁隧道。根据实际情况将盾构机拆解成前盾、中盾和盾尾3段;然后,前盾、中盾和盾尾依次吊入竖井,在竖井底部完成拼接;最后,安装所需的其它设备系统,调试盾构机,开挖隧道。


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盾构机在地下稳步前进


盾构机在地下挖掘隧道时,刀盘在液压力作用下以恒定的速度旋转前进,搅碎接触面上的土石,这些土石经螺旋机和皮带运输机运送至盾构机后方。与此同时,盾构机内部的液压系统推着盾构机稳步向前。

 

盾构机的工作流程一般分为两个步骤,分别是隧道掘进和管片安装。盾构机在隧道掘进过程中,刀盘旋转的速度在2-3 公转/分钟,产生极大的钻挖力。在此高压下,管你是土方还是岩石,统统被刀盘切成碎屑。


以上是盾构机的一般工作条件,如果遇到岩石较多且坚硬的岩石层,考虑到刀盘的使用寿命及发热状况,聪明的工程师想到了在盾构机内部增添加注系统,加注润湿土悬浮液,使岩石层“变软”,从而达到保护刀盘的目的。


隧道掘进一段距离后,刀盘和运送泥土的螺旋机停止运行,盾构机挖过的地方开始进行瓦片的安装,安装时的气压维持在普通大气压下。

 

一组完整的隧道环由许多管片组成,被称作衬垫管片。

 

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完整的衬垫管片及环向安装过程


这些钢筋混凝土预制管片的精度可达毫米级,一般由特定的工厂生产。质量达标的管片由矿车运入隧道后,由特殊的起重机单片吊运。起重机将管片吊运至管片给进装置上,管片被运送至隧道前部。

 

接下来,环形管片由液压起重臂安装到位,组成完整的隧道环片。完成管片的安装后。盾构机又可以愉快地向前掘进,吃掉土壤和岩石。

 

盾构机掘进和管片安装过程交替进行,隧道一环接一环地建成。如果运行条件良好,盾构机每周可以建成的隧道长度可达350米。其中,包括运出的4000立方的土石料和安装的超过1000片的管片。

 

盾构机作为修建地铁的钻洞神器,在隧道挖掘过程中功不可没,是修建地铁的主力部队。但在修建地铁过程中付出智慧、时间和精力的施工人员是最大的功臣。在我们享受地铁带来的方便快捷时,应向每一位建设者致敬以示谢意。