提到盾構(gòu)機(jī)，可能有很多人不知道或不了解它，但這個東西其實(shí)與我們的生活息息相關(guān)。
譬如地鐵隧道的修建、大型水井的挖掘、高速公路上穿山的隧道等等，都離不開的盾構(gòu)機(jī)的幫忙。
【盾構(gòu)機(jī)】
總的來說，哪里有大型隧道需要挖掘，盾構(gòu)機(jī)就得往哪里搬。
雖然如此方便而又重要的機(jī)械，是各國都希望能擁有的，但能制造出合格盾構(gòu)機(jī)的國家少之又少，因?yàn)槠鋵τ诩夹g(shù)的高要求，大多數(shù)國家只能依靠進(jìn)口。
所以就像大型龍門吊一樣，盾構(gòu)機(jī)的生產(chǎn)制造能力往往也代表著其生產(chǎn)國的實(shí)力。
【大型龍門吊】
而現(xiàn)在國際上最受青睞的三種盾構(gòu)機(jī)，分別來自中國、美國和德國。其中，美國的盾構(gòu)機(jī)每小時可以推進(jìn)3.6米，制造業(yè)大國德國的盾構(gòu)機(jī)每天則可以推進(jìn)6米。
這不禁令人好奇能一起同臺競技的中國，盾構(gòu)機(jī)的效率又如何呢 ？
盾構(gòu)機(jī)是啥
盾構(gòu)機(jī)的靈感來自于一種名叫船蛆的生物。
【船蛆】
這種生物常年附著在船的底部，它們會用鉆頭一般的牙齒鉆透船底的木板，再將體表的粘液均勻地涂抹在它們啃釋出的洞壁上。
這些粘液干燥后，就可以形成一層碳酸鹽的殼，能用于支撐洞壁以防船蛆被掩埋在其中。
法國工程師馬克·伊桑巴德·布魯內(nèi)爾便以此為靈感，設(shè)計(jì)出了世界上第一臺“開放型手掘盾構(gòu)機(jī)”。
【開放型手掘盾構(gòu)機(jī)】
1825年時，他又改進(jìn)出了矩形盾構(gòu)機(jī)，并在泰晤士運(yùn)河的隧道工程中進(jìn)行了使用。
不過，初代的盾構(gòu)機(jī)使用起來還是非常費(fèi)力，后來經(jīng)過英國、美國等國家的大量實(shí)驗(yàn)改良后，才有了今天盾構(gòu)機(jī)的模樣。
盾構(gòu)機(jī)在工作中通過擠壓的形式向前推進(jìn)，它頂部的一圈圈刀片會不斷的拭磨前方的巖壁，然后再在洞壁上覆蓋一層金屬板用來防止隧道坍塌。
【盾構(gòu)機(jī)】
就這樣一段一段地進(jìn)行，很快就能在山壁、地下打出一個通道。所以像這樣的一臺盾構(gòu)機(jī)，在地鐵隧道修建過程中能起到非常大的作用。
它不僅替代人工開鑿提高了效率，使得施工的速度翻了十幾倍，而且還保證了在場施工人員的人身安全。
更重要的是，這種機(jī)器大大減少了人工成本，使得美國的資本家們果斷出資購置了一臺又一臺的盾構(gòu)機(jī)。
【盾構(gòu)機(jī)】
美國和德國的盾構(gòu)機(jī)
美國作為走在時代前列的國家，盾構(gòu)機(jī)的改進(jìn)過程有他們出的一份力。
不過，在現(xiàn)代的盾構(gòu)機(jī)具備完整的功能后，美國便沒有再投入更多的精力用于研究和改善了。
他們的盾構(gòu)機(jī)說到底追求的就是一個字——穩(wěn)。
【盾構(gòu)機(jī)】
也是因?yàn)檫@些原因，導(dǎo)致美國盾構(gòu)機(jī)雖然性能還不錯，但是效率卻并不高，一小時只能推進(jìn)3.6米。
德國雖然比美國更晚接觸到盾構(gòu)機(jī)，但是因?yàn)樗麄兒芸炀兔靼琢硕軜?gòu)機(jī)的重要性，所以靠著這份重視，盾構(gòu)機(jī)在德國也做到了發(fā)揚(yáng)光大。
德國人的工匠精神在世界上都非常出名，而他們用這種精神制造出了不少世界認(rèn)可的工業(yè)制品。
【盾構(gòu)機(jī)】
所以作為制造業(yè)大國，德國在盾構(gòu)機(jī)上投入了大量的人力物力進(jìn)行研究，力求將自己的品牌打造完美。
經(jīng)過不懈的努力，最終成功做出了擠壓力、安全性和效率比美國更好的盾構(gòu)機(jī)，一天能前進(jìn)6米。
中國的盾構(gòu)機(jī)
中國對于盾構(gòu)機(jī)的研究開始的比其他國家晚許多，是從19世紀(jì)90年代才開啟的該研究項(xiàng)目的。
在此之前，德國制造的盾構(gòu)機(jī)就是世界第一，同時德國和美國也是出租盾構(gòu)機(jī)的主要國家，而我國因?yàn)橹圃鞓I(yè)和相應(yīng)技術(shù)都不夠發(fā)達(dá)，一直沒辦法把主要精力放在盾構(gòu)機(jī)的研究制造上。
【中國上個世紀(jì)的制造業(yè)】
但是我國地大物博，廣袤平原、崎嶇山丘、連綿奇峰應(yīng)有盡有，風(fēng)景是真的好看，施工的難度也是真的高。
在面對高大的山峰時，如果選擇翻越高山，工程的成本和施工難度非常高，這時候就需要打一條長長的隧道，以減少施工的周期和難度。
但打隧道時，人工爆破的速度太慢，危險(xiǎn)系數(shù)還高，要是租用外國的盾構(gòu)機(jī)，成本又被提了上去，到時候用壞了也會心疼。
【修建隧道】
所以，中國制造自己的盾構(gòu)機(jī)迫在眉睫。
1997年，我國從海外購置了國家的第一臺盾構(gòu)機(jī)，開始在重重地磨難和考驗(yàn)中，探索盾構(gòu)機(jī)的自主研制道路。
功夫不負(fù)有心人，2008年，我國研制出了第一臺自主生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)“中鐵一號”，到2019年時，我國盾構(gòu)機(jī)的生產(chǎn)幾乎所有部件都實(shí)現(xiàn)了自給自足。
【中國造的盾構(gòu)機(jī)】
2020年時，我國的自主研發(fā)的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)數(shù)量就已經(jīng)超過了1000臺。
目前，我國的中鐵裝備、中交天和、上海隧道、三三工業(yè)等都能生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)。
而現(xiàn)在國際市面上，有如果十臺盾構(gòu)機(jī)的話，那么其中七臺都可能時中國生產(chǎn)的。
中國盾構(gòu)機(jī)能在國際上擁有這樣的牌面，也是因?yàn)槲覈a(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)，在性能、性價(jià)比、效率等方面都非?！澳艽颉?。
【“山河號”盾構(gòu)機(jī)】
就拿中國最新研發(fā)且已經(jīng)投入使用的“山河號”盾構(gòu)機(jī)來說，它有著17.5m的直徑，與六層樓一樣的身高，且一個小時就能推進(jìn)5-10m。
這樣優(yōu)秀的性能，放眼全世界可能也就德國能一較高下了，但偏偏我國的盾構(gòu)機(jī)還非常便宜。
所以相較之下，其他國家在租用盾構(gòu)機(jī)的時候，幾乎都會選擇中國的品牌。
三十年的時間不到，我國盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展就從無到有，從0到1，一架架鋼鐵巨無霸的誕生，也代表著我國在各個領(lǐng)域堅(jiān)持探索的決心。
【中國制造的盾構(gòu)機(jī)】
未來，中國的盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)一定會越來越完善，技術(shù)也會越來越先進(jìn)，我們中國，也一定會一直走在世界的前沿。
參考資料：
【1】科普 | 是誰發(fā)明了盾構(gòu)機(jī)？·上海市土木工程學(xué)會
【2】直徑17.5米“山河號”盾構(gòu)機(jī)在濟(jì)南投入作業(yè)·中國新聞網(wǎng)
【3】為了讓盾構(gòu)機(jī)擁有一顆“中國心”·中國科學(xué)院
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