地铁隧道是如何挖出来的视频图文详解运动饮料
2022-07-12 16:55:48 闽一机械网
地铁隧道是如何挖出来的？视频图文详解
地铁隧道是如何挖出来的？视频图文详解
2019-5-22 10:04|查看: 4797|评论: 0
摘要: 现在挖地铁隧道可不是像以前一样一铲一铲的人力挖了，全是用盾构机。盾构机是一种大型的机械设备，造价很高。今天我们来看两个动画，看后就能理解地铁隧道是怎么挖的了。
先来看一个内部构造——
再来看一个施工过程的还原——
随着我国隧道工程建设步伐的加快，“盾构机”的名字开始走进公众层面。
近期，我国研发的超大直径盾构机，不仅走在了世界前列，而且还出口到了海外市场……
那么，盾构机是怎样被发明出来的呢？关于盾构机还有哪些鲜为人知的故事呢？
盾构机（网络图）
让哥伦布讨厌的船蛆，却为我带来了灵感
18世纪末，英国人计划在伦敦地下修建一个横贯泰晤士河的隧道。然而，在当时的施工技术条件下，修建如此规模的河底隧道简直比登天还难！
1798年，泰晤士河隧道工程进入操作阶段。但由于多种难以克服的困难而使工程被迫中断。法国工程师布鲁诺尔是一个有心人，因此一直惦记着泰晤士河隧道工程问题。
木材中的船蛆（见水印）
一个偶然的机会，布鲁诺尔发现了一种船蛆的钻洞行为很有意思。那么，什么是船蛆呢？原来，船蛆为一种软体动物，因其穴居木制船舶而危害船舶，因此被称为船蛆，又被称为凿船贝。
科学家在菲律宾发现的巨型活船蛆（图片见水印）
这条巨型船蛆生活在一个硬壳内，以木材为食，用一个阀门状的器官（V）进食，并且有两个虹吸管（S）吸水和排水。
船蛆在世界各地的海洋中都有分布，对海洋中的船舶等木质设备都具有严重的破坏性。1503年6月，哥伦布第四次航海到南美洲的牙买加。肆虐的船蛆毁掉了哥伦布船队的一半船只，航海队员不得不停靠在牙买加的一个小岛上。
布鲁诺尔（网络图）
由于水手们与当地居民发生了冲突，因此当地居民不给船队提供淡水和食物了。就是这种让哥伦布头痛的船蛆，却为布鲁诺尔带来了灵感。
布鲁诺尔仔细地观察了船蛆在船通体中的钻洞行为，并发现它还会从体内分泌一种液体涂在孔壁上形成保护壳，以抵抗木板潮湿后发生的膨胀……
布鲁诺尔从这个现象中获得了灵感，连呼——“我有办法了！” 自然，布鲁诺尔还是要感谢这个船蛆的。于是，布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理，并取得了英国的专利。这就是所谓的开放型手掘盾构的原型。
布鲁诺尔在英国取得的盾构专利（网络图）
1818年，布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统，设计采用了全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳。布鲁诺尔的盾构机为一种金属圆柱体，内有复杂的机械和辅助设备。由千斤顶推动金属筒框向前水平前进，并有金属筒框支撑土（岩）体防止塌方，同时还在金属筒框后进行衬砌结构的施工。
二十五年铸一“盾”，影响后世二百年
作为一个训练有素的工程师，布鲁诺尔对自已的盾构施工法信心满满。随后，布鲁诺尔被任命为该隧道工程的工程师。1823年，布鲁诺尔拟定了伦敦泰晤士河两岸的另一条道路隧道的计划，并制成了世界上第一台盾构机。
布鲁诺尔发明的盾构机首次应用于隧道施工（网络图）
1825年，他发明的矩形盾构机首次应用于伦敦泰晤士河隧道施工。该矩形盾构断面高6.8米，宽11.4米。泰晤士河隧道作为世界上第一条水底隧道，刚开始还是顺利的。
然而，在修建过程中却遇到很大的困难，曾发生过河水进入隧道，以及沼气进入隧道被照明灯点燃，从而造成了人员伤亡等事故。但布鲁诺尔并没有灰心丧气，他一面总结失败的教训，一面对盾构机进行改进。
泰晤士河水底隧道（网络图）
漫长的7年改进，矩形盾构机早已是今非昔比了。1835年，经过改良的盾构施工法再次投入使用，又是数年的精心施工，终于于1843年建成泰晤士河水底隧道。
布鲁诺尔发明的盾构机，其构架分成36个小单元，每个单元内有一名矿工把他面前的粘土挖开。当许多名矿工挖去同一数量的粘土时，构架就可以向前移动了，挖空的地方被铺上砖块。
布鲁诺尔发明的盾构机是人类历史上隧道施工的一大技术突破，其技术原理为现代盾构机设计奠定了基础。需要说明的是，在发明过程中，布鲁诺尔的儿子也是有贡献的。
泰晤士河隧道是世界上第一条采用盾构技术挖掘的隧道，因此是隧道工程史上一个具有重大意义的里程碑。为表彰布鲁诺尔对泰晤士河隧道的伟大贡献，英国维多利亚女王授予其爵士爵位。
泰晤士河隧道长约合396米，高约合23米。如今，泰晤士河隧道已成为伦敦地铁系统的一部分，每天有数以千计的伦敦人匆忙地穿过这条绚丽的隧道。同时，泰晤士河隧道还成为了一个举世瞩目的公共景点。
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