中美德盾構機挖掘速度對比:美國每小時3.6米,德國6米,中國呢?

提到盾構機,可能有很多人不知道或不瞭解它,但這個東西其實與我們的生活息息相關。

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,都離不開的盾構機的幫忙。

【盾構機】

總的來說,哪裡有大型隧道需要挖掘,盾構機就得往哪裡搬。

雖然如此方便而又重要的機械,是各國都希望能擁有的,但能制造出合格盾構機的國傢少之又少,因為其對於技術的高要求,大多數國傢隻能依靠進口。

所以就像大型龍門吊一樣,盾構機的生產制造能力往往也代表著其生產國的實力。

【大型龍門吊】

而現在國際上最受青睞的三種盾構機,分別來自中國、美國和德國。其中,美國的盾構機每小時可以推進3.6米,制造業大國德國的盾構機每天則可以推進6米。

這不禁令人好奇能一起同臺競技的中國,盾構機的效率又如何呢 ?

盾構機是啥

盾構機的靈感來自於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塗抹在它們啃釋出的洞壁上。

這些粘液幹燥後,就可以形成一層碳酸鹽的殼,能用於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·佈魯內爾便以此為靈感,設計出瞭世界上第一臺“開放型手掘盾構機”。

【開放型手掘盾構機】

1825年時,他又改進出瞭矩形盾構機,並在泰晤士運河的隧道工程中進行瞭使用。

不過,初代的盾構機使用起來還是非常費力,後來經過英國、美國等國傢的大量實驗改良後,才有瞭今天盾構機的模樣。

盾構機在工作中通過擠壓的形式向前推進,它頂部的一圈圈刀片會不斷的拭磨前方的巖壁,然後再在洞壁上覆蓋一層金屬板用來防止隧道坍塌。

【盾構機】

就這樣一段一段地進行,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機,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瞭效率,使得施工的速度翻瞭十幾倍,而且還保證瞭在場施工人員的人身安全。

更重要的是,這種機器大大減少瞭人工成本,使得美國的資本傢們果斷出資購置瞭一臺又一臺的盾構機。

【盾構機】

美國和德國的盾構機

美國作為走在時代前列的國傢,盾構機的改進過程有他們出的一份力。

不過,在現代的盾構機具備完整的功能後,美國便沒有再投入更多的精力用於研究和改善瞭。

他們的盾構機說到底追求的就是一個字——穩。

【盾構機】

也是因為這些原因,導致美國盾構機雖然性能還不錯,但是效率卻並不高,一小時隻能推進3.6米。

德國雖然比美國更晚接觸到盾構機,但是因為他們很快就明白瞭盾構機的重要性,所以靠著這份重視,盾構機在德國也做到瞭發揚光大。

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瞭不少世界認可的工業制品。

【盾構機】

所以作為制造業大國,德國在盾構機上投入瞭大量的人力物力進行研究,力求將自己的品牌打造完美。

經過不懈的努力,最終成功做出瞭擠壓力、安全性和效率比美國更好的盾構機,一天能前進6米。

中國的盾構機

中國對於盾構機的研究開始的比其他國傢晚許多,是從19世紀90年代才開啟的該研究項目的。

在此之前,德國制造的盾構機就是世界第一,同時德國和美國也是出租盾構機的主要國傢,而我國因為制造業和相應技術都不夠發達,一直沒辦法把主要精力放在盾構機的研究制造上。

【中國上個世紀的制造業】

但是我國地大物博,廣袤平原、崎嶇山丘、連綿奇峰應有盡有,風景是真的好看,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,危險系數還高,要是租用外國的盾構機,成本又被提瞭上去,到時候用壞瞭也會心疼。

【修建隧道】

所以,中國制造自己的盾構機迫在眉睫。

1997年,我國從海外購置瞭國傢的第一臺盾構機,開始在重重地磨難和考驗中,探索盾構機的自主研制道路。

功夫不負有心人,2008年,我國研制出瞭第一臺自主生產盾構機“中鐵一號”,到2019年時,我國盾構機的生產幾乎所有部件都實現瞭自給自足。

【中國造的盾構機】

2020年時,我國的自主研發的盾構機生產數量就已經超過瞭1000臺。

目前,我國的中鐵裝備、中交天和、上海隧道、三三工業等都能生產盾構機。

而現在國際市面上,有如果十臺盾構機的話,那麼其中七臺都可能時中國生產的。

中國盾構機能在國際上擁有這樣的牌面,也是因為我國生產的盾構機,在性能、性價比、效率等方面都非常“能打”。

【“山河號”盾構機】

就拿中國最新研發且已經投入使用的“山河號”盾構機來說,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5-10m。

這樣優秀的性能,放眼全世界可能也就德國能一較高下瞭,但偏偏我國的盾構機還非常便宜。

所以相較之下,其他國傢在租用盾構機的時候,幾乎都會選擇中國的品牌。

三十年的時間不到,我國盾構機的發展就從無到有,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域堅持探索的決心。

【中國制造的盾構機】

未來,中國的盾構機產業一定會越來越完善,技術也會越來越先進,我們中國,也一定會一直走在世界的前沿。

參考資料:

【1】科普 | 是誰發明瞭盾構機?·上海市土木工程學會

【2】直徑17.5米“山河號”盾構機在濟南投入作業·中國新聞網

【3】為瞭讓盾構機擁有一顆“中國心”·中國科學院