鋼鐵穿山甲

盾構(gòu)機被稱作“工程機械之王”，可以穿山越嶺、過江跨海，是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。對于種類繁多的地下工程來說，盾構(gòu)機是必不可少的掘進利器。今天，全球每10臺盾構(gòu)機中就有7臺來自中國。

下面，我們就來了解一下這個鋼鐵穿山甲——盾構(gòu)機吧！

盾構(gòu)機都有啥功能

盾構(gòu)機在地下修建隧道時，需要考慮的是如何將土石挖下來、排出去和對隧洞周邊的支護，所以盾構(gòu)機的主要功能分別是開挖、出渣和支護。盾構(gòu)機修建一條隧道，需要先將它的牙齒——“刀盤”緊壓在要開挖的土石面上，然后通過旋轉(zhuǎn)刀盤將前方的土石“吃進”肚子內(nèi)，最后再將這些渣石通過盾構(gòu)機底部的排渣通道排出。當挖出了隧洞的空間后，盾構(gòu)機都有啥功能我們就需要考慮如何及時地對隧洞進行加固，不然隧道周邊的土石就會塌入隧道內(nèi)，這就需要用到管片。管片是隧道的最內(nèi)層屏障，起到抵抗外部水土壓力的作用。它就像是隧道的“盔甲”，具有很高的強度，盾構(gòu)機將它拼裝成圈以完成對隧道周邊的支護。

盾構(gòu)機能分多少類

盾構(gòu)機主要分為土壓平衡盾構(gòu)機和泥水平衡盾構(gòu)機，以及異形盾構(gòu)機、敞口盾構(gòu)機、雙模式盾構(gòu)機等機型。土壓平衡盾構(gòu)機就像是盾構(gòu)界的“多面手”，它的功能十分強大。但在富水地層條件下修建隧道時，因土壓平衡盾構(gòu)機無法阻止前方的地下水進入到隧道內(nèi)，所以工程師又發(fā)明了泥水平衡盾構(gòu)機。相比于土壓平衡盾構(gòu)機，泥水平衡盾構(gòu)機在修建隧道的過程中施工工序較為復(fù)雜，所以它一般常用于穿江越海隧道的修建。

盾構(gòu)機在地下怎么前進和轉(zhuǎn)彎

盾構(gòu)機在地下前進時，需要盾構(gòu)司機像開汽車一樣，根據(jù)前方的“路況”控制速度和方向。和汽車不同的是，盾構(gòu)機只能按照規(guī)劃的“單行道”前進，而且只能前進不能后退。盾構(gòu)機前進時，向前推進的千斤頂為它提供動力。汽車通過踩油門控制速度，盾構(gòu)機則通過調(diào)節(jié)“電位計旋鈕”控制速度，它是盾構(gòu)機的“油門”，順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕就是踩油門加速，逆時針就是松油門減速。

汽車通過方向盤控制方向，盾構(gòu)機則是通過調(diào)節(jié)千斤頂?shù)纳扉L、收縮來控制方向。例如，當它向左轉(zhuǎn)彎時，這就需要縮短左側(cè)的千斤頂，同時伸長右側(cè)的千斤頂，通過這樣的操作可以實現(xiàn)盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎的角度。由于盾構(gòu)機體積和重量都是汽車的幾百倍，所以它的每一個動作都非常慢。盾構(gòu)機就像火車一樣只能轉(zhuǎn)大彎，所以它要走很遠的路才能完成轉(zhuǎn)彎。它的前進速度非常慢，每小時只能前進1～2米，每次轉(zhuǎn)彎都需要很長時間才能完成。

漆黑地下盾構(gòu)機的“眼睛”

盾構(gòu)機在漆黑的地下掘進，不僅需要向左向右轉(zhuǎn)彎，有時還需要爬坡下坡，就需要有一雙明亮的“眼睛”才能指明前進的方向。這雙“眼睛”叫做導向系統(tǒng)，它主要由測量機器人和激光靶組成。其中，激光靶固定安裝在盾構(gòu)機的前部，測量機器人則安裝在位于盾構(gòu)機后部的隧道壁上，它不會隨著盾構(gòu)機的前進而移動。

當盾構(gòu)機進行隧道修建時，測量機器人會向前方的激光靶發(fā)射一道激光，激光靶就像一個精準的“三角尺”，可以準確測量出激光發(fā)射的角度，然后計算機再根據(jù)這個角度計算出盾構(gòu)機在漆黑地下盾構(gòu)機的“眼睛”地層中的空間方位，同時在計算機的界面上會出現(xiàn)一個類似“紙飛機”的標志，它向哪個方向偏轉(zhuǎn)就代表盾構(gòu)機是向這個方向轉(zhuǎn)彎。為了測量更加精準，導向系統(tǒng)每2秒鐘就會對盾構(gòu)機的方向進行一次測量。當盾構(gòu)機與測量機器人到達一定距離后，還需要將測量機器人向前移動，保證機器人能夠?qū)⒓す獍l(fā)射至激光靶。通過導航系統(tǒng)的精準定位，每條隧道的修建誤差可以控制在幾毫米以內(nèi)。