第208章 盾構機

　　雖然說理由有些勉強，并且明顯漏洞百出，但是小毛他們一行還是“被善意”地順利地進入施工現場，并且得到了林樹同學父親，楊工程師的悉心“接待”。

　　這時候，工地正在開挖建造盾構機的施工井。

　　楊工介紹說，采用盾構法施工時，首先要在隧道的始端和終端開挖基坑或建造豎井，用作盾構及其設備的拼裝井和拆卸井。特別長的隧道，還應設置中間檢修工作井。其中，拼裝和拆卸用的工作井，其建筑尺寸應根據盾構裝拆的施工要求來確定。拼裝井的井壁上設有盾構出洞口，井內設有盾構基座和盾構推進的后座。

　　延安東路隧道西起延安東路福建中路口，東至陸家嘴路、楊家宅路口，全長2261米，設計為雙車道。

　　前年11月，國家批準工程立項。今年8月，3號豎井，也就是現在看到的盾構拼裝井破土動工。

　　他說，這條隧道，是上海連接浦東與浦西，跨越黃浦江的一條主要道路，被列為國家重點工程，是上海的第二條隧道。對上海的發展將起到舉足輕重的作用。

　　一旁的空地上，盾構機龐大的機身一分為三，前部的切口環、中部的支撐環以及后部的盾尾，都已經運到了工地。

　　這是小毛第一次看到所謂的盾構機，如果只是從散落在地上的這三段的外形上看，他覺得更像是一個巨大的鋼管機。

　　通過介紹才知道，盾構機，全名叫盾構隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術，而且要按照不同的地質，可以進行“量體裁衣”式的設計制造，可靠性要求極高。

　　楊工說，盾構機的所謂”盾“是指保持開挖面穩定性的刀盤和壓力艙、支護周圍土體的盾構鋼殼，所謂“構”是指構成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。

　　盾構法施工是一個非常復雜的工程過程。盾構機既是一種施工機具，也是一種強有力的臨時支撐結構。

　　使用盾構機，一邊可以控制開挖面及周圍土體不發生坍塌失穩，一邊可以進行隧道掘進、出渣，并在機內拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿。工人將在管片廠提前預制好的一片片盾構管片運送到施工現場，通過龍門吊，將管片吊入盾構始發井。然后盾構搬運車將管片運送進隧道，由盾構機對管片進行拼裝完成，最終形成隧道。

　　“盾構機是只能前進不能后退的，它會挖到下一個地鐵站或豎井，完成任務后再吊出地面。”林樹在一旁說道。

　　小毛一一仔仔細細看過。盾構機的最前面部分是機頭，上面是一個圓形的巨大刀盤，刀盤上裝有刀片，刀片有好幾種，以應付不同的土層地質。

　　楊工說，盾構機的前部主機有點像一個巨大的電動刮須刀，只不過它刮的是泥土而不是胡子。

　　工作時盾如機靠著機身內千斤頂給予的動力向前推動，旋轉刀盤掘開土層。挖掘土層的同時用混凝土環管片貼牢，防止土層塌陷，每次掘進一環1.2米長。每掘進一環，就安裝一環的環管片。

　　盾構機的原理說說簡單，但實際工作時非常復雜，所以掘進速度會很慢。“按照黃浦江這一段的地下土質情況，順利的情況下，預計平均每天可以掘進差不多八米的樣子。”

　　“那它挖出來的土，又到哪里去了？”“四眼”問。

　　經過楊工指點，小毛他們才明白過來。

　　原來，盾構機內部裝備有專門的出土系統。盾構機的刀盤后方有一個專門收集渣土的土倉，用來盛裝盾構機切削下來的泥土。在土倉的后面裝有螺旋輸送機和傳輸皮帶，可以不斷地把土倉中的泥土運送到盾構機后部的拖車中去。

　　楊工說，盾構機掘出來的土會被收集起來，經過處理后就像“牙膏”一樣，由螺旋運輸機輸送到裝載泥土的車輛上，運到地面上去。

　　小毛想了想，問：“那，盾構機在掘進過程中，相對應的地面會不會被拱起來？”

　　楊工呵呵一笑笑，說：“你這問題很專業。一般情況下，刀盤掘進到哪里，地面都會出現微小的隆起，刀盤過后，又會沉降下來。隆起的幅度一般在1厘米，所以對地面不會產生什么影響。掘進后，隨著環管片貼牢，土地承載能力絲毫不會減弱。”

　　他說：“另外，通過控制掘進速度，可以把隆起的幅度控制在更小的幅度，甚至只有幾毫米。這樣的幅度，對地上建筑不會產生影響，對道路出行更不會產生影響。”

　　“四眼”笑了笑，又問：“那么，盾構機是怎樣被發明出來的呢？”

　　楊工說，關于盾構機的發明，還真有一個鮮為人知的故事呢。

　　用盾構法修建隧道已有160余年的歷史。最早進行研究的是法國工程師布魯諾爾。

　　一個偶然的機會，他發現了一種船蛆的鉆洞行為很有意思。

　　這種巨型船蛆生活在一個硬殼內，以木材為食，用一個閥門狀的器官進食，并且有兩個虹吸管吸水和排水。

　　布魯諾爾仔細地觀察了船蛆在船通體中的鉆洞行為，并發現它還會從體內分泌一種液體涂在孔壁上形成保護殼，以抵抗木板潮濕后發生的膨脹。

　　于是他從這個現象中獲得了靈感，在1818年開始研究盾構法施工。

　　泰晤士河隧道是世界上第一條采用盾構技術挖掘的隧道，因此是隧道工程史上一個具有重大意義的里程碑。泰晤士河隧道長約合396米，高約合23米。如今，泰晤士河隧道已成為倫敦地鐵系統的一部分，每天有數以千計的倫敦人匆忙地穿過這條絢麗的隧道。同時，泰晤士河隧道還成為了一個舉世矚目的公共景點。

　　布魯諾爾發明的盾構機是人類歷史上隧道施工的一大技術突破，其技術原理為現代盾構機設計奠定了基礎。

　　至今，盾構機作為一種隧道掘進的專用工程機械，廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

　　國內的盾構機開發和應用起步于1953年，東北阜新煤礦首次用手掘式盾構修建疏水巷道，從而揭開了國內盾構機從無到有的歷史。

　　現在正在修建的延安東路黃浦江水底道路隧道，水下段和部分岸邊深埋段也將采用盾構法施工。

　　楊工說，盾構法施工之所以得到廣泛使用，特別是在在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道，往往具有技術和經濟方面的明顯優越性：

　　安全開挖和襯砌，掘進速度快；盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現自動化作業，施工勞動強度低；不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；穿越河道時不影響航運，施工中不受季節、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動，等等。

　　這一次，小毛他們再工地待了差不多有小半天的時間，總算是把盾構這個復雜的問題弄明白了七七八八。

　　眼前的這一切，他忽然間想起政治學課本上的一句話，科學技術是第一生產力。