美国拥有全球最大盾构机,中美盾构机谁更厉害?
美国拥有世界上最大的盾构机,中国也紧随其后。
到底哪国的盾构机更厉害呢?以西雅图S299大型立体隧道为例,2010年12月开始修建,中间停工两年,2016年竣工,2017年4月4日正式通车。
隧道共安装了1417个环管片,全长2825米。
隧道的建造离不开矩形盾构隧道挖掘机。
挖掘机的长度有110米,直径17.45米,重量达7000吨,速度能达到每小时3.6米。
有一种夸张的说法是挖掘机能挖穿地球。
矩形盾构隧道挖掘机由日本造船公司制造完成,旋转前端有260个不同种类的合金盾构刀片组成,尾部有一条运送碎土的管道,一边挖着泥土或岩石一边前进,在尾部还有一台负责拼接混凝土的装置,一边挖土一边让人在后方直接安装混凝土加固板,最大的优点是工人能在内部及时更换刀盘和钻头,迅速修理和维护。
矩形盾构隧道挖掘机的工作原理就是一个。
柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进,边对土壤进行挖掘。
这个圆柱体组件的壳体就是护盾,技能起到临时支撑作用,又能承受土层压力,还能把地下水挡在外面,在护盾的掩护下进行挖掘、排土、衬砌等作业。
中国采用盾构法挖掘隧道,在九零年代,这种体型巨大、构造精密的工业产品是我国制造业的软肋,关键部件一直依赖进口。
为了打破被动局面,我国将盾构机的关键技术研制列入了863计划,也就是国家高技术研究发展计划。
而现在中国已经拥有了具备自主知识产权的盾构设备,生产的盾构机性能和销量世界领先。
盾构机的工作原理是,自身携带的千斤顶通过已成型的管片来提供返利,向前施加一个推力,再通过刀盘旋转将掌子面土体切割下来,通过管道把渣土运送出,趁机由拼装机拼装管片组成管片在盾构机的背后同步注浆,形成永久结构,地道就建好了。
盾构的时候还会喷液体,软化前方的土地。
这些土壤收紧,通过管道运输出去,与此同时还会将隧道固定,使其一次成型。
那没有人提供方向,为何盾构机还能精准作业?盾构机主要有两个关键系统,首先是人工掌控系统,主要是隧道施工传统测量定位的系统,通过棱镜、卡尺、全站仪、水平尺等工具来完成初测和复和。
另一个自动定位隧道导向系统是最核心的系统,它主要由中心计算机、激光经纬仪、隧道掘进软件组成,可以保证挖掘方向的误差控制在30毫米内。
盾构机的电脑自动化程度越来越高,内部的全球DPS定位系统将运行过程中采集到的数据随时传给操作室,然后储存信息,具体的方位能精确到毫米,监控对象的资料能进入隧道掘进软件分类、组合、整理后,再通过数据和图表形式展现,由电脑的指令进行操作。
盾构机是中国在基建过程的隧道神器,有了它,建造地道的时候能节省很多时间,提高效率。