鋼鐵穿山甲

盾構機被稱作“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水平的重要標志。對于種類繁多的地下工程來說，盾構機是必不可少的掘進利器。今天，全球每10臺盾構機中就有7臺來自中國。

下面，我們就來了解一下這個鋼鐵穿山甲——盾構機吧！

盾構機都有啥功能

盾構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，所以盾構機的主要功能分別是開挖、出渣和支護。盾構機修建一條隧道，需要先將它的牙齒——“刀盤”緊壓在要開挖的土石面上，然后通過旋轉刀盤將前方的土石“吃進”肚子內，最后再將這些渣石通過盾構機底部的排渣通道排出。當挖出了隧洞的空間后，盾構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，這就需要用到管片。管片是隧道的最內層屏障，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，盾構機將它拼裝成圈以完成對隧道周邊的支護。

盾構機能分多少類

盾構機主要分為土壓平衡盾構機和泥水平衡盾構機，以及異形盾構機、敞口盾構機、雙模式盾構機等機型。土壓平衡盾構機就像是盾構界的“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，因土壓平衡盾構機無法阻止前方的地下水進入到隧道內，所以工程師又發明了泥水平衡盾構機。相比于土壓平衡盾構機，泥水平衡盾構機在修建隧道的過程中施工工序較為復雜，所以它一般常用于穿江越海隧道的修建。

盾構機在地下怎么前進和轉彎

盾構機在地下前進時，需要盾構司機像開汽車一樣，根據前方的“路況”控制速度和方向。和汽車不同的是，盾構機只能按照規劃的“單行道”前進，而且只能前進不能后退。盾構機前進時，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，盾構機則通過調節“電位計旋鈕”控制速度，它是盾構機的“油門”，順時針旋轉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，盾構機則是通過調節千斤頂的伸長、收縮來控制方向。例如，當它向左轉彎時，這就需要縮短左側的千斤頂，同時伸長右側的千斤頂，通過這樣的操作可以實現盾構機轉彎的角度。由于盾構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。盾構機就像火車一樣只能轉大彎，所以它要走很遠的路才能完成轉彎。它的前進速度非常慢，每小時只能前進1～2米，每次轉彎都需要很長時間才能完成。

漆黑地下盾構機的“眼睛”

盾構機在漆黑的地下掘進，不僅需要向左向右轉彎，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，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機的前部，測量機器人則安裝在位于盾構機后部的隧道壁上，它不會隨著盾構機的前進而移動。

當盾構機進行隧道修建時，測量機器人會向前方的激光靶發射一道激光，激光靶就像一個精準的“三角尺”，可以準確測量出激光發射的角度，然后計算機再根據這個角度計算出盾構機在漆黑地下盾構機的“眼睛”地層中的空間方位，同時在計算機的界面上會出現一個類似“紙飛機”的標志，它向哪個方向偏轉就代表盾構機是向這個方向轉彎。為了測量更加精準，導向系統每2秒鐘就會對盾構機的方向進行一次測量。當盾構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，保證機器人能夠將激光發射至激光靶。通過導航系統的精準定位，每條隧道的修建誤差可以控制在幾毫米以內。