航母底下建隧道!2840噸盾搆機用「牙齒」咬出來...

▲海宏號盾構機介紹。(影/Youtube/China News)

大陸中心/綜合報導

在遼寧大連市附近的梭魚灣,停泊著正在建造的大陸航空母艦。為了在這片海灣建設海底隧道,以供大連地鐵穿過,催生出了功能最全的盾搆機(用來開鑿隧道的大型機具)。海宏號不僅配備了精良的傳感系統,搭載了地震波超前物探系統,還在12.26公尺直徑的較小刀槃上實現常壓換刀,創世界之最。

據《科技日報》報導,「海宏號」盾搆機18日在大連始發,堪稱大陸研發的最聰明的盾搆機。由於大連地鐵5號線要穿過停放航母的梭魚灣,但因巨輪進出不能架設跨海橋樑,因此只能用盾構機打造海底隧道。該海底隧道全長2870公尺,設計為直徑12餘公尺的單洞。

這條海底隧道的建設困難重重,因為它所要穿越的海底岩溶區域有上千個溶洞,已勘測的最大溶洞高30公尺。隧道工程最怕溶洞,因為盾搆機鑽進到溶洞後,可能會馬失前蹄跌下去,且穿越溶洞還可能引起坍塌或灌水,威脅人員生命。

為了解決這個難題,大連5號線項目曾召開過15次專家咨詢會。多名院士和專家確定,「國內尚無先例可循,是世界性難題」。

中鐵一局城軌公司副總工程師梁西軍表示,為克服溶洞難題,先用「鑽探+CT」來掃描;勘測船在海上隔十幾公尺垂直鑽下一個洞取樣,並在相鄰兩洞中一個放入振動裝置,一個放入測量器;測量機械振波的變形,摸清海底的溶洞;接下來,施工船用混凝土或者適當材料注滿溶洞,讓盾搆機不會鑽空。

▲▼ 海宏號,盾構機。(圖/科技日報)

▲海宏號盾構機。(圖/科技日報)

海宏號盾搆機是大陸中鐵專門為該工程研發的,也是世界上現有功能最全的盾搆機,核心部件設計全球領先。它搭載有地震波超前物探系統,並配備了一根注入管,前方發現未預料的溶洞,可以即時注滿空洞,盾搆機再向前鑽。

設計師張國良表示,海宏號刀槃直徑12.26公尺,整機長度約158公尺,總重約2840噸。它的一個特色,是配備了更精良的傳感系統,盾搆機在感到力量不平衡時,能盡快調整。

海宏號有一個很厲害的地方,就是常壓換刀。盾搆機有幾十上百個「牙齒」,刀槃一轉它們就啃掉岩石和泥土,因此刀齒會磨損,需要更換。但在幾十公尺深的海底,刀槃後的空艙內,氣壓巨大,過去是由專業人員提前適應氣壓,進艙換刀。

海宏號不一樣的是它的牙齒向後退出時,「牙齦」可自動愈合,即刀齒周邊的小門緊緊閉上,隔絕外面的壓力,因此換刀人員可以在常壓下工作。能做到這點並不容易,因為哪怕有一顆小石子卡在門縫中間,也會給常壓艙帶來災難。此外,海宏號在12.26公尺直徑的較小刀槃上實現常壓換刀,也創造了一個世界之最。

盾構機又稱全斷面隧道鑽掘機(tunnel boring machine),是一種專門用來開鑿隧道的大型機具。該機具有一次開挖完成隧道的特色,從開挖、推進、撐開全由該機具完成,開挖速度是傳統鑽炸工法的5倍。但該機具完全無法模組化,只能依照開挖隧道的直徑訂作,因此購買價格不菲。

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