在地铁、跨海和江底隧道建设中,一台造价上亿元的盾构机挖通隧道后常被直接就地掩埋,让人惊讶不已。
曾经中国也如此,但如今工程师让盾构机实现多次复生,成为国际市场抢手装备。
许多人第一次听到“盾构机挖完就埋”这句话时都会下意识反问,这么贵的设备难道不能原路退回吗,或者拆开来搬出去也行啊。
盾构机的特点是它在掘进的同时,会在身后安装好混凝土管片或注浆加固,这样的做法确保隧道在地压、水压、震动等多重条件下保持稳定。
但也正是这种施工方式,使得成型后的隧道内径比盾构机本体略小,尤其是盾构机刀盘大、机身宽,根本没办法原路倒退。
你可以把盾构机理解成一个只能往前走、不能回头的巨型工具,它走过的路会比它的“体格”更窄,所以退是绝对不可能的。
最具有代表性的例子就是英法海底隧道,两侧同时掘进、在海底会合,这一设计本身就为了节省施工时间以及降低地质不确定性带来的风险。
然而问题也随之产生,两台盾构机在海底相遇后,前方再没有继续前进的空间,后方却因隧道内径限制而无法退回。
施工单位并非没考虑将其拆解后运走,但海底隧道狭窄且环境恶劣,拆解作业需要额外搭建工作平台、通风系统、专用设备和人员操作区,这些投入不仅极其昂贵,还会让工程延迟至少一个月以上。
当时英法两国正在积极地推进经济转型,尤其是英国的去工业化进程,使得大型装备制造业的重要性在政策层面下降,对于昂贵设备的再利用意愿也不强。
英法海底隧道在通车前的预期年收入约为3亿英镑,哪怕只延迟一个月,都可能损失两千多万英镑的营业额。
相比之下,一台盾构机的价格在上亿人民币范围内,换算下来拆解费用加运输成本甚至比设备本身还高,掩埋成了最实际、最划算的选择。
那些被埋在海底深处的盾构机,并非因浪费而被抛弃,而是现实条件逼迫下的合理结果。
这种解决方法在欧洲、日本等地都曾长期存在,甚至许多交通枢纽之下,至今依然“沉睡着”几十年前的掘进设备。
很多人以为掩埋盾构机是西方国家的做法,但事实上,中国早期也经历过同样的阶段。
在上世纪九十年代和本世纪初期,我国的盾构技术尚未成熟,多依赖进口设备,动力系统、刀盘寿命、控制精度等都比现在差得多,平均寿命只有10到15公里。
开发一个地下空间动辄数十公里、数百个弯道,每次工程参数不同、直径不同、地质情况不同,导致盾构机没办法做到通用化,单纯拆下来储存也无太大意义。
更大的难题在于,我国最早期的城市轨道交通几乎都处于起步阶段,每个城市的地层、线路直径、设计规范都不同,导致盾构机型号五花八门。
一台在上海使用的盾构机,其直径、刀盘能力未必能适应北京的沙层,也可能不适用于广州的淤泥地质。
成本也是关键。拆解盾构机并不是简单把它分成几块,而是复杂细致的专业工程,需要大量配套设备和专业技师,拆解时间甚至能占到整条隧道施工周期的四分之一。
对早期的中国工程而言,这种额外的时间成本会影响整体工程进度,而工程拖延所带来的资源、管理、补偿等支出往往比盾构机本身还大。
因此,直到十年前,中国很多城市仍采用与西方类似的方式,盾构机完成工作后就在接收段附近掩埋。
这种做法既节省本金,也符合当时工程管理能力不够和产业配套不完善的现实情况。
但随着中国基本的建设的井喷式发展,盾构机需求大幅度增长,研制、回收、改造的经济价值开始显现。
中国工程师的创新能力迅速提升,我们开始走上一条与西方完全不同的道路,从“掩埋时代”进入“再制造时代”。
进入近十年,中国盾构机产业发生了三项关键变化,使得原本“一次性使用”的设备成功实现多次复生。第一项变化来自施工规划的提升。
如今,中国所有大型盾构工程,都会在设计阶段就规划好“始发井”和“接收井”,确保盾构机可以完整退出地面,而不再像过去那样被困在隧道内部。
例如“山河号”盾构机用于济南黄河隧道后,仅仅用了28天便完成了全部拆解工作,拆解过程被严格记录、分步存档,实现全流程可追踪。
所谓再制造,并不是简单维修,而是对刀盘、主驱动、盾体结构、管片系统、控制模块等进行全套升级,使其性能比最初出厂时更强。
经过智能化改造后的盾构机不仅节能六成、节材七成,还能降低超过八成的碳排放。
中国工程团队还可以把13.19米直径的泥水平衡盾构机升级成13.5米直径的高性能设备,使其适应更复杂的地层。
刀盘的耐磨合金、控制管理系统的自动化程度、姿态调节能力等都能根据下一条隧道的需求重新设计。
第三项变化更厉害。中国不但能制造、回收、改造盾构机,还能让它们在国际工程中“二次出海”。
阿联酋迪拜曾使用中国制造的“中铁R303号”盾构机完成当地地铁工程,工程结束后,这台设备被中国回购,经过技术团队全面升级后,将直径调整到11.05米并强化刀盘系统,随后再次出口到意大利福尔泰扎铁路隧道施工现场继续担当主力。
这意味着一台盾构机完成了在中东的掘进,又在欧洲继续工作,实现全世界的“循环经济”。
如今,中国不仅已成为全世界最大的盾构机制造国,更掌握了从设计、制造、再制造到出口的完整产业链。
盾构机从被迫掩埋到能够再制造、多次复用,不仅是设备命运的转变,更是中国工程技术体系成熟的体现。
从最初模仿西方,到如今主导国际市场,中国用实际行动证明了自己在基本的建设领域的创新能力。
当一台台盾构机被从地下重新带回地面,再次被赋予新的任务,我们正真看到的是技术在进步、工程在升级、产业在成熟。
未来,随着更多技术突破,中国或许会让盾构机不再只是挖掘隧道的工具,而变成全球工程能力的一张亮丽名片。返回搜狐,查看更加多
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