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——【·前言·】——
想象一下,一座座巍峨的山脉,一条条奔腾的河流,都被一条钢铁巨龙所征服,它在地下默默耕耘,开辟出通往未来的道路,这便是盾构机,现代基建的利器。
从诞生之初,盾构机便被誉为隧道之神,其发展历程也如同一部波澜壮阔的史诗。
法国人布鲁诺尔开创了先河,德日两国将其发扬光大,美国也加入了这场技术竞赛。
上世纪90年代之前,洋盾构机独领风骚,中国只能望洋兴叹。
然而,近年来,中国在盾构机领域取得了令人瞩目的成就,从追赶者到领跑者,短短几十年间,中国盾构机犹如一条腾飞的巨龙,将技术牢牢掌握,并逐渐走向世界舞台中央。
究竟是什么原因让中国盾构机实现如此惊人的跨越?其他国家的盾构机发展又如何呢?
——【·盾构机发展·】——
19世纪初,法国有个叫布鲁诺尔的工程师,观察到一种叫做船蛆的生物,它们会在木船上钻洞,同时分泌一种液体加固洞壁。
这哥们灵机一动,这不就是现成的隧道挖掘方案吗?于是,盾构机的雏形就这样诞生了。
1825年,英国人用这种还很原始的盾构机,在泰晤士河底下挖出了一条隧道。这可是世界上第一条水下隧道,绝对是划时代的工程壮举。
不过,当时的盾构机效率低得令人发指,全靠人力一点一点往前拱,挖土、砌墙都得工人手动操作,一周才能前进几米。
可想而知,当年那些参与工程的工人,那真是用血汗和泪水浇筑出来的奇迹工程。
时间来到19世纪中期到20世纪初,盾构机技术也迎来了飞速发展,终于摆脱了人力操作,效率和安全性都得到了提升。
不过,这跟后来出现的“巨无霸”比起来,还是小巫见大巫。
说到这,就不得不提美国那台“贝莎”盾构机。这台由日本公司制造的超级机器,长度超过100米,直径17.5米,相当于6层楼高!
它集各种黑科技于一身,前端是合金刀片,能轻松粉碎岩石,后端是混凝土运输管道,挖的同时就能铺设隧道,还有各种监控系统和传感器,实时监测地下情况。
贝莎的应用范围也相当广泛,从城市地铁到山体隧道,甚至海底隧道,都能看到它的身影,堪称是盾构机界的“全能王”。
——【·挖掘速度·】——
但美国地广人稀,对盾构机的需求远不如中国那么迫切。
所以,他们的研发方向更偏实用性,代表作就是那台重达7000吨的“贝莎”。
这玩意儿挖掘速度能达到每小时3.6米,相当于一层楼高,在美国人看来,这性能杠杠的,但在全球范围内,真不算啥尖端货色。
不过,美国人可不是吃素的,人家手里握着技术和品牌优势,硬是拿下了不少国际订单,稳稳地占据了一席之地,这波操作,妥妥的“闷声发大财”。
与美国形成鲜明对比的是德国,这个以工业制造闻名于世的国家,在盾构机领域走的是高精尖路线。
德国盾构机挖掘速度通常在6米每小时,德国人追求的是工程质量,他们的盾构机以高精度、高效性和稳定性著称,在各种复杂地质条件下都能游刃有余。
就拿柏林地铁项目来说,德国盾构机展现出了惊人的效率和精度,每个施工环节都把质量放在首位,真不愧是“工程质量代名词”。
凭借着过硬的技术,德国盾构机在欧洲市场混得风生水起,成了不少国家基建项目的首选。
相比之下,中国盾构机起步晚,一开始只能仰望西方巨头的背影。
但在“863计划”的推动下,中国开启了自主研发的征程,经过多年的艰苦攻关,终于在2008年迎来了“中铁1号”的诞生。
这标志着中国突破了西方技术封锁,迈向了盾构机制造的新时代。
有了自己的技术,中国盾构机产业开始“狂飙突进”,挖掘效率一路飙升至每小时5-10米,超越了美德,成为全球“挖掘速度王者”。
——【·我国盾构机发展·】——
我国盾构机是如何发展到如此技术的呢?
90年代,中国基建开始上马,全国各地都在修路架桥,挖隧道更是家常便饭。
但有个大难题,当时咱们自己的盾构机不灵,只能眼巴巴地看着德国佬的“地下航母”在秦岭隧道里大显神威。
7个亿啊,就为了这两台机器!德国工程师那副趾高气扬的嘴脸,咱们都还记着呢。
说起来,中国也不是没尝试过自己造盾构机。早在60年代,上海就鼓捣出了第一台手掘式盾构机,直径4.2米。
后来杭州那边也搞了台6米的,用在水电站。但说实话,那些玩意儿跟德国货比起来,简直就是小儿科,稳定性差,成本又高,最后只能不了了之。
秦岭隧道那事,说白了,就是被技术卡脖子。传统爆破挖隧道,1000号人马干5年,还保不齐要出人命。
德国盾构机呢,5个月搞定,工人都在机器肚子里干活,安全系数杠杠的。花钱买安心,咱认了!
但这口气,咱也不能一直憋着。
更要命的是,这盾构机就像一次性筷子,每个隧道尺寸都不一样,用完就报废,只能拆零件回收。中国要搞基建狂魔,总不能一直当冤大头吧?
好在中国人骨子里就有一股不服输的劲头。砸钱、挖人,举全国之力攻克技术难关。这几年,国产盾构机就像雨后春笋,冒得那叫一个快。
沈阳金属所,这可是咱们材料科学的国家队。为了啃下盾构机主轴承和高精度滚子这两块硬骨头,那真是拼了老老命。
说出来都是泪,以前这些核心部件都得进口,人家卡你脖子那叫一个狠。
2020年,沈阳金属所总算是搞出了“低氧稀土钢”这种黑科技,一举突破了技术瓶颈。
3米、6米、8米,各种尺寸的主轴承,一口气造了10套,性能指标直接把国外同行按在地上摩擦。
有了金刚钻,还怕挖不了瓷器活?北方重工,沈阳的老牌重工业企业,立马就用上了这批国产轴承,造出了中国首台全国产化盾构机。
2021年11月,这台机器正式亮相,并在沈阳地铁1号线东延线开挖,2023年4月就实现贯通。
消息一出,全世界都炸锅了。中国盾构机,白菜价,高性能,这谁能顶得住?现在国际市场上,10台盾构机,7台是中国造。
国内市场更是夸张,10台中有9台是咱们自己的。
中铁装备、中铁重工,这两家央企巨头,仗着项目多,手里的盾构机那叫一个多。
上海隧道也不甘示弱,紧随其后。至于专门做盾构机的,像江苏常熟中交天和、辽宁沈阳北方重工、辽宁辽阳三三工业,那也是响当当的牌子。
以前,国际市场上,德国的海瑞克、维尔特,美国的罗宾斯,加拿大的罗法特,日本的几家企业,那是牛气冲天。
现在嘛,呵呵,只能眼睁睁地看着中国企业抢占市场。
——【·总结·】——
从“地下航母”到“中国创造”,这不仅是技术的胜利,更是中国制造业崛起的象征。这条路,我们走得很辛苦,但也走得很坚定。
未来,中国盾构机将继续为全球基础设施建设贡献力量,让世界见证中国力量!
参考资料:
盾构机百年史:看中国如何成长为“世界工程机械之王”
2020-09-29 澎湃新闻 从零到千,中国盾构的逆袭之路!
正解局 2019年06月08日 从外国垄断到拿下全球2/3市场仅20年:中国盾构机的奇迹之路
人民网——《自零起步,从追赶到并跑,再到部分领域领跑 国产盾构机如何实现跨越(经济新方位)》——2024.5.6
界面新闻——《【工业之美】这个具有200年历史的庞然大物正在帮助马斯克挖掘地下隧道》——2017.9.13
中国盾构机首次出口罗马尼亚,北青网2024-09-12。
国产盾构的故事,从“中国中铁1号”说起!中国中铁,2021-11-10。
如果没有神斧也没有神力,沉香需要多久才能救出母亲? 2023-06-12 19:42·中科院物理所
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