鋼鐵蚯蚓啃出隧道

　　你或許曾經(jīng)乘坐汽車(chē)穿過(guò)漆黑的山間隧道，乘坐地鐵往返于城市的地下隧道……你知道這些隧道是怎么開(kāi)鑿出來(lái)的嗎?這需要巨型蚯蚓般的盾構(gòu)機(jī)。

　　下地入海的“巨蟲(chóng)”

　　轟隆、轟隆……地下傳來(lái)一聲聲巨響，一處巖壁出現(xiàn)了裂縫，不斷有碎石掉落。裂縫越來(lái)越大，碎石越掉越多，伴隨著轟隆聲以及飛揚(yáng)的塵土，巖壁全部瓦解，一條“巨蟲(chóng)”破土而出，冒出了頭。它張著布滿牙齒的大嘴，上面沾滿了沙土。站在不遠(yuǎn)處的工人卻對(duì)著這條巨蟲(chóng)歡呼，因?yàn)樗砗缶褪情L(zhǎng)長(zhǎng)的、被挖通的隧道。

　　巨蟲(chóng)名為“盾構(gòu)機(jī)”，現(xiàn)代交通、運(yùn)輸、水利等工程中的隧道，如鐵路隧道、海底隧道等，一部分是靠它“啃”出來(lái)的。

　　船舶蛀蟲(chóng)解決交通難題

　　19世紀(jì)，英國(guó)倫敦為了解決交通擁堵的問(wèn)題，計(jì)劃在泰晤士河修建水下隧道。挖在土地里的隧道尚且有塌方的風(fēng)險(xiǎn)，何況是水下隧道，一不小心就會(huì)滲水坍塌，工程因此遲遲沒(méi)有進(jìn)展。

　　直到工程師馬克·布魯內(nèi)爾觀察到船蛆——一種類(lèi)似貝殼的軟體動(dòng)物，它們會(huì)用貝殼的鋸齒邊緣切開(kāi)船舶木材并鉆入其中，同時(shí)分泌一種黏稠的物質(zhì)，其會(huì)在船蛆挖出的洞壁上硬化，形成一層防護(hù)，阻止潮濕的木材膨脹將船蛆擠扁。他以此為靈感，設(shè)計(jì)了能一邊挖掘，一邊修建支撐結(jié)構(gòu)的初代盾構(gòu)機(jī)。

　　泰晤士河隧道最終花了約20年建造完成，這是歷史上第一條用盾構(gòu)機(jī)挖掘的隧道。

　　一頭吃，一頭拉

　　盾構(gòu)機(jī)在巖石土地里鉆洞，又像是超大號(hào)的鋼鐵蚯蚓，長(zhǎng)度通常達(dá)百米，寬度從幾米到十幾米不等，重量可達(dá)幾百至數(shù)千噸。操縱這臺(tái)巨蟲(chóng)一般需要1名主司機(jī)，兩名助手，還需幾十名工人輔助施工。

盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)碾碎巖石，碎石土落入傳送帶被運(yùn)送至外部。

盾構(gòu)機(jī)一邊掘進(jìn)，一邊在隧道內(nèi)壁鋪設(shè)管片。

　　使用盾構(gòu)機(jī)前，要先挖一個(gè)大坑，用機(jī)器將盾構(gòu)機(jī)的零部件吊入坑里組裝。裝好后，鋼鐵蚯蚓就可以干活了。盾構(gòu)機(jī)前方是可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形刀盤(pán)，就像蚯蚓的嘴，刀盤(pán)上有許多如牙齒般的刀具，其能嵌入巖石中，并隨著刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)碾磨巖石。刀盤(pán)后方的推進(jìn)系統(tǒng)能產(chǎn)生強(qiáng)大的推力，不僅推著刀盤(pán)碾碎巖石，也推著盾構(gòu)機(jī)向前“蠕動(dòng)”。

　　鋼鐵蚯蚓啃下來(lái)的碎土石會(huì)落入“腸道”——機(jī)身內(nèi)部的傳送帶中，被“拉”到外部或二次利用。

　　一邊挖，一邊撐

　　盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，堅(jiān)硬的機(jī)身能支撐四周的巖石泥土。同時(shí)，運(yùn)輸車(chē)會(huì)駛?cè)霗C(jī)身內(nèi)部，送來(lái)由鋼筋水泥預(yù)制、厚且堅(jiān)固的盾牌狀“管片”。這些管片被組裝機(jī)一圈圈拼在挖好的隧道壁上，再被壓實(shí)、固定，還會(huì)貼上防水膜并再鋪一層鋼筋混凝土加固，以此支撐挖好的隧道，避免其發(fā)生坍塌。這便是“構(gòu)建隧道之盾”，也是盾構(gòu)機(jī)的名字由來(lái)。推進(jìn)系統(tǒng)正是頂在鋪好的管片上，把自己一點(diǎn)點(diǎn)向前推。鋼鐵蚯蚓所過(guò)之處就是一條打造好的隧道。

　　如今的盾構(gòu)機(jī)一天就能掘進(jìn)幾十米，最短幾個(gè)月就能挖出一條幾千米的隧道，在盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)前，這可能需要花費(fèi)幾年甚至更久的時(shí)間。