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為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

導讀:

在城市修建地鐵時,我們看到的隧道挖掘基本上都是盾構機,而在修建火車隧道時就很少用到盾構機,所以就認為盾構機只能挖軟土,對於火車隧道比較堅硬的山體很難挖掘,所以很少使用。

其實這都是大家的誤解罷了,我國進口的第一臺盾構機就是用來挖火車隧道的,只是我們平常我們不經常見到罷了。挖火車隧道是不是用盾構機還是根據實際需要來決定的,並不是說火車隧道不能用盾構機。

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

1、在我國盾構隧道掘進機分為兩大類,一個叫“盾構機”一個叫“全斷面硬巖隧道掘進機(簡稱TBM)”。

盾構機全稱為盾構隧道掘進機,是一種具有金屬外殼,殼內裝有整機及輔助裝置,在盾殼的掩護下進行隧道土體開挖、土渣排運、整機推進和管片安裝等作業,從而構築隧道的特種施工裝備。盾構掘進機不單單用於地鐵隧道工程,也廣泛用於地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

對於盾構機的理解我國與外國是有區別的,國際上,廣義盾構機可以用於軟土地層,也可以用於岩石地層,只是區別於 敞開式(非盾構法) 隧道掘進機。而我國則把兩種不同功能的掘進機分開來叫,把適用於軟土地層的隧道掘進機稱為“盾構機”,用於岩石地層的隧道掘進機稱為全斷面硬巖隧道掘進機(簡稱TBM)。

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2、盾構機是怎樣挖隧道的?一邊挖土一邊鋪設隧道。

盾構機在挖隧道時,會一邊前進,一邊把挖到的岩石和土壤輸送到地面,與此同時,一個個事先製作好的混凝土圓環緊跟著鋪設進來,形成隧道的內壁。簡單的說就是,盾構機在挖土的同時還把隧道鋪好了,它穿過的痕跡,就是一條成型的隧道。

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正因為這種特性,盾構機在挖隧的過程中,只能前進不能後退,否則會將已鋪設好的隧道內壁損壞。正是隻進不退,所以盾構機的維修是非常困難的,維修起來費時費力。

3、盾構機的掘進速度如何?一天能掘進10米-20米。

以南陽軌道交通生產的盾構機為例,一臺盾構機每分鐘的掘進速度是80毫米,正常執行一天,可以開挖隧道10米-20米,速度是人工開挖的三到四倍,既安全又快速。

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4、在2008年以前,我國的盾構機全部依賴進口,進口盾構機每臺價格高達3個億。

20多年前大型盾構機和光刻機一樣,國外製造商卡脖子,當時盾構機全部被美、德、日壟斷,想要就得花天價去買,進口一臺盾構機就得上億元,但是我們當時正在大興基建,所以縮短時間搞建設不得不進口盾構機。

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1997年,西康鐵路秦嶺98公里隧道,專家測算如果使用傳統的炸藥爆破方法,打通隧道可能需要十多年!但是時間對我們來說太寶貴了,所以為了趕進度,我國就從德國引進了兩臺盾構機,一臺進口盾構機的售價高達3億元人民幣。這是我們首次使用進口的盾構機,因為沒有任何相關經驗和技術,只能完全聽人家的。

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據說除了購買價格貴之外連維價格也非常貴,零部件全部需要進口,最讓人氣憤的是在維修時不允許任何中國人進去觀看,有種任人宰割的感覺。

5、從進口盾構機大國到世界盾構機制造強國,我們僅僅用了22年!

由於不掌握核心技術,裝置需要外國專家遠渡重洋進行檢修。昂貴的進口成本,低效的裝置維護,耗時的跨國溝通,中國在盾構機的應用上處處受制於人,嚴重影響著中國基建的效率和發展。

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從進口德國盾構機的那一刻起我們暗暗立誓,我們一定要製造出自己的盾構機,不能讓別人卡脖子,我們的基建不能由外國人說了算。

外國人得知我們想要自己造盾構機時,外國人嘲笑到:給你圖紙也造不出來的神器。這也更加堅定了我們製造國產盾構機的信念,於是就在西康鐵路完工後國產盾構機的研製正式列入了“863計劃”。

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2008年研發製造了中國第一臺具有自主智慧財產權的複合式土壓平衡盾構機——中國中鐵1號,實現了從0到1的跨越。

2015年,中國國產首臺鐵路大直徑盾構機下線,擁有完全自主智慧財產權,打破了國外近一個世紀的鐵路技術壟斷。

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2019年,中鐵裝備製造的直徑達15。03米全球最大直徑盾構正式下線,也標誌著中國盾構機的製造已經領先全球,在盾構機領域沒有對手了。

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2012年我國第一臺盾構機走出國門,如今中國盾構機已經銷往德國、新加坡、義大利、波蘭、澳大利亞、法國、馬來西亞等世界各地。中國盾構機的銷量在2017年、2018年、2019年連續三年產都是世界第一,佔據著全球市場的2/3市場份額。從進口盾構機大國到世界盾構機制造強國,我們僅僅用了22年!

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

中國盾構機制造有6大王牌:鐵建重工、中鐵裝備、中交天和、上海隧道、三三工業、北方重工。它們是中國盾構機制造的王牌,同樣也是世界盾構機制造的王牌,因為它們製造的盾構機應用與世界各地。

6、盾構機的使用壽命只有10到15公里!因為超期使用易出故障,也只能報廢。

盾構機的設計使用壽命一般只有10到15公里之間(其主軸承的設計使用時間是10000小時到15000小時,使用時長為一年多一點)。盾構機屬於精巧裝置,使用時間超出設計範疇後,各種效能就不能保證穩定了,容易出現故障。而盾構機只能進不能退,其維修是非常困難的。在國外對盾構機的處理比較簡單粗暴,盾構機超使用超期後,就會直接報廢扔在地底下不要了。

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

但在我國由於盾構機比較昂貴,所以當盾構機達到使用年限之後都會挖出來修修再用,為此國內還成立了專門的盾構機“4S店”換個零件就可以繼續使用了,不過更換零件也是更昂貴的,少則幾十萬,多則上百萬,但是與一臺新機相上千萬相比,還是減少了很多成本。

7、盾構機只能定製,所以造價昂貴。

可能大家不知道,每個工程使用的盾構機都是根據其城市的特殊條件量身定做。盾構機的設計、製造和執行成功與否,最主要的制約因素是地質條件,所以盾構機的製造必須要有針對性,一臺盾構機一般只能適用與一個工程。也就是說,盾構機無法批次生產,只能量身定製。

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

因為該裝置的關鍵部件主軸承、電機、液壓馬達等以前都是從國外引進的,所以價格昂貴,雖然現在已經實現國產化,但是這些裝置的使用壽命年限很短,價格也是居高不下。

目前進口盾構機的價格普遍在5000萬以上,國產盾構機均價在3000萬元以上,但是國產直徑11米以上的盾構機一臺要上億元。所以國產的有便宜也有貴的,也不是隨隨便便就能買的起的。

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

所以看到這裡大家也應該明白了,為什麼盾構機不能用來挖火車隧道,反而可以挖地鐵隧道。總的來說就是根據地質、價格、工期、還有修建隧道對交通的影響選擇的。

鐵路的隧道一般都很短,多在幾公里以內,如果為了一個幾公里的隧道專門生產一個盾構機划不來,如果鐵路隧道超過十幾公里,並且預算夠的花也可以使用全斷面硬巖隧道掘進機。而修建地鐵隧道就不一樣,修建一條地鐵基本都是10公里以上,造價都在100億以上,再加上地鐵的修建都是在城市的建築和道路的下面,不能影響交通的作為,所以盾構機挖掘便是首選。

為什麼挖鐵路隧道,不採用挖地鐵的盾構機!說出來怕你不相信!

寫到最後:所以鐵路隧道使不使用盾構機是根據地質結構和經費預算來決定的,由於地鐵隧道的特殊性,大部分只能使用盾構機進行挖掘。

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