在1863年,英国人发明了地铁,那时的清王朝还在举行科举考试。当时,为了修建地铁,工程队中断了地面交通,从路面向下挖出深沟,随后用砖块砌成拱形隧道,接着用泥土回填,重新铺设路面以恢复交通。这种方法既耗时又会影响路面交通。而直接在地底挖掘又存在坍塌风险,于是工程师设计出了最早的人工盾构机。
工人站在机器前方挖掘泥土,每当挖掘一段距离后,盾构机就会利用液压千斤顶将金属圆筒顶到最前面,支撑住挖掘出的空间。而后方的工人会迅速在新挖的隧道铺上铁板,接着浇灌水泥进行封闭。这种方式不仅不会影响地面,安全性也得到了增强。
然而,盾构机前方可容纳的人员有限,即便不间断工作,一天也只能挖掘三到五米。为了加快施工速度,工程师将盾构机前方换成了可旋转的刀片,这些刀片能够绞碎前方的岩石,下面的传送带则迅速将碎石传送到后方。不仅如此,盾构机上的千斤顶还会在隧道内铺设钢筋,接着喷上混凝土,使其更加坚固。盾构机的出现极大地提高了隧道挖掘速度,一天就能挖掘五十米。
需要注意的是,由于地下地质环境复杂,尤其是遇到较为松软的土壤时,可能导致地面塌陷,甚至引发房屋坍塌。因此,工程师会先进行地质勘探,在一些松软地带铺设管道,再......
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