城市地鐵是如何挖到的?

現代化的隧道掘進機宛如在地下活動的巨蟲,在我們的城市中挖鑿出將近數千米,能夠火車和汽車行駛的長廓。我們一起跟伴隨著在其中兩部設備在倫敦地底遊覽一番。

龐大的工程建築不止是古埃及才有。

在倫敦已經挖掘的將近42公裏的城市地下鐵路隧道錦上路發展眼前,胡夫金字塔好像變成鬧著玩的。這42公裏的隧道施工由兩條平行線路構成,每一條長21公裏——由於每一條隧道施工只有行車一輛列車,因此必須兩根路線來保證雙重交通。

當初或是倫敦市長的鮑裏斯·約翰遜(BorisJohnson,掘進機機嘴中著橙衣者)參觀考察“維多利亞號隧道掘進機施工工地。

幸運的是,現如今間距大金字塔的時代已經過去了4500年,在工地上辛勤勞動的不再是奴仆,反而是巨蟲一樣的設備:隧道掘進機。他們孔徑7米的大嘴巴鋪滿牙,可以不費力氣地咽下土壤、岩層,這種設備可以說人類的曆史上造就出的較大的怪物之一。

也許你會覺得這種設備的存有讓倫敦市民的日常生活深陷煉獄一樣的困惑。但實際上,他們悄然無聲。這種設備在地下日以繼夜不斷挖坑機了三年土,地面营销方案上卻沒所有人了解在它們腳底,340萬噸級的土壤已經消退。

倫敦的地區鐵路線

這一工程項目於2018年完工以後,可以讓倫敦這座擁有近900萬住民、出現異常忙碌的大城市每小時招待7.2萬多名遊客搭乘這一條名字叫做Crossrail的新線路。

這一條路線總長120公裏,早已大大的超過了倫敦市的范疇,西連以音樂會著稱的雷丁,東接泰晤士河左岸的申菲爾德和右岸的艾比伍德,經過倫敦市核心。有些像大巴黎地域的地區鐵路線。現階段,工人們已經隧道施工內鋪裝火車軌道,並抓緊基本建設一個新的地鐵站。

早就在隧道掘進機創造發明之前,大家就早已會發掘隧道施工了。古代,大家先挖出來正宗,隨後安上圓頂,末尾用沙土遮蓋總體。

到歐洲文藝複興,相比十字鎬,大家進行大量地應用火藥,後面一種迅速,但必須精確操縱使用量。而現如今修建Crossrail常用的隧道掘進機的原型恰是在英國發生的。

隧道掘進機的先祖

馬克·布魯內爾(MarcBrunel)是一位在大革命時期移民投資到倫敦的法國人。1818年,他逐漸構想應用一種生鐵構造來維護發掘泰晤士河第一條水下隧道的職工。

這類重約90噸、用鐵和木材做成的設備由很多小屋子構成,施工人員能夠在屋內用十字鎬土方開挖,可挖的較大薄厚為10cm。

當每一個屋子的建築工人都挖完10公分後,設備便繼續前行,瓦工則用磚頭填蓋設備前行後留下來的地區,以後的流程依此類推。

這一念頭非常厲害,但是馬克·布魯內爾的設備密封性實際效果卻不大好,施工過程中被水淹了好幾次,造成很多職工身亡。

一直到1842年,泰晤士河的第一條水下隧道方可竣工。接著需到上世紀60時代初,伴隨著機械工程的發展,隧道掘進機才得到健全。

為了更好地挖鑿泰晤士河下的羅瑟希德(Rotherithe)隧道施工,工人們從1904年起,一米一米地土方開挖刨石,一直工作中到1908年。

1987~1993年,英吉利海峽海底隧道的建成最後證明了隧道掘進機的高效率。如今修建Crossrail應用的隧道掘進機比較接近修建英吉利海峽海底隧道時采用的一些機器設備。

盡管Crossrail的建造工程起源於2012年,但這一想法的起源卻很早以前。19世紀初,大家早已在探討將倫敦物品兩邊連起來了。

2008年,政府部門和女神准許了Crossrail的基本建設。因此創立的企業收集了所有關於倫敦地底的數據信息。主要是根據鑽芯試件來獲得地底土壤層的超精准構成圖,這樣就能夠依據土壤層組成來能夠更好地操作機器。

倫敦的土壤層以粘土為主導,最深處則是灰岩,並沒有強度較大的食物,對設備而言沒有什么好擔心的。與此同時還需要掌握自來水管、燃料管道的精准所屬,哪兒會出現別的地鐵路線通過,下水管道又在哪裏……技術工程師由此為隧道掘進機確定了一條准確的工作中路線,讓他們還可以繞開全部阻礙。

2012年5月,Crossrail工程項目全面啟動。為了更好地發掘兩根8.3公裏(路線中最長的一段)的隧道施工,工程項目迎來了它第一個大工地。職工首先要發掘一個大中型工作井來安裝挖機,這一工作井孔徑30米、深45米,容積相當於12個奧林匹克運動會遊泳館!

職工在井中挖出來隧道入口,隧道掘進機將從那邊邁開前行的第一步。因為讓設備精准地順著隧道施工的後軸向前,還鋪砌了火車軌道。

地底的二位女神

全部工作到位後,兩部超大設備由起重機先後吊上工作井。工程項目方依據二位偉大的英國女王的名字各自將他們命名為“伊麗莎白”號和“維秘”號。

伊麗莎白”號隧道掘進機被吊上到孔徑30米的工作井,它在那兒被安裝到軌道上,逐漸向前工作中。

這種隧道掘進機(或稱TBM:TunnelBoringMachine)由德國Herrenknecht公司生產制造,以前就曾在2009年巴塞羅那地鐵站增加工程項目中大展身手。一台隧道掘進機的價格高達1400萬美元上下。

Crossrail一共使用了8台掘進機來開掘5段路線,每段路線包含2條隧道施工。這種“巨蟲”的鋼質盾殼孔徑達7米,長10米。最前面的切割頭轉動以開展刨挖,它依靠鎢制端銑刀盤破碎岩土工程,有點兒相近數控車床。

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