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我是科学家:“千万豪车”掘进地下城,“基建狂魔”如何打造“钢铁穿山甲”?
关键字: 中国基建中铁盾构机基建狂魔04.挖到天上去
当我们形容一个人很“能”时,往往会说“你咋不上天呢?”这个永恒的追问对于盾构机同样有效。
既然现在盾构机发展得这么厉害,咋不上天呢?
图片来源:@国资小新
我们知道,在未来的深空探测和太空资源获取过程中,如何在天然天体(如太阳系内卫星和小天体)上进行挖掘?航天任务要求有效载荷轻量化,能远程遥操作或自动运作就不要载人。目前无人、无氧的智能化隧道掘进设备已经在开始预研了。但是否有考虑面向远期的深空探测研发天基隧道掘进设备呢?我把这一系列问题抛给了盾构机专家。
对于这个问题,专家并没有正面回答,而是采取了迂回的路径,他首先对未来10-15年的中长期隧道掘进技术发展趋势进行了介绍。
他说,这些中长期趋势都是找目前40岁左右的专家论证的,这样可确保在其职业生涯内实现这些技术。
中长期的技术趋势可以用三个字来概括,就是“长”、“大”、“深”。
所谓“长”,就是很长的隧道可以一次打通。目前硬岩掘进机的寿命可以支持连续掘进25千米。超过25千米的隧道,比如50千米的隧道,就得采用两侧同时施工的方法来贯通。
盾构机的连续掘进寿命大概是10千米,那么在10-15年之后技术发展目标是海峡隧道可以一次打通。比如琼州海峡等,这在技术上是可行的。
另一个关键词是“大”,要多建大直径的隧道。以目前的城市中的立交桥或跨江大桥为例:研究表明,建成这类桥梁之后,桥两侧、特别是引桥周边的商业环境会变差。而地铁口、过江隧道口附近的商业环境会变好。单从提升城市商业环境的角度讲,修隧道比修桥要好。
为提升运力,目前的公路隧道从原来的两个两车道,发展到现在的两个三车道,在将来将达到两个四车道甚至更多。这样打一个大直径公路隧道就可以解决城市桥梁中引桥太多、断头路等交通问题。
“深”是第三个关键词。这个很好理解,隧道向深处挖掘,对地面的影响会小一些。目前国内的地铁隧道深度基本在30米以内,下一步将开发深度在50~100米内的城市地下空间,拓展城市居民的活动区域。
“中铁装备”使用小型盾构机挖掘的地下停车场。
我们在郑州就参观了“中铁装备”用自研的组合式矩形盾构机挖掘的企业园区内地下停车场,供自己的员工停车用。看起来它与普通的停车场别无二致。
最后这位专家终于正面回答了我的问题,即太空中的“轻量化”。
他说,隧道挖掘技术一般要强调技术平衡,这样隧道建成后的状态是稳定的。在掘进机的结构设计中,会注意轻量化的问题,但是设备要讲究平衡。在天然天体上挖掘隧道,在技术上不是障碍,主要看需求的拉动,可能太空掘进机的能量来源是个问题。目前在地球上建铁路,工程施工阶段要使用大量的电力,光电费就要上百亿元,在未来的太空挖掘时代,可能要用到小型核电站来供能,考虑到目前小型核电站已经可以装配到船舶上,所以这应该也不是什么难题。
铁建重工研发的磁浮智能巡检车
一万年太久,只争朝夕。这些研发、生产盾构机的央企,既具有市场意识,也极具创新意识。他们会根据市场的需求,灵活研发相关的技术,以符合市场需要。比如说新疆棉花丰收,企业就根据自己的技术优势为棉农研发自动采棉机。比如不适合建设地铁的城市,可能会考虑到地面轨道交通如磁悬浮等,所以他们会成立专门的研究机构研究磁悬浮的配套设备。他们制造的相关设备目前已经在长沙磁悬浮线,即中国首条自主知识产权的商业低速悬浮线上使用。
国产盾构机企业虽然还未“上天”,但入地(老本行)、下海(海底隧道)甚至贴地飞行(磁悬浮)……都已经做到了。照这个趋势发展下去,“你咋不上天呢”——也许很快就会实现了。
图片来源:@国资小新
- 原标题:我是科学家:“千万豪车”掘进地下城,“基建狂魔”如何打造“钢铁穿山甲”? 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:李泠
- 最后更新: 2019-06-06 07:42:58
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