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国产“京华号”盾构机将喜马拉雅山打穿,正在建造全球海拔最高铁路 2024-04-09 20:14:04

2021-05-15 10:16·科学探索猫

你敢想象中国要在常年都有积雪和冰山的喜马拉雅山脉修建铁路吗?没错,这一工程早就开工了,它就是全球海拔最高的铁路——中尼铁路,这项工程预计将于2026年完成,而我国之所以能在环境如此复杂的条件下修建铁路,主要得益于我国最新研制的全球最强盾构机——“京华号”盾构机那么这台盾构机是如何在施工过程中为我们提供帮助的?我国为何要花费巨大力气去建造中尼铁路呢?

喜马拉雅山的平均海拔在6000米以上,它是中国与尼泊尔以及印度、不丹等多个国家的天然国界线。所以要修建一条铁路来连接中国与尼泊尔两个国家,就必须使其穿过喜马拉雅山山脉。

喜马拉雅山路线艰险,高寒缺氧,山上常年都有积雪和冰川,若是要在那里修建铁路,既需要过硬的技术,又需要施工人员能够扛得住那里的恶劣天气,这难度要比修建青藏铁路可大得多。

在许多外国人眼中,穿越喜马拉雅山山脉修建中尼铁路是一件不可能的事,但是我国的工程师们却正在将这一项他们眼中不可能实现的工程,慢慢变成板上订钉的现实。这条中尼铁路全长540公里,其绝大部分长度都建在了中国境内,它将从日喀则出发直通尼泊尔边境的吉隆县。

由于喜马拉雅山的地理环境比较特殊,所以要求中尼铁路运行之后的最高时速必须保证在120公里以下,这也足以证明建造中尼铁路之艰难。而我国的工程师们就是在这样艰难的背景下,带着国外诸多人的质疑开工了。

想要横穿喜马拉雅山脉建造铁路,首要困难便是怎样在喜马拉雅山脉挖出一条可以建造铁路的隧道,这个时候就该我国的超大直径盾构机登场了。这台盾构机拥有全球领先盾构技术,是我国迄今为止研制出的最大直径盾构机,它的名字叫做“京华号”盾构机

它的最大开挖直径可达16.07米,其总重量为4300吨,长度有150米,它的高度要比五层楼还要高,是一个名副其实的“巨无霸”。这款“京华号”盾构机是由中铁14局集团和中国铁建重工集团联合研制的,它是我国企业首次成功制造出的直径高达16米的盾构机

要知道一般业界是把直径在12米及以上的盾构机划分为超大直径盾构机,我国这款直径高达16米的“京华号”单从尺寸上来看,就已经处在全球领先的地位了。当然了,它也不只是仅有一个巨大的空壳子,“京华号”超大直径盾构机是集机械传感、液压、光学以及信息等各类尖端技术于一体的先进设备,具备极高的可靠性,所以从技术水平上来讲,“京华号”超大直径盾构机也是领先全球。

其实早在许多年前,我国就已经开始使用盾构机来挖隧道了,只不过那时候我们使用的盾构机都不是我国自主研制的,直到2003年我国才生产出第一台自主设计制造的国产盾构机。

在那之前,我们所使用的盾构机都是从国外进口而来的。1996年我国在修建秦岭隧道时,为了保障施工人员的人身安全,尽可能地缩短工期,曾经花费了七亿元的高价从德国购买了两台二手盾构机,这两台盾构机当时确实为我们提供了不少便利,但它们毕竟是二手盾构机,在我们使用了一段时间之后,机器便出现了一系列的问题。

由于我们自己不具备盾构机技术,所以只能再花钱从国外邀请专家,让他们帮我们修理和保养这两台盾构机。但是令人感到气愤的是,他们不允许中方人前去邀请专家,如果想要让他们派人来帮助我们,就需要给到他们每天一万元的咨询费用,在那个年代一天就要一万元,可以算的上是天价咨询了。而且就算花巨资将他们请了过来,我们的盾构机维修进度还得需要他们来决定,那如果对方要是拖上个一年半载的,我们岂不是要白白给他们更多的咨询费了?

他们当时无非就是欺负我们没有技术,坐地起价。为了能够不再四处求人,为了能够掌握更多的话语权,在进入21世纪之后,我国于2002年将“隧道掘进机关键技术研究”列入了国家重点工程,虽然我国的盾构机技术起步比较晚,但是我们却实现了弯道超车。

如今,我国研制出的这款“京华号”盾构机,除了在产品性能上处于全球领先地位之外,还受到了多个国家的青睐,拿到了不少国外订单。这不仅意味着我们彻底摆脱了曾经西方国家对于我国盾构技术的垄断,扬眉吐气,还说明中国科技已然走出国门,走向了世界舞台。

那么这款强大的盾构机是如何在环境恶劣的情况下挖通隧道的呢?

盾构机正如它的名字,包含两部分,“即盾”和“构”。第一部分的“盾”,指的是指刀盘和盾壳,是用来突进和防御的。第二部分的“构”,则是指的注浆与管片衬砌,被用来构筑和修建。

盾构机的组成结构较为复杂,主要包括导向系统、掘进系统、同步注浆系统、渣土改良系统、拼装系统、密封系统等多个部分。


当盾构机处于工作状态时,它自身所携带的千斤顶可以通过已成型管片来提供反力,从而向前施加一个推力,再通过刀盘旋转将掌子面土体切割下来,经过管道将渣土输送出来,衬砌由拼装机拼装管片组成,这些管片在盾构机的背后同步注浆,就可以形成永久结构,所谓的“地道”也就建造而成了。

其实说白了就是在盾构机前进的时候会喷出一些液体,前方的土质就会被软化,然后它再利用刀片等结构将这些土割下来,把土渣存到自己的“肚子”中,最后再将其从后端倒出来,并且在它前进的过程中,还会同时把隧道进行加固,达到一次性成型的效果。

也正是有了这样性能强大的盾构机,我国才能在喜马拉雅山那样恶劣的环境下修建中尼铁路,将来中尼铁路一旦建成,就会成为全球海拔最高的铁路。那么修建这条铁路对我国来说有何意义呢?

要知道中国每年去尼泊尔旅游的人数高达十几万人,等这条铁路修建完成之后,前往尼泊尔旅游的人数想必只会更多,相应地,通过这条铁路从尼泊尔来到中国旅游的人也会相应增加,能在一定程度上促进我国旅游业的发展。

另外,尼泊尔虽然有着丰富的矿产资源,但是他们的开发技术尚且不足,若是将来我国能与尼泊尔达成合作,我国的公司就可以前往尼泊尔帮助他们进行矿产的开采,也在一定程度上促进了我国矿产企业的发展,拉动了我国的国内经济。

而且中尼铁路的建成意味着中尼关系的交好,这也将有利于扩大我国在南亚地区的影响力,进一步提升我国的国际地位。


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