一口氣看完盾構機是怎麼掘進隧道的，本視頻製作用時1個月

本視頻耗時一個月製作共計20分鐘吸收上百位機械工程師行業精髓帶你深入瞭解頓購機建設18個隱藏大問題 伴隨鐵路增加當地始建於100多年前水電站的能耗短缺情況變得越發嚴重 施工團隊計劃依託地下管網系統將原始發電量提供四倍以上 但在後來修建45度大山隧道時出現一系列地下水外流洞穴塌方直接將原有計劃推翻 坐落山腳的發電站與高處地面800米山頂相連 在它背後是一片縱橫交錯有待開發的未知土地 所以團隊要從上分別放置三根勘探樁 隨著統一停止 已然表明南蛙地帶處於200米以下的深層區域 而上面平級交錯寒水地層也將致使本次施工週期撲朔迷離 因此計劃先將深層建立一個略寬長廊 從而給排水排料留出充足空間 一旦再次接近南蛙礦層 便要依靠斜坡豎井以斜面向上延伸至山頂湖面 為了應對不同坡度 本期共規劃兩個拐點 第一個是在直徑3 2米隧道下完成的最大落差 不僅要考慮地殼振動斷層變化 還要做好45度帶來的極大挑戰 特別對於這個項目來說 哪怕一釐米都會引發最後的天差地別 因為單段至少近長1 4公里 而最終僅結束在比原隧道直徑大不了兩圈的滑道時 該工程始建於2019年 通常先從山腳下長廊作為本期整篇開頭 一聲炮響讓原本堅硬石頭脫離上萬年來地殼變化的歷史長河 前面挖掘 後面噴射混凝土 而離它不遠地方卻在不斷流水 冰冷刺骨地下水早已成了團隊揮之不去的無形伴侶 本期約有250個爆破階段前後鑽探2萬餘個炮眼 給身體意志與心靈造成莫大考驗 但危險從來都不是水決定的 因為前期還處在低壓階段 即便是在無比潮濕環境裡 特殊炸藥也能順炮眼發揮關鍵作用 與此同時 隧道一直源源不斷向外流出地下水 施工團隊曾希望在挖完長約400米寒水巖後 進入地質學家預測的乾燥岩石地帶 然而布隆樂觀在這爆炸後 直接出現一個足有18相當於100米高的水柱 再已知風險巨大 還要貿然前進是不負責任行為 因此團隊走出隧道前後商討三天 從外面找來一個地質勘探隊 準備以定向鑽探堵住流水孔 但這顯然不是個手到擒來的活 據悉鑽頭在往覆轉動時 每秒水流射出頻率高達100升 當水流截停 地質學家對本輪洩壓作完全面評估 發現這不是一個好兆頭 因為勘探即將進入5個未成功排水鑽孔 而且前面將要面對的岩石粗糙一歲 如果繼續必須轉用鈍鉤機 而不是用炸藥導致整片礦層引發連鎖坍塌 這使得我們得到另一個名詞 隧道不孔 首先用特製漿料密封現有寒水層 再用混凝土將最後打穿的10米長廊回填封堵住 從而起到支撐防止注入漿料經剛纔不穩定岩石區再次掉進隧道 由於寒水層所蘊藏水脈幾乎是傳統方法 無法一次性永久密封的 如果操作不當很容易觸發二次坍塌 因此這裡採用非常規水泥與純樹脂兩種材料 而每次注入都要先從水泥開始 如果地層岩石具有相對較小等長裂縫或水流 直接用水泥便能回填堵住前面鑽孔 隨著主內孔逐漸填滿此時壓力會陡然增加 迫使水泥繼續順錯綜複雜的各式裂縫不停流直至全部密封才會停止下來 可如果鑽孔裂縫較大我們將會得到相反結果 仔細來看當水泥經過通道每等停歇位於一旁水流直接就給沖走 所以裡面根本無法形成壓力 這時設備便會向內加入純樹脂 當兩者一旦結合所附帶粘性足以堵住原體積十倍縫隙 其次樹脂並不是越多越好 當壓力增加設備又會切回水泥 至少在當地他們是這麼做 不知道國內是不是也如此處理 少量水流最終還會流向隧道 但對於不喜歡水的人來說這項工作已經無法用語言形容 好在努力沒有白費堅持得到最終回報 令專家驚訝的是在完成十四組整體澆築和一千多個不孔 團隊得以掠過寒水層有效進入地層相對良好的岩石地帶 經過一次次不斷延誤原本計劃一年建成如今過去365天也只來到樹井拐彎艙 但得益於長廊體積眼前所有設備均能通過跑車拉到裡面 好比用於爬升挖掘的連帶軌道是由引導裝置操控器形成26度原始坡度 待樹井拐點的80米進場空間準備完畢才能將另一個大名鼎鼎的遁構機運至洞中 由於設備巨大因此整機式拆成六組分體運輸 尤其最窄間距甚至不足十釐米對於操控員來說這並不是一件容易的事 視頻遁構機安裝總長100餘米為了給後面留出預留空間 團隊計劃使用液壓連同道鏈裝到軌道後再以貪吃蛇方式安裝一節向前運輸一點 所以我們能發現只要調好配套系統遁構機是可以拐彎的 遁構機學名叫做遁構隧道絕境機 集成光機電液傳感信息為一體的現代工程機械 其次回答夏毅開頭提出的問題 遁構機並不是一次性幾千萬造價哪能說扔就扔 在貫穿隧道後只是捨棄外部鋼結構其他部件可以循環使用 比如在挖進過程中前面23顆滾刀需要承受高壓滾過岩石 這使得它首當其衝成為最易耗損零部件 掉落下來的碎石首先掉進切割輪然後再順切割通道自行滑進滑道 與此同時切割輪會向滑道噴灑適量清水 從而讓碎石在沖刷帶動下變得更易流出 但一切都源於始料未及的不可預測性 為此狹小空間始終配備7名工程師 神色凝重下是時不時緊盯岩石層的緊張情緒 在鑽探過程中位於後方4臺液壓機能產出500噸壓力 從而讓滾刀持續切割岩石 這甚至超過整臺挖掘機總重 而它後面是用以支撐外部擠壓力的保護罩 當設備挖完一段 它便向前同時打開橫向4組液壓機 釋放上百噸推力來固定自己 在常規模式挖進1.2米隧道用時30分鐘 而整組鈍鉤模塊後是4臺液壓馬達協作驅動切割輪 一邊向內擠壓一邊呈旋轉切割 恰巧又是多套液壓機巧妙組合 正好讓原本施加在鈍鉤機上的扭矩 被垂直定位補償液壓系統吸收 這裡面每個液壓機都可以獨立控制 從而通過不斷調整保證最終絕境路線 一旦挖完一節設備前端停止 然後鬆開加持器由後方液壓桿重新向前推 在鈍鉤機恢復正常絕境之前 還要必須將整機後半部分向前拉過來 而用以維護提供動力的17個拖液單元組成設備 在為整機供電 這些電機被牢牢保護在機器後方 並在原基礎前面還採用冗餘設計一套全倍預防裝置 從而保證安全防止整機沿傾斜坡度滑進隧道裡面 整節採用兩對全倍加持器 附帶強大液壓推力讓每次大約能移動一個鑽孔深度 支架與連桿固定由液壓系統負責 如果機器處在隧道 因角度制時向後傾斜 加持器便會獲得感應後立刻自動向外擠壓 這一切都要歸功於機器基於幾何形態構成的自抑制系統 即使斷電事故鈍鉤機所有液壓單元也會正常運作 假設出現完全斷電 加持器液壓系統失效 高壓縮氮氣應急管便會啟動自抑制 從而觸發警報再次向隧道支撐 這意味整套設備失去所有保障 也有兩對加持器為鈍鉤機提供固定 而前組保護罩則會因電力失去液壓 因為它沒有自抑制系統往往需要主動壓入岩石 在挖進過程中 鈍鉤機達到最大延伸點後 前端加持器會首先縮回 同時由電機帶動向前推 一旦到位第二組加持器便會以圓軌道繼續移動 直到全被預防裝置完全固定最前面保護罩 才會釋放壓力更換位置 並由後方推進器重新支撐岩石岸緣點位挖進 由於此時還處於整條隧道最小延伸點 因此速度可能比預估要快 鈍鉤機將牽引設備經過循環推進 在陡峭緩坡上以1.2米增量穿過異常堅硬的岩石 前往海拔800米以上最終目的地樹井 為了縮短工期 與此同時的樹井也在緊鑼密鼓建設 主體採用與前段隧道類似的爆破工藝 其次表面還附帶一層用於減緩衝擊波所達到的橡膠墊 令人印象深刻的是整個施工現場 必須通過深度高達38米以上火源型運輸通道 除了環境富含負離子 還配備一根用於往返輸送建材的物流索道 大到挖機攪拌車產車 小至水泥電機無不是在樹井向下佈置 在如此巨大的地下空間還能讓陽光充足流進洞內 而這正是考慮太陽變化 與火源型探照感知引力的強量設計 洞穴另一側已經為遁垢機預留了足夠位置 工程師們要拿自己畢生所學 將來自山谷外的混凝土鋪在地面 從而讓140米洞深在同水平狀態下精準無誤 而這也是寒冷山洞裡僅存的熱氣 在距離湖面不到20米範圍內的另一部分也在緊急建設中 得益於冬季湖面結冰水流放緩 為此團隊從滑道井向下建設一條用於排水通道 僅做排水使用沒有其他用途 現在讓我們以時速600公里最高飛行速度 來看一看遁垢機此時挖進多遠 如果要按每小時2米進度來算 它顯然沒有視頻動畫效果快 不出所料距離機器開挖已經過去4個月 前後總計穿越450米岩石層和200米的特定高度 這裡人員試行兩班島雖說會有短暫疲憊 但不具備長期高壓 在穿戴整齊過後 便會順著阿爾卑斯山脈流下來的淡水向上攀升 這意味存在落石的可能性 但隧道支撐與大量來自室外壓縮空氣 也將這潛在隱患杜絕在絕無可能的地步 通過20分鐘的有趣聊天 工程師最終來到後約3米大號乳蟲外面 並從僅能一人行走樓梯後面穿過3.2米拖曳機組 遁垢機現有設計非常狹窄 巧妙的是輪廓得到有效利用 壓縮空氣輸送管與碎石傳送帶幾乎都走設備下方 支撐結構與行走通道是在原有上面鋪設 並且所有拖曳單元都設有物料鎖頭 由於異常狹窄 因此團隊要求鎖道必須暢通 只有人力無法抬或者不到萬不得已 一般不會輕易使用它 因為這東西使用一次 壽命少一次 值得注意的是 一號拖曳機組後方裝有一套裝置鎖與鑽機 正好是將嚴定固定在隧道內壁的格柵防護網上面 從而避免弱勢傷人 二號拖曳單元攜帶的是不可或缺空氣淨化系統與噴槍 三號則以控制站與液壓油泵作為整套單元主設備 控制站屬於整機核心 為此防護更為齊全 剩下其餘拖曳單元上分別有變壓器電子設備軟管水管 和水泵與用於供應壓縮空氣管道 再次向下延伸 便會得到一根支撐整機爬升的鐵路管道 這根鐵軌是從下一直向上延伸 其強度足以支撐火車運行 唯一區別是頓垢機軌道略窄於火車鐵軌 待軌道放在發射艙做好一切準備後 自動運輸至設備拖曳組 仔細看上面這就是頓垢機自帶的塑膠 不到萬不得已一般不會用至少團隊是這樣要求 當軌道架設完畢便會在原基礎鋪設滑道 兩兩相互對齊確保所有人員脫離下方之後 一聲令下啟動按鈕 山裡鑼鼓喧天鞭炮齊鳴 山下也是紅旗招展忙得頭頭是道 視頻發電站源於百年前建造已經無法滿足當下供電需求 為此更換渦輪機改造過後有望實現每秒8立方米水流通過 在山下電站建設同時山裡頓垢現場再次出現意想不到的極大問題 那就是頓垢機在連續挖了12立方米礦石後依舊沒有任何向前動作 從滑落材料來看這是一個令人擔憂的情況 因為如果繼續很容易形成大面積空洞觸發二次山體塌方可能性 為此結閤眼前情況緊急叫停當前挖掘 與此同時團隊向周圍山體打下六根鑽孔並以此檢查岩石硬度變化 在評估鑽探條件後兩個相互移動的固定岩石變得清晰起來 甚至形成一層以破碎岩石為基礎的緩衝帶我們稱為斷層泥 因此專家推斷一個面積略大於20平方米硬巖正在以不可預知的方向在軟巖移動 一旦鬆散過度勢必會釋放更多帶有質量的巨型岩石 為避免進一步塌方工程師計劃向內部插入為數不多空心鋼 同時注入水泥以此形成帶有鋼結構為基礎的簡易承重量 這些初期結構會被永久封存裡面後在巖山級從側面重複鑽探 這過程比你我想的還要漫長前後用掉四周總計注入13噸水泥 才終將斷層封住達到常規岩石層強度 所以遇到洞穴基本都是採用此原理只要前期封住後期不會有任何安全問題 現在遁垢機正在面臨未受保護的山體滑坡區域而且是絕境最危險階段 團隊計劃用環形拱頂鋼梁來為整體加固 其到堅實立足點同時還能為下游防護裝置提供支撐 因為處於斷層地帶的加持器無法可靠地頂起岩石 為此只能用環形拱頂充當簡易支撐但它處理過程比想像的還要複雜 裸露在外岩石看似堅硬無比可仍能被機器壓得粉碎 處在下方岩石還能用電鎬時不時地處理一番 但設備上方那100噸軟巖只能靠多年功夫小心加固後再祈禱不要坍塌下來 下一步就是盡自己最大努力安裝拱頂襯板 如果夾縫十塊過大還要徒手敲碎取出來 以便遂時經由鈍構機下方滑道排向山梯以外 襯板通常是由竪井中間的人員以拖車向上運輸 礙於自身重量緣故每次僅能運五塊 而它的安裝更是無法藉助機械只能依靠身體徒手組裝 看來這是一項艱難的體力勞動 為了增加襯板強度往往需要兩人才能同時搬起 本次共計安裝85米襯板經過6個斷層總重量高達100餘噸 又向加層回填100噸水泥對於不到40人的一個團隊來說 這顯然是一個偉大成就 一旦鈍構機完全移出襯板層 這就意味只需再向前挖進25釐米 就能讓原本處在硬巖層的保護罩再次回到擁有硬質屬性的襯板層 但我們要了解一點那就是擁有500頁壓力保護罩在發揮作用的同時 必須要和後方加持器呈同一水平精度從而讓其以中軸鑽探 否則500噸壓力會讓鈍構機卡在桶子搖擺不定 引發錯位偏移致使整機報廢 而這也正是鈍構機穿越山區最該考慮的因素 因此駕駛鈍構機的操作員必須在擁有一定經驗知識的同時還要保留一絲直覺 因為電腦反饋的只是一些參數至於怎麼走會不會壞全憑個人決定 經過一個月便可以穿過這片斷層 鈍構機保護罩是一個只能前後不能自主橫向動的裝置 因此只有等前面挖完才能收回三角裝置拉保護罩向前移動 而這也正好契合咱們一開始提出的問題鈍構機為什麼只能進不能退 其實鈍構機並非不能退只是掘進過程不能退 因為整機只有單向推力系統不具備反向推力 其二是後退反轉引發卡死刀具脫落 廣州地鐵22號線就曾因障礙物後退1.5米 致使管片地表沉降造成800萬損失 因此行業內有個不成文規定寧讓百米不退一寸 所以這不是能不能退的問題是你能不能承受相應代價 經過每天20米的45度重複絕境到這裡已經粉碎5000立方米岩石 而滾刀也比最初降低不少厚度但此時仍有恐怖的80公斤 兩人上下揮舞費掉十足力氣才將它緩慢取下 而運輸自然也成了意想不到的重頭戲 滾刀 得益於當地環保要求 絕境下來的礦石不能直接扔向大山 而是要經充氣篩選過濾後 用惡石破碎機將每塊岩石逐一壓碎 直至變成與泥土一般的漿狀形態 才以另外形式繼續回到基建行業 其次第二個是要求絕境岩石的沖刷水也要經過濾才能排回山頂湖泊 否則會影響當地人用水安全就這一點而言還是滿負責任的 就在我們討論地下飲用水安全的同時 山裡又遇到一個戲劇性的奇怪問題 這次不再是斷層也不是軟巖而是意想不到的洞穴 這些問題頻發的特殊狀況正好滿足此次一口氣看完系列 可以看到右側是岩石層左側是斷層泥 因厚度太薄致使軟巖脫落 為此機智的工程師計劃用混凝土 但這次不是注射而是噴射 首先將滾刀清理乾淨 然後向切割輪噴射幾立方米直至形成拱頂 這是一個相當大膽的嘗試 依靠鈍鉤機自身支撐讓原本洞穴變成密封結構 相較磚炭柱漿噴射可以直接縮短5周時間 事實證明最後一個關鍵岩石區 已被完全克服通過預測前方不再有接連不斷的各式問題 因此鈍鉤機穿越1400米高山 一路前進來到800米海拔的山頂 有時看似不可能的45度坡面 最終在2022年初即將打通 從建設到結束已經過去整整三年 雖說比原本計劃推遲兩年 但興奮的姿態還是讓團隊裡每個人紛紛豎起手機 記錄測量員與操作員那精準無誤的流量差距 當他們從設備環環走出 迎接他們的將是無盡口號與聚光燈下亮眼姿態 三年來的壓抑情緒在這一刻都在極大釋放 早已磨舊的設備也將拆掉滾刀電機與大部分零件 剩下來的液壓系統與防護裝置 會經為期半年保養之後進入第二個施工場地 而整機10到15公里設計壽命是確保此階段穩定 一旦超過規定範疇容易出現故障 至於眼前發電廠還將需要兩年才能完工 因為讓水流入渦輪機之前還有很多工作要做 而故事也將從這裡結束