城市地鐵是如何挖出來的?

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,可供火車和汽車行駛的長廊。讓我們跟隨著其中兩部設備在倫敦地底遊曆一番。

浩大的工程建築不止是古埃及才有。

在倫敦正在開挖的將近42公裏的城市地下鐵路隧道眼前,胡夫金字塔好像變成兒戲。這42公裏的隧道由兩條平行線路構成,每條長21公裏——由於每條隧道只能行駛一輛列車,因此必須兩條路線來保證雙重交通。

當初還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“維多利亞號隧道掘進機工地。

幸運的是,如今間距大金字塔的時代已經過去了4500年,在工地上勞作的不再是奴仆,而是巨蟲般的設備:隧道掘進機。他們直徑7米的大嘴鋪滿牙,可以不費力氣地咽下土壤、岩層,這些設備可謂人類曆史上造就出的較大的怪物之一。

也許你會覺得這些設備的存有讓倫敦mtr 未來港鐵路線圖市民的生活深陷煉獄般的困惑。但實際上,他們悄然無聲。這些設備在地底下日以繼夜不斷地鑽了三年土,地上卻沒有任何人了解在他們腳下,340萬噸的土壤正在消退。

倫敦的地區鐵路

這一工程於2018年完工以後,能讓倫敦這座擁有近900萬住民、異常忙碌的大城市每小時招待7.2萬名遊客乘坐這條名叫Crossrail的新線路。

這條路線總長120公裏,早已大大超過了倫敦市的范疇,西連以音樂節著稱的雷丁,東接泰晤士河左岸的申菲爾德和右岸的艾比伍德,經過倫敦市中心。有些像大巴黎地域的地區鐵路。目前,工人們正在隧道內鋪裝鐵軌,並抓緊建設新的車站。

早在隧道掘進機發明之前,大家就早已會發掘隧道了。古時候,大家先挖出正宗,隨後安上穹頂,最後用泥土覆蓋總體。

到了文藝複興時期,相比十字鎬,大家開始大量地應用火藥,後者迅速,但必須精確控制劑量。而如今修建Crossrail常用的隧道掘進機的原型恰要在英國發生的。

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到倫敦的法國人。1818年,他開始構想應用一種生鐵構造來維護發掘泰晤士河首條水下隧道的職工。

這類重約90噸、用鐵和木材制成的設備由很多小屋子構成,工人能夠在房間內用十字鎬挖土,可挖的較大薄厚為10厘米。

當每個屋子的工人都挖完10厘米後,設備便繼續前行,瓦匠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。

這個想法非常厲害,然而馬克·布魯內爾的設備密封效果卻不太好,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,泰晤士河的首條水下隧道方才竣工。隨後需到上世紀60時代初,隨著機械工程的進步,隧道掘進機才得到健全。

為了挖鑿泰晤士河下的羅瑟希德(Rotherithe)隧道,工人們從1904年起,一米一米地挖土刨石,一直工作到1908年。

1987~1993年,英吉利海峽海底隧道的建設最後證明了隧道掘進機的高效。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使用的那些設備。

盡管Crossrail的建造工程始於2012年,但這個想法的起源卻很早。19世紀初,大家早已在探討將倫敦物品兩邊連起來了。

2008年,政府和女王准許了Crossrail的建設。因此創立的企業收集了所有關於倫敦地底的數據。主要是根據鑽芯試樣來獲得地底土層的超精准構成圖,這樣就能夠依據土壤組成來更好地操作機器。

倫敦的土層以粘土為主,深處乃是白堊,沒有強度很大的東西,對設備而言沒什么好擔心的。同時還要掌握自來水管、燃料管道的精准所在,哪兒會有其他地鐵路線經過,下水道又在哪裏……工程師由此為隧道掘進機確定了一條精確的工作線路,讓他們可以繞開全部阻礙。

2012年5月,Crossrail工程正式啟動。為了發掘兩條8.3公裏(路線中最長的一段)的隧道,工程迎來了它第一個大工地。職工首先發掘一個大型工作井來安裝挖機,這個工作井直徑30米、深45米,容積相當於12個奧林匹克遊泳池!

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