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【文/中國科學(xué)技術(shù)館副研究員 趙洋，來源/科普中國“我是科學(xué)家”】

01.走在盾構(gòu)機(jī)的“肚子”里

我們是從一條在建地鐵隧道的入口走近這臺由“中鐵裝備”制造的盾構(gòu)機(jī)的。也可以說是“走進(jìn)”，因為經(jīng)過漫長的1.5千米的悶熱路程，我們不知不覺已經(jīng)進(jìn)入了盾構(gòu)機(jī)的內(nèi)部。

隧道橫截面為圓形，人行通道很窄。

隧道的橫截面為圓形，這臺盾構(gòu)機(jī)橫截面就是這個形狀。在這里，人只能走在管壁兩側(cè)用鐵架搭起的步道上，很窄，迎面來人時雙方都得側(cè)著身子才行。隧道中間是一條鐵軌，不時有一人多高的渣土機(jī)開過，將前方發(fā)出的渣土運(yùn)出去。在這里，人是圍繞機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的。

隧道壁上不時出現(xiàn)這樣的紅色角鋼，這是測量用的基準(zhǔn)點。

堆在地面的“管片”

我們跨過“管片鋪裝機(jī)”頂部，我差點把手機(jī)掉在這里。

后來我才知道，我冒著手機(jī)失落的風(fēng)險爬過的這個架子叫做“管片鋪裝機(jī)”，它的作用是把“管片”貼到剛打好的隧道四壁，起支撐加固作用。管片是用鋼筋水泥澆筑而成的，厚且堅固。

最重的管片有八噸重，靠上面的提鈕很容易拉斷。

最重的管片有八噸重，靠上面的提鈕很容易拉斷。所以大型盾構(gòu)機(jī)的管片機(jī)是用真空吸盤將管片吸起來，這樣提拉力均勻分散了，管片也不會損壞。

液壓千斤頂，是盾構(gòu)機(jī)的驅(qū)動裝置。

盾構(gòu)機(jī)的刀盤后部有一圈液壓千斤頂，它們頂著已經(jīng)鋪好的管片的端面，把自己往前“推”。

泡沫混合液相當(dāng)于“唾液”，便于刀盤咀嚼和攪拌巖石。

盾構(gòu)機(jī)相當(dāng)于一條放大的若干倍的“蚯蚓”，前面的刀盤“吃”土，傳送帶將土從后部排出，而且不斷分泌“粘液”（泡沫），軟化土壤降低掘進(jìn)難度。它通過的地方就形成了一條中空的隧道，隧道的內(nèi)徑就等于它的外徑。

盾構(gòu)機(jī)控制室

在盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向的左手邊，有一個控制室。它與任何復(fù)雜交通工具的控制室沒什么區(qū)別：按鈕、屏幕、通話器。不同的是，大多數(shù)交通工具的控制室可以看到外面，而這里只能用屏幕反映前方的景象。仿佛在潛艇中。

盾構(gòu)機(jī)啟動了，各種參數(shù)如圖

為了讓我們對盾構(gòu)機(jī)的工作情況有個直觀的了解，工程師特意啟動了盾構(gòu)機(jī)。盡管是電力驅(qū)動（如果用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，隧道內(nèi)很快就沒有氧氣了），但噪音依然很大，這是刀盤刮擦巖壁土層的聲音、這是各種液壓機(jī)構(gòu)、泵工作的聲音。大家的說話聲也不由得提高了。工程師讓我們自己在管壁上找一個參考點盯住，注意看盾構(gòu)機(jī)是否緩緩前行。但站在這每分鐘僅推進(jìn)幾厘米的龐然大物身上，看出它的移動談何容易？我們很快都放棄了。

管片之間的接觸面，橡膠起密封作用，出廠才一個月。

渣土傳送帶

走過控制室，視野中央出現(xiàn)了一條從前方延伸出來的傳送帶，它的起始點位于刀盤下部，末端位于盾構(gòu)機(jī)尾部。它負(fù)責(zé)把刀盤切削下來的巖石、泥土運(yùn)到渣土車上。

挖出的土樣要留存歸檔

手機(jī)掉到這里還能找到嗎？

前往盾構(gòu)機(jī)刀盤的最后旅程要跨越兩個相距一米的弧形鋼梁。上面沾滿了冷凝水，很滑。站在上面，只能弓著腰，頭不時會碰到天花板，雙手也沒有抓握的地方。我問工作人員，衣服口袋沒有拉鏈，手機(jī)掉下去還能找著嗎？工作人員低頭看看下面縱橫的管路和底部的泥水，對我說，應(yīng)該能找到，不過只能找到手機(jī)的“遺體”。

返程的路依舊漫長酷熱

參觀完盾構(gòu)機(jī)、體驗了盾構(gòu)機(jī)工作時的偉力，我們從原路返回，仍是1.5千米的悶熱路程。顯然，這段地鐵隧道多長，工作人員每天就要往返多長。他們的辛苦可想而知。