制造一臺盾構(gòu)機其實并不像很多所想的那么難,因為世界上第一臺盾構(gòu)機誕生于兩百年以前的十八世紀末,所采用的也是人力手掘,和今天的大型🍄🏹🎂機械化盾構(gòu)機相比,并沒有什么科技🦊含量很高的部分。
但早期的盾構(gòu)機雖然結(jié)構(gòu)簡單,也📛🕠🖋沒有什么高科技的地方,卻是如今的現(xiàn)代化盾構(gòu)機的鼻祖,⬇🌭也是原理來源。
陳新想要自己造一臺盾構(gòu)機,除非🦑🤾他🎙💟另辟蹊徑來從零開始設(shè)計,否則的話,也是繞不開從兩百多年前就已經(jīng)奠定了基礎(chǔ)的盾構(gòu)🏍🔋🎱機原理的。
盾構(gòu)機的原理并不復(fù)雜,主要原理就🍋🕑😜是在掘進機在向前掘進的同📻🔨🏛時,構(gòu)建用于保護隧道,抵御隧道🔽坍塌的“盾”,即一邊挖一邊修。
當(dāng)然隨著科技🔃⛽的進步,現(xiàn)在的盾構(gòu)機雖然原理依舊如此,但一些大型🔕🍋🤶或者超大型盾構(gòu)機已經(jīng)不需要在掘進的🍠🔒🎀過程中去構(gòu)建“盾”了,它們可以在挖的過程中直接將隧道修好,方便快捷。
盾構(gòu)機的基本原理來源于一種海洋生物——船蛆,這種生物會在木頭上不斷地掘進,并且在掘進過程中分泌黏液以保護自己身體周圍的木頭🥋不會被海水腐蝕膨脹而損壞。
所以對于陳新而言,不需要正規(guī)盾構(gòu)機的他其實只需要做一個能夠在積雪內(nèi)快速掘進的機器,并且🖲💷撐住挖掘出來的隧道可以在管道施工完成之前不坍塌就好。
而這兩點其實都不難做到。
積雪不是凝結(jié)的冰塊,雖然有一定的硬度,但比起泥土來要容易挖掘太多,而且積雪內(nèi)部質(zhì)地均勻,也不存在什么復(fù)雜的結(jié)構(gòu),不🐊用考慮挖掘過程中遇到巖層或者其他復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題。
至于第二點就更容易解決了,以現(xiàn)在的環(huán)境溫度,只需要在掘進過程中稍稍加熱一下挖掘出來的隧道壁🔻🌉💷,讓隧道壁上的積雪融化🧜👟🛰又迅速凝結(jié),就可以構(gòu)建出一層冰殼用以支撐和保護隧道不坍塌。
畢竟🤙🚕只是積雪,不是啥復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)🤝❇👙,有一層冰殼支撐就已經(jīng)足😱夠了。
而明確了這兩點,想要做一個能💛夠使用的💋盾構(gòu)機,小學(xué)生可能不行,但動手能力強一些的中學(xué)生都能完成這個設(shè)計。
一個圓筒作為主結(jié)構(gòu)🖌🙆,前方🤐🤑🏜用比較堅硬的金屬做一個扇葉一樣的刀片或者鉆頭,外殼上鋪一圈電熱絲用于融化積雪和內(nèi)部保溫,這玩意就基本上算是完成,能夠勝任施工的需求了。
至于說剩下的,無非就是把內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化一🥙🕗下,增添一點輔助功能的事情。
比如說前方的扇葉或者鉆頭可以是人力去搖動的,也可以加個電機做成機械動力的,挖下來的積雪可以人力運輸,同樣也可以機械傳輸,甚至陳新舍得花點功夫,把整🥐個盾構(gòu)機做成全自動的,只要放進積雪里就會自己掘進、完成整個💃施工也都是可以的。
只是陳新有點猶🍾🚦🌤豫,自己究😏🐖👦竟要造一個多大的設(shè)備。
造個大的,直接挖條隧道,然后工人進去架😕⛽😠設(shè)管道,這自然是一種簡單粗暴的方式,而且這種🐧🤩方式下機器不需🈹要太復(fù)雜和先進,能夠快速掘進也就可以了。
但這種的話🤒⛩,施工速度🗒相對的就上不來了,畢竟造的大了掘進面也就相對大了,需要開挖的積雪作業(yè)量也會成倍提升,施工周期🕍👿也會更長。
至于說造個小的,或者說干脆就只有管道粗細,一邊挖一邊把管道接進去,這🙃🏕🐻無疑要省事很多。
只是相對的,造小型盾構(gòu)🚢🏪🤤🧗機的話,技術(shù)含量無疑要提升很多。
陳新在考慮了一番之后,權(quán)衡了一下二者之間💘的優(yōu)劣,還是選擇了小型盾構(gòu)機。
畢竟對于♉他來說,🧦🚙提🐵🍚👈升技術(shù)含量是最簡單的事情。
有著多功能的機械臂,加工一個這樣的盾構(gòu)機并不是一件難事,只需要切一截管道,管道一端裝上一個用于掘進的鉆頭,內(nèi)部再接一根管子用⚽于抽走挖掘下來的“刨冰”,最后再接上電機提🔸供動力以及電源,這東西就算是做好了。
當(dāng)🥌🧞🖋然,這東西雖然說做好了,也🕷🤒📤已經(jīng)能夠拿來開始干活,但真要投入使用靠它進行掘進作業(yè),陳新還需要給他小小的升下級。
比如說在上面加🎰😉裝個微型電腦,讓設(shè)🧢備可以遠程遙控或者編好程序自動作業(yè),這還是🅾🧓🍴很有必要的。
甚至于陳新還考慮過給這個小東西上🎬裝一個3d打印機,可以一邊掘進一邊直接打印管道,連布設(shè)管線本身都可以省略掉。
不過陳新在考慮了一番之后,還是沒有這么做,只是給自🈶😯✔己制造出來的這臺小型盾構(gòu)機上加裝了遙控,保證可以通過遠程操控機器前進、后退,以及停止就可以了。
最終完成的盾構(gòu)機如同一個子彈頭,前端是一個中空的鉆頭,通過弧形的刃口切割冰雪,然后👡🤢在鉆頭內(nèi)部通過一根管道將切割下來的碎雪抽走,保證鉆頭能夠順利前進。
鉆頭后面除了管道之外還有一圈加熱環(huán),用于加熱整個盾構(gòu)機周圍的積雪,讓積雪👠⚡✳融化之后再在低溫影響下迅速結(jié)冰,形成冰殼以穩(wěn)固隧道。
整個盾構(gòu)機的動力來源于陳新安裝🚱🈁在其中的一臺小功率電機,它負責(zé)驅(qū)動👨🐥😀鉆頭以及盾構(gòu)機底部的履帶輪向前推進,而供電則是依靠一塊小型蓄電池。
陳新在🎷✨將這個盾構(gòu)機⛵做好之后就拿到了附近的雪地上進行了一次嘗試,實驗的結(jié)果十分的理想。
鉆頭在積雪中掘進的非常快,陳新只讓它鉆了大概三五分鐘的時間,就向前掘進了大概兩米多的距離,按照這個速度估算,一個小時的時間足以掘進20-40米的距離,這可比靠人力去挖🐹要快多了。
見自🛫🎊🏔己做的盾構(gòu)機效果相當(dāng)不錯,陳新這才感到滿意📙,準備讓工人開始準🖖🦄備施工。
只是這時卻有工人向陳新提出了問題,盾構(gòu)機確實能夠快速掘⏸進,但管道要怎么放進隧道里?
盾構(gòu)機的直徑僅僅只比管道略粗幾厘米,沿著⏰鉆好🙊💦的隧道把管子直著放進去是沒有問題,可🕜🚣這條管線也不是一條筆直的支線,中間可是有彎頭的。
------題外話------
這章寫的比較慢🦀🏝,主要是去查盾構(gòu)機的資料,以及構(gòu)思施工方案去了➕🔇⬆,更新晚了,抱歉