你敢想象中國要在常年都有積雪和冰山的喜馬拉雅山脈修建鐵路嗎?沒錯,這一工程早就開工了,它就是全球海拔最高的鐵路——中尼鐵路,這項工程預計將於2026年完成,而我國之所以能在環境如此複雜的條件下修建鐵路,主要得益於我國最新研製的全球最強盾構機——“京華號”盾構機。那麼這台盾構機是如何在施工過程中為我們提供幫助的?我國為何要花費巨大力氣去建造中尼鐵路呢?
喜馬拉雅山的平均海拔在6000米以上,它是中國與尼泊爾以及印度、不丹等多個國家的天然國界線。所以要修建一條鐵路來連接中國與尼泊爾兩個國家,就必須使其穿過喜馬拉雅山山脈。
喜馬拉雅山路線艱險,高寒缺氧,山上常年都有積雪和冰川,若是要在那裡修建鐵路,既需要過硬的技術,又需要施工人員能夠扛得住那裡的惡劣天氣,這難度要比修建青藏鐵路可大得多。
在許多外國人眼中,穿越喜馬拉雅山山脈修建中尼鐵路是一件不可能的事,但是我國的工程師們卻正在將這一項他們眼中不可能實現的工程,慢慢變成板上訂釘的現實。這條中尼鐵路全長540公里,其絕大部分長度都建在了中國境內,它將從日喀則出發直通尼泊爾邊境的吉隆縣。
由於喜馬拉雅山的地理環境比較特殊,所以要求中尼鐵路運行之後的最高時速必須保證在120公里以下,這也足以證明建造中尼鐵路之艱難。而我國的工程師們就是在這樣艱難的背景下,帶着國外諸多人的質疑開工了。
想要橫穿喜馬拉雅山脈建造鐵路,首要困難便是怎樣在喜馬拉雅山脈挖出一條可以建造鐵路的隧道,這個時候就該我國的超大直徑盾構機登場了。這台盾構機擁有全球領先盾構技術,是我國迄今為止研製出的最大直徑盾構機,它的名字叫做“京華號”盾構機。
它的最大開挖直徑可達16.07米,其總重量為4300噸,長度有150米,它的高度要比五層樓還要高,是一個名副其實的“巨無霸”。這款“京華號”盾構機是由中鐵14局集團和中國鐵建重工集團聯合研製的,它是我國企業首次成功製造出的直徑高達16米的盾構機。
要知道一般業界是把直徑在12米及以上的盾構機劃分為超大直徑盾構機,我國這款直徑高達16米的“京華號”單從尺寸上來看,就已經處在全球領先的地位了。當然了,它也不只是僅有一個巨大的空殼子,“京華號”超大直徑盾構機是集機械傳感、液壓、光學以及信息等各類尖端技術於一體的先進設備,具備極高的可靠性,所以從技術水平上來講,“京華號”超大直徑盾構機也是領先全球。
其實早在許多年前,我國就已經開始使用盾構機來挖隧道了,只不過那時候我們使用的盾構機都不是我國自主研製的,直到2003年我國才生產出第一台自主設計製造的國產盾構機。
在那之前,我們所使用的盾構機都是從國外進口而來的。1996年我國在修建秦嶺隧道時,為了保障施工人員的人身安全,儘可能地縮短工期,曾經花費了七億元的高價從德國購買了兩台二手盾構機,這兩台盾構機當時確實為我們提供了不少便利,但它們畢竟是二手盾構機,在我們使用了一段時間之後,機器便出現了一系列的問題。
由於我們自己不具備盾構機技術,所以只能再花錢從國外邀請專家,讓他們幫我們修理和保養這兩台盾構機。但是令人感到氣憤的是,他們不允許中方人前去邀請專家,如果想要讓他們派人來幫助我們,就需要給到他們每天一萬元的諮詢費用,在那個年代一天就要一萬元,可以算的上是天價諮詢了。而且就算花巨資將他們請了過來,我們的盾構機維修進度還得需要他們來決定,那如果對方要是拖上個一年半載的,我們豈不是要白白給他們更多的諮詢費了?
他們當時無非就是欺負我們沒有技術,坐地起價。為了能夠不再四處求人,為了能夠掌握更多的話語權,在進入21世紀之後,我國於2002年將“隧道掘進機關鍵技術研究”列入了國家重點工程,雖然我國的盾構機技術起步比較晚,但是我們卻實現了彎道超車。
如今,我國研製出的這款“京華號”盾構機,除了在產品性能上處於全球領先地位之外,還受到了多個國家的青睞,拿到了不少國外訂單。這不僅意味着我們徹底擺脫了曾經西方國家對於我國盾構技術的壟斷,揚眉吐氣,還說明中國科技已然走出國門,走向了世界舞台。
那麼這款強大的盾構機是如何在環境惡劣的情況下挖通隧道的呢?
盾構機正如它的名字,包含兩部分,“即盾”和“構”。第一部分的“盾”,指的是指刀盤和盾殼,是用來突進和防禦的。第二部分的“構”,則是指的注漿與管片襯砌,被用來構築和修建。
盾構機的組成結構較為複雜,主要包括導向系統、掘進系統、同步注漿系統、渣土改良系統、拼裝系統、密封系統等多個部分。
當盾構機處於工作狀態時,它自身所攜帶的千斤頂可以通過已成型管片來提供反力,從而向前施加一個推力,再通過刀盤旋轉將掌子面土體切割下來,經過管道將渣土輸送出來,襯砌由拼裝機拼裝管片組成,這些管片在盾構機的背後同步注漿,就可以形成永久結構,所謂的“地道”也就建造而成了。
其實說白了就是在盾構機前進的時候會噴出一些液體,前方的土質就會被軟化,然後它再利用刀片等結構將這些土割下來,把土渣存到自己的“肚子”中,最後再將其從後端倒出來,並且在它前進的過程中,還會同時把隧道進行加固,達到一次性成型的效果。
也正是有了這樣性能強大的盾構機,我國才能在喜馬拉雅山那樣惡劣的環境下修建中尼鐵路,將來中尼鐵路一旦建成,就會成為全球海拔最高的鐵路。那麼修建這條鐵路對我國來說有何意義呢?
要知道中國每年去尼泊爾旅遊的人數高達十幾萬人,等這條鐵路修建完成之後,前往尼泊爾旅遊的人數想必只會更多,相應地,通過這條鐵路從尼泊爾來到中國旅遊的人也會相應增加,能在一定程度上促進我國旅遊業的發展。
另外,尼泊爾雖然有着豐富的礦產資源,但是他們的開發技術尚且不足,若是將來我國能與尼泊爾達成合作,我國的公司就可以前往尼泊爾幫助他們進行礦產的開採,也在一定程度上促進了我國礦產企業的發展,拉動了我國的國內經濟。
而且中尼鐵路的建成意味着中尼關係的交好,這也將有利於擴大我國在南亞地區的影響力,進一步提升我國的國際地位。