隧道挖掘技術促進泥土消耗

大家熟知的傳統地下工程修建法，是直接從地面挖洞，移走土方，植入鋼筋結構，撐起整個隧道後，再回填泥土，恢復路面。這種修建方法，就能看到大量的泥土從地下挖出來運走。

但這種方式非常麻煩，而且耗時，光是拉土方的車都不知要來回運送多少趟。所以後來人們發明了一種叫「穿芯」的挖掘方法，不用再為那些泥土發愁，也大大地縮短了工期。

穿芯施工適用於挖地下隧道、山體隧道，還有水下隧道。整個工程不用人工挖掘，但需要用到造價不菲的盾構機。

盾構機顧名思義，是使用盾構法進行鑽挖的隧道專用工程機。開工位置確定後，盾構機便在岩石和泥土中向前推進，從嚴絲合縫的地下為地鐵打出一條通道來。

穿芯法同樣也會挖出大量的泥土，只不過這些泥土不是工程廢料，而是挖出來後再使用到修建地鐵隧道上。

傳統挖隧道的方法最怕遇到的是塌方危險，但有了盾構機，便不用再擔心這個問題。盾構機有堅硬的外殼和特殊的構造，能在地下空間中起到支撐作用，並且還能自產自銷，一邊挖掘隧道，一邊消耗挖出來的泥土。

盾構機是一個橫向放置的圓柱體鋼結構組件，像動物界的打洞高手一樣在地下作業。想像一下穿山甲、耳廓狐、鼴鼠等，是怎麼挖洞給自己建豪宅的，就基本能明白盾構機是怎麼挖隧道的。

簡單來講，盾構機就是一個可以移動的大型鋼筒，頭部裝有刀片。刀片被合理分布在一個大圓盤上，在盾構機前進時，圓盤高速轉動，鋒利的刀片便會鑿開前方的泥土和石頭，將它們切割成小塊，並把一部分的泥石擠壓到四周。

這些被高度擠壓的泥石可以加固周圍的隧道壁，這樣一來，盾構機在挖掘的過程中就消耗掉一些泥土了，一舉兩得。

沒消耗完的泥土則收集起來，等修完地下工程需要回填的時候使用。這種就地取材的回填方式不僅節約了地鐵修建的成本，還縮短了工期。

別看挖隧道的時候能挖出很多泥土，實際上挖出來的不一定夠加固隧道壁和回填用，說不定還得從其他地方運送額外的泥土來修建隧道。

如果地鐵全部修完，挖出的泥土還沒用完，再運到合適的地方去處理。比如給建設綠化帶的地方做栽培土壤，或者給其他的施工地使用。

人們覺得沒看到過地鐵施工現場往外運送泥土，一是因為施工現場有高高的圍欄，二是因為大多數城市白天禁止渣土車在城區內行駛，於是它們只能在夜深車少的晚上往城外拉泥土。

大國重器的心酸發展史

了解了盾構機在地鐵建設中的作用，我們再來淺說一下盾構機。中國是世界上出了名的基建狂魔，但曾經因為盾構機，我們被德國卡過脖子。

1997年，我國要在秦嶺中開闢一條隧道修建鐵路，可沒有盾構機，想在秦嶺這樣的大山中打出一條通路相當於痴人說夢話，使用傳統方法挖掘，一鏟子一鐵鍬的挖，那得修到猴年馬月去？

於是，國家花了7個億，從德國人手裡高價買了兩台盾構機，而是還是二手貨。7億元，這個價貴的離譜，但不買不行，德國人根本不愁賣，還嘲諷中國100年也別想自己造出盾構機來。

不過，聰明勤奮的中國人可不會就這麼隨便給外人看扁，我們硬是花了10年時間，自己研發出了盾構機，不僅解決了自家的基建難題，還有富餘的出口，用夯實的技術生生打破了德國人的市場壟斷。

2002年，我國把研發盾構機添加到了863計劃中，2008年，第一台全國產盾構機成功誕生。

2012年，成都修地鐵時，專家們特意用國產盾構機和進口盾構機搞了個比賽，想看看中國造的技術跟外國技術有多大差別。

結果，我們自己的盾構機完全比得上進口的。最關鍵的是，國產盾構機的售價才2500萬，當年的7億元可以買28台了。

國產盾構機的誕生，是中國工程史上飛躍似的進步，更是給外人最有力的回擊。現在，中國造盾構機已經出口到21個國家，拿下了三分之二的國際市場份額，成為盾構機銷量最好的國家。

盾構機解決了地鐵修建中很大一部分困難，但是有些泥土挖出來後，好像也沒見過工人動手把它們從地下運到地上來呢？

那是因為還有一個工程神器——泥泵，它是一種離心式泵，專門吸排泥漿，在河道作業中常見。它將泥土吸入管道中，直接從地下運到地面上，根本不用再靠工人廢力氣。管道連接著渣土車，裝上就走，省時省力，還避免了渣土掉落累積成地面垃圾。

正是因為有了這些先進的設備，才讓我國的地鐵發展近年來突飛猛進。據國家交通部發布的城市軌道交通數據顯示，截止2022年底，我國共有43個城市開通了地鐵。

上海地鐵里程更是達到了825公里，傲居全國地鐵里程數第一的城市，地鐵里程甚至比紐約這樣的國際大都市還長。除了上海，我國還有6個城市地鐵里程在500公里以上。南京、重慶這樣的大城市雖然沒上500公里的榜，但地鐵里程也超過了400公里。

中國在軌道交通方面的技術現在居於世界前列，中國中車造的列車已經出口到了美國和歐盟國家。

曾經在基建上被外國技術卡脖子的時代一去不復返，將來，還會有更多的中國製造科技產品在國際市場上拿下份額，坐穩前排交椅。

屆時，不僅挖地下隧道看不到舊方式運送泥土，說不定還有更令人驚嘆的高科技現世，再次震驚全世界。