钢铁蚯蚓啃出隧道

　　你或许曾经乘坐汽车穿过漆黑的山间隧道，乘坐地铁往返于城市的地下隧道……你知道这些隧道是怎么开凿出来的吗?这需要巨型蚯蚓般的盾构机。

　　下地入海的“巨虫”

　　轰隆、轰隆……地下传来一声声巨响，一处岩壁出现了裂缝，不断有碎石掉落。裂缝越来越大，碎石越掉越多，伴随着轰隆声以及飞扬的尘土，岩壁全部瓦解，一条“巨虫”破土而出，冒出了头。它张着布满牙齿的大嘴，上面沾满了沙土。站在不远处的工人却对着这条巨虫欢呼，因为它身后就是长长的、被挖通的隧道。

　　巨虫名为“盾构机”，现代交通、运输、水利等工程中的隧道，如铁路隧道、海底隧道等，一部分是靠它“啃”出来的。

　　船舶蛀虫解决交通难题

　　19世纪，英国伦敦为了解决交通拥堵的问题，计划在泰晤士河修建水下隧道。挖在土地里的隧道尚且有塌方的风险，何况是水下隧道，一不小心就会渗水坍塌，工程因此迟迟没有进展。

　　直到工程师马克·布鲁内尔观察到船蛆——一种类似贝壳的软体动物，它们会用贝壳的锯齿边缘切开船舶木材并钻入其中，同时分泌一种黏稠的物质，其会在船蛆挖出的洞壁上硬化，形成一层防护，阻止潮湿的木材膨胀将船蛆挤扁。他以此为灵感，设计了能一边挖掘，一边修建支撑结构的初代盾构机。

　　泰晤士河隧道最终花了约20年建造完成，这是历史上第一条用盾构机挖掘的隧道。

　　一头吃，一头拉

　　盾构机在岩石土地里钻洞，又像是超大号的钢铁蚯蚓，长度通常达百米，宽度从几米到十几米不等，重量可达几百至数千吨。操纵这台巨虫一般需要1名主司机，两名助手，还需几十名工人辅助施工。

盾构机刀盘碾碎岩石，碎石土落入传送带被运送至外部。

盾构机一边掘进，一边在隧道内壁铺设管片。

　　使用盾构机前，要先挖一个大坑，用机器将盾构机的零部件吊入坑里组装。装好后，钢铁蚯蚓就可以干活了。盾构机前方是可转动的圆形刀盘，就像蚯蚓的嘴，刀盘上有许多如牙齿般的刀具，其能嵌入岩石中，并随着刀盘的旋转碾磨岩石。刀盘后方的推进系统能产生强大的推力，不仅推着刀盘碾碎岩石，也推着盾构机向前“蠕动”。

　　钢铁蚯蚓啃下来的碎土石会落入“肠道”——机身内部的传送带中，被“拉”到外部或二次利用。

　　一边挖，一边撑

　　盾构机掘进时，坚硬的机身能支撑四周的岩石泥土。同时，运输车会驶入机身内部，送来由钢筋水泥预制、厚且坚固的盾牌状“管片”。这些管片被组装机一圈圈拼在挖好的隧道壁上，再被压实、固定，还会贴上防水膜并再铺一层钢筋混凝土加固，以此支撑挖好的隧道，避免其发生坍塌。这便是“构建隧道之盾”，也是盾构机的名字由来。推进系统正是顶在铺好的管片上，把自己一点点向前推。钢铁蚯蚓所过之处就是一条打造好的隧道。

　　如今的盾构机一天就能掘进几十米，最短几个月就能挖出一条几千米的隧道，在盾构机出现前，这可能需要花费几年甚至更久的时间。