第三百八十一章 盾构机

制造一台盾构机其实并不像很多所想的那么难，因为世界上第一台盾构机诞生于两百年以前的十八世纪末，所采用的也是人力手掘，和今天的大型机械化盾构机相比，并没有什么科技含量很高的部分。但早期的盾构机虽然结构简单，也没有什么高科技的地方，却是如今的现代化盾构机的鼻祖，也是原理来源。陈新想要自己造一台盾构机，除非他另辟蹊径来从零开始设计，否则的话，也是绕不开从两百多年前就已经奠定了基础的盾构机原理的。盾构机的原理并不复杂，主要原理就是在掘进机在向前掘进的同时，构建用于保护隧道，抵御隧道坍塌的“盾”，即一边挖一边修。当然随着科技的进步，现在的盾构机虽然原理依旧如此，但一些大型或者超大型盾构机已经不需要在掘进的过程中去构建“盾”了，它们可以在挖的过程中直接将隧道修好，方便快捷。盾构机的基本原理来源于一种海洋生物——船蛆，这种生物会在木头上不断地掘进，并且在掘进过程中分泌黏液以保护自己身体周围的木头不会被海水腐蚀膨胀而损坏。所以对于陈新而言，不需要正规盾构机的他其实只需要做一个能够在积雪内快速掘进的机器，并且撑住挖掘出来的隧道可以在管道施工完成之前不坍塌就好。而这两点其实都不难做到。积雪不是凝结的冰块，虽然有一定的硬度，但比起泥土来要容易挖掘太多，而且积雪内部质地均匀，也不存在什么复杂的结构，不用考虑挖掘过程中遇到岩层或者其他复杂地质结构的问题。至于第二点就更容易解决了，以现在的环境温度，只需要在掘进过程中稍稍加热一下挖掘出来的隧道壁，让隧道壁上的积雪融化又迅速凝结，就可以构建出一层冰壳用以支撑和保护隧道不坍塌。毕竟只是积雪，不是啥复杂的地质结构，有一层冰壳支撑就已经足够了。而明确了这两点，想要做一个能够使用的盾构机，小学生可能不行，但动手能力强一些的中学生都能完成这个设计。一个圆筒作为主结构，前方用比较坚硬的金属做一个扇叶一样的刀片或者钻头，外壳上铺一圈电热丝用于融化积雪和内部保温，这玩意就基本上算是完成，能够胜任施工的需求了。至于说剩下的，无非就是把内部机械结构优化一下，增添一点辅助功能的事情。比如说前方的扇叶或者钻头可以是人力去摇动的，也可以加个电机做成机械动力的，挖下来的积雪可以人力运输，同样也可以机械传输，甚至陈新舍得花点功夫，把整个盾构机做成全自动的，只要放进积雪里就会自己掘进、完成整个施工也都是可以的。只是陈新有点犹豫，自己究竟要造一个多大的设备。造个大的，直接挖条隧道，然后工人进去架设管道，这自然是一种简单粗暴的方式，而且这种方式下机器不需要太复杂和先进，能够快速掘进也就可以了。但这种的话，施工速度相对的就上不来了，毕竟造的大了掘进面也就相对大了，需要开挖的积雪作业量也会成倍提升，施工周期也会更长。至于说造个小的，或者说干脆就只有管道粗细，一边挖一边把管道接进去，这无疑要省事很多。只是相对的，造小型盾构机的话，技术含量无疑要提升很多。陈新在考虑了一番之后，权衡了一下二者之间的优劣，还是选择了小型盾构机。毕竟对于他来说，提升技术含量是最简单的事情。有着多功能的机械臂，加工一个这样的盾构机并不是一件难事，只需要切一截管道，管道一端装上一个用于掘进的钻头，内部再接一根管子用于抽走挖掘下来的“刨冰”，最后再接上电机提供动力以及电源，这东西就算是做好了。当然，这东西虽然说做好了，也已经能够拿来开始干活，但真要投入使用靠它进行掘进作业，陈新还需要给他小小的升下级。比如说在上面加装个微型电脑，让设备可以远程遥控或者编好程序自动作业，这还是很有必要的。甚至于陈新还考虑过给这个小东西上装一个3d打愈，可以一边掘进一边直接打印管道，连布设管线本身都可以省略掉。不过陈新在考虑了一番之后，还是没有这么做，只是给自己制造出来的这台小型盾构机上加装了遥控，保证可以通过远程操控机器前进、后退，以及停止就可以了。最终完成的盾构机如同一个子弹头，前端是一个中空的钻头，通过弧形的刃口切割冰雪，然后在钻头内部通过一根管道将切割下来的碎雪抽走，保证钻头能够顺利前进。钻头后面除了管道之外还有一圈加热环，用于加热整个盾构机周围的积雪，让积雪融化之后再在低温影响下迅速结冰，形成冰壳以稳固隧道。整个盾构机的动力来源于陈新安装在其中的一台小功率电机，它负责驱动钻头以及盾构机底部的履带轮向前推进，而供电则是依靠一块小型蓄电池。陈新在将这个盾构机做好之后就拿到了附近的雪地上进行了一次尝试，实验的结果十分的理想。钻头在积雪中掘进的非常快，陈新只让它钻了大概三五分钟的时间，就向前掘进了大概两米多的距离，按照这个速度估算，一个小时的时间足以掘进20-40米的距离，这可比靠人力去挖要快多了。见自己做的盾构机效果相当不错，陈新这才感到满意，准备让工人开始准备施工。只是这时却有工人向陈新提出了问题，盾构机确实能够快速掘进，但管道要怎么放进隧道里？盾构机的直径仅仅只比管道略粗几厘米，沿着钻好的隧道把管子直着放进去是没有问题，可这条管线也不是一条笔直的支线，中间可是有弯头的。