每当我们坐地铁的时候，不知道大家有没有和大牛一样的想法，就是如此深入地底道,究竟是如何挖掘出来的？
大家好，我是大牛。首先大牛想到的是通过人，一锹一锹挖出来，虽然这是最原始的方法，但用在这里显然不适用，这一点也不比愚公移山来得简单。那用火药？虽然我们大家都知道火药可拿来炸山开矿，修隧道自然也可以，但是不确定因素太多了，短距离的隧道勉强还可以，就像公路隧道、铁路隧道，但要是深入地底，两眼一抹黑，操作难度确实大。
那中国作为地铁大国，地铁建设的又快又好，总是有原因，肯定有这样一件神兵利刃来助力隧道的修建？于是大牛就去做了调查，这一研究不要紧，又一件国之重器出现在我眼前，那就是：盾构机。
盾构机是一种隧道挖掘机，不仅如此，盾构机也是一个在挖掘的同时构建隧道的机器。盾构机内部可大致分为盾构壳体、推动系统、拼装系统、出土系统这四个部分，你们可以把它想象成一只巨大的蚯蚓，最前面的刀盘在挖土，利用内部的传送带将土壤从后面排出，而且盾构机还会分泌出一种泡沫，用来软化土壤，更利于盾构机挖掘。还有重要的一点，就是盾构机在挖掘的同时，可以在内部同步铺设隧道的支撑性管片，这也是盾构机“盾”的来源。
这样一来，盾构机通过的地方，就会自动建成一条中空的隧道，而隧道的大小也由盾构机的外壳控制，盾构机外壳直径多大，隧道的内径就有多大。我们要知道，在地表下面是非常昏暗的，没有方向可言，为了能确保在昏暗的地面下盾构机可以顺利、准确地施工，不会发生偏移，盾构机都装有高精度的测量和导航系统，因此能够动态地显示出当前的位置，对比隧道设计轴线的位置偏差，从而确保盾构机沿着正确的方向前进。
要说这样一件神兵利刃是如何出现的，更是令人好奇。要知道在盾构机出现以前，想要铺设隧道只可以通过人工打凿或者是火药爆破，劳民伤财还不说，还不一定能达到预期效果，盾构机最早是一名法国工程师发明出来的，在1806年，法国工程师马克，发现蛀虫利用分泌液，能顺利挖出孔道，钻出木板逃生，根据这个现象，马克悟到了盾构机挖掘隧道的原理。
在1825年，用时19年成功研发了人类历史上第一个盾构机——矩形盾构机。当时还是手掘式盾构机，一边是在内部向前挖掘，一边在挖掘出来的内部铺路。而盾构机的第一次应用，是在著名的英国泰晤士河隧道工程，并成功建造出一条完整的隧道，至此盾构机就走进了大众的视野。经过多年的发展，盾构机技术已逐渐成型。
大家都知道，中国是地铁大国，截至2019年6月6日，中国修建了地铁的33座城市里，有13座城市的地铁运营里程是超过100千米的，如此一来修建地铁是离不开盾构机的，盾构机可以让地铁暗挖的效率提高8到10倍，而且地面上不需要拆迁，也不怕影响交通，更不会影响居民的正常生活。
举个例子，如果我们要修建一条地铁，不用盾构机的话，在大多数情况下要三到五年的时间，但使用了盾构机的话，那么只需要一年的时间。像建造地铁、轨道交通、公路、水面建设，不能离开盾构机。而盾构机也被称为工程机械之王，它的技术水平是衡量一个国家地下施工装备制造水平的重要标志，因为盾构机的技术难度如此之高，在2008年以前，只有美国、德国、日本掌握了盾构机的制造技术。
那么中国是如何与盾构机结缘的呢？首先我国山区众多，这样的地理环境就决定了盾构机的必要性。早在十多年前，想致富先修路的口号，传遍中国大地，这时候的中国大搞基建，在山区挖隧道，在地底挖隧道，这样的效率低并不好，工人也非常容易受伤，所以在二十世纪九十年代，我国花了7.2亿的高价，从德国购入两台隧道专用设备——盾构机。
当时经济水平尚未提升的中国来说，这笔钱可以说是巨款，虽然钱花的肉疼，但设备是真的好用。当时买来的盾构机用来建设秦岭隧道，和西康铁路，省时省力的同时，节省下来的钱足可以还上盾构机的钱。但是外国买给中国的盾构机，也提出了许多非常苛刻的条件，如果说盾构机出现了问题，那么只能请外国工程师来维修。
请外国工程师来修理的钱，要求我们来付，一天3000美元，维修现场还需要拉警戒线，上面写着中国人不得入内，这可以说极大地伤害了中国人的自尊心，而且外国工程师不是说你叫他来，他就来的，他可能会磨蹭很久，那么你的设备已经故障了，只能干等着。就像秦岭隧道的挖掘，虽然进度迅速加快，但是奈何机体长时间运转，难免会出现很多问题。
而对盾构机这类高端设备一窍不通的中国，每次只能花高价请德国专用维修师前来维修，每一次都会被很难看的挡在警戒线外面，能够准确的看出，当时海外对中国技术封锁的态度十分嚣张。但是此时的中国处于改革开放时期，正忙于国家的基本的建设，只能暂时忍下这口气，高度依赖进口。
不过，这种处处受制的局面，中国人如何再也忍不下去了，这种关乎国家建设的根本技术，必须掌握在自己手中，才会用的放心用得踏实。面对海外一直掌控盾构机的关键技术，我国将盾构机技术的研究已经列入了863计划，并在国家的扶持下，中国铁建携手中国中铁，开始了盾构机的攻坚之路。
在2003年，一支由十八人组成的盾构机攻坚科研团队成立，中国再次从零开始，克服新的世界难题。要知道，盾构机的建造要涉及机械、土木、力学、电器控制等多个领域，涉及的知识面之广，研发难度可想而知。而此时的中国没有技术，没有基础，只能凭借对盾构机执着，像当年制造那样，夜以继日地埋头苦干，攻克难关。
终于在2008年，中国第一台具有知识产权复合式土压平衡盾构机：中国中铁1号研发成功。这也代表着我国在盾构机这一高端设备制造领域，实现了从无到有的突破，更一举打破了德日美三国对中国的技术垄断和封锁。第二年，直径约为11.22米的“进越号”盾构机出现，并成功应用到上海相关隧道的建设。
2013年，我国成功研发盾构机的主要配件，比如主机轴承，还出来了我国首台盾构主驱动减速机，至此，我国盾构机从配件到整体完全实现国产化。2020年，我国自主研发的盾构机“京华号”，直径到达16.07米，超过德国制造的直径约为15.43米的泥水平衡盾构机，变成全球上最大直径的盾构机，此后，国产盾构机不仅逐渐掌握慢慢的变多的先进的技术，屡创世界纪录，而且凭借出众的产品实力，远销海外。
更加令人瞩目的是，中铁装备旗下的盾构机，在2017年至2019年，连续三年获得产销量世界第一，2019年国产盾构机的出口数量达160台，约占当时全球市场占有率的三分之二！这样一个时间段，中国盾构机企业也开始在全球市场上和欧美企业对垒，中国盾构机形成了非常完善的产业链，依靠产业资源整合，中国的盾构机很具有性价比，从90年代的3.8个亿一台，直接被中国降到了五千万一台，这样的价格一出来，欧美企业根本难以招架，中国也顺势兼并了许多的欧美企业。
比如说，中国铁建重工花费了两百亿欧元收购了NFM公司，而NFM公司可不是一个小公司，它可是曾经的盾构机的有突出贡献的公司，是世界上拥有完整品牌系列，面向全球市场的全断面隧道掘进设备制造商，后来辽宁的三三企业收购了卡特彼勒隧道设备厂商，这也标志着中国在和欧美盾构机龙头的对垒中取得了全方位的胜利。
目前中国盾构机的全球市场上面拥有65%的市场，在国内垄断了近90%的市场，十年时间，中国还没有停止对盾构机的创新，下一步，中国要实现海峡隧道一次性打通，比如果连接海南岛和琼州海峡，中国要构建海底隧道，就要用盾构机一次打通，这一点，全球没有一点人能做到！而且，中国还计划用盾构机来打造一座地下城，大家是否期待呢？
好了，本期文章就是这样，不知道各位对盾构机的发展还有什么疑惑？欢迎给牛总评论留言，最后喜欢的朋友别忘记点赞、关注哦。
