你看见过地铁隧道或者火车隧道的开挖吗？经常看新闻报道的人就会在地铁建设的新闻
报道中看到盾构机这个名字。比如长沙地铁六号线河西段首台盾构机顺利始发，许多人
看到这样的新闻感到一头雾水。其实盾构机是地铁建设中取得重大突破的好帮手。
许多人认为火车隧道和地铁隧道的施工方法是一致，事实未必如此，两者的区别还是很
大的，题主说挖火车隧道不用盾构机而地铁可以，这个命题本身不严密，那么它们各是
用什么机械开挖的呢？各自有哪些优势和劣势？
1、什么是盾构机？
关注地铁建设的人，对这个词语一定陌生。盾构机是地铁在施工过程中经常使用的一种
器械。
发明盾构机的灵感，据说来源于船蛆，这种生物主要是寄存在船只的木材中，这种小虫
把坚硬的木头一点一点打通，钻出一个又一个的洞穴，逐渐把木头变得柔软，最终把木
头给蛀坏了，它对船只具有很大的损坏作用。
据说，有一位法国工程师布鲁诺在修建泰晤士河隧道时，到了修建海底段隧道时，遇到
了很大的困扰。
一筹莫展的他冥思苦想也找不到解决的办法，有一次，他无意中看到了船蛆在船体中钻
洞，他发现船蛆在钻洞的过程中，会从体内分泌一种液体涂在孔壁上形成保护壳，以抵
抗木板潮湿后发生的膨胀，突然他有了灵感。
1818年，布鲁诺尔设计了盾构结构的机械系统，采用了全断面螺旋式开挖的分闭式盾壳
。
他用一种金属圆柱体，里面有复杂的机械和辅助设备，由千斤顶推动金属桶框向前水平
前进，并由金属桶框支撑土体，防止塌方，之后对金属桶框进行衬砌施工。
这是最初设计的原理，后来随着技术的发展，又有了一定的改变，不过最基本的原理还
是一致的，在挖掘隧道的时候，同时建设盾片，起到支撑作用，这样能提高挖掘的效率
，增加安全性。
2、盾构机在隧道施工中的运用
传统的隧道施工方法是敞开式施工法，这种施工法往往需要地面上进行大面积的拆迁，
会阻断交通，在施工的过程中产生噪音，有时还会造成地面沉降，影响居民的正常生活
。
现代的盾构掘进机加入了高科技元素，集光、电、机、液、传感、信息技术于一体，具
有开挖切削、土体输送、土渣拼装、隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。
这种新型的盾构掘进机可以根据不同地质类型进行量衣裁体，对施工的地质、土木、机
械、测量等问题都能全面解决。
这种盾构掘进机目前已经广泛运用于地铁，铁路，公路，市政，水电等隧道工程。当需
要施工的隧道的洞线较长，或工程需要埋深较大的情况下，用盾构机施工能够节省人力
，一次成洞，不用受到气候及地面建筑物的影响，较为经济适用。
自从有了盾构机之后，地铁隧道的开挖建设可以节省许多人力物力，对周围环境的影响
大大减小，还能提高工程的施工速度，提高施工的安全性。
三、为什么地铁隧道的施工可以使用盾构机？
01、地铁施工在城市地下，土壤多为软土。
众所周知，人类的城市往往建设在水草肥美，土地肥沃的平原之地，这些城市的泥土多
为软土。
而地铁大部分是出现在人口密集的大城市，是在城市的地下施工。这些城市地面建筑物
较多，交通繁忙，地下建设地铁时，必须确保不影响地面人们的工作及生活。
02、地铁隧道施工用盾构法可以提高安全性。
在这样的区域挖隧道，采用盾构机施工无疑是最适宜的。盾构隧道施工时，大部分采用
机械，安全风险性小，可以防止地表沉降。
另外，在施工过程中难免会穿越一些敏感的建筑物，在施工过程中，边施工边盾构会对
地表的建筑物起到保护的作用。
03、地铁施工的范围较小
地铁大多是单线单洞隧道，对隧道的限界要求较小，施工范围也相对较小，一般六米直
径的隧道就可以满足大部分城市选用的B型车。
因此，盾构法用在地铁隧道建设中是首要选择。
四、为什么公路隧道和铁路隧道少用盾构机？
有人说铁路隧道的施工不用盾构机，这种说法过于绝对，只能说在铁路隧道的施工中，
少用盾构机。这是为什么呢？
首先，是施工对象的不同。地铁隧道是在大城市，施工时，面对的是少有岩石或者没有
岩石的软土，但是铁路隧道或者公路隧道大部分位于山区。
山区的山体大部分是岩质结构，岩石很坚硬，盾构机在开挖土体时，主要依赖机械前方
的刀盘上的刀具进行切割，如果开挖岩石，对盾构刀具的磨损很大，而更换刀具，一个
方面存在一定的风险，另一个方面，刀具价格昂贵，也不够经济。
其次，公路和铁路的修建对环境的要求没有那么严格。大部分公路隧道或者铁路隧道，
由于修建在山区，而山区的环境较为简单，不用过多担心地表沉降，这时可以选择成本
较低，技术成熟的矿山法施工。有时甚至可以采用爆破法。
再者，公路隧道对限宽要求较高，还需要做到通风照明，一般情况下，两车道的公路隧
道宽度在十米以上，如果是三车道、四车道最大的开挖宽度可能要超过20米。而国内直
径最大的盾构机大约在15米左右。这不大适用于公路隧道的建设。
最后，山地地形较为复杂，交通不便，运输盾构机是一个难题。
一般在山地建设高速公路或者地铁隧道时，多采用硬岩掘进机，或者用三臂凿岩机挖掘
，挖掘出来的渣石，由渣车队往外拉，挖掘一段，加固一段，慢慢的就建成了我们所能
见到的隧道。
结语：综上所述，在建设火车隧道时，如果遇到的是坚硬的岩石，大部分采用矿山法，
或者是掘进机法进行挖掘，当然，如果遇到的是软土时，也可以采用盾构法。
说到底隧道施工方法的选择是要考虑多个因素的，最终采用的方法一定是经过设计人员
不断论证后确定的最优方法，设计人员一定是从安全、经济、便利等方面进行考虑。
所以，盾构机大部分用于地铁隧道的施工，而公路、铁路，特别是高铁隧道的施工中，
比较少见！
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