专栏名称: 宇宙解码
宇宙起源,黑洞,虫洞,多维空间,相对论,量子力学,地外文明,迷失古迹,不解之谜,科技前沿。
目录
相关文章推荐
科普中国  ·  堵车时,第一辆车在干嘛? ·  2 天前  
赛先生  ·  DeepSeeK为何惊艳全球科学家? ·  5 天前  
51好读  ›  专栏  ›  宇宙解码

100多年前,英国人是如何发明出地铁的?

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2024-08-31 18:20

正文

19世纪英国伦敦地面交通严重拥挤,马车所产生的上百万吨马粪无处安放。空想家查尔斯.皮尔逊受修建泰晤士河隧道的启发,第一次提出要在伦敦的地下修建地下铁路。

明挖法

刚开始并没有人看好这个想法,甚至觉得荒唐。直到1863年1月10日,世界上第一条地铁的开通,人们才意识到这个想法有多么的超前。 那么100多年前,人们究竟是如何成功发明出地铁的?

最开始人们修建地铁的方法比较落后,采用的是最原始的方法——明挖法。

工人先把要修地铁的地上住户转移,然后从地面向下挖沟建隧道,用砖块加固沟壁修建拱形砖顶。地下修建好再把挖出来的土回填,在上面重新修建道路和房屋。

早期地铁的修建

这种方式虽然很有效,但是随着地铁数量的增加,地铁的修建面临着越来越多的难题。比如挖着挖着遇到了障碍物、淤泥、地下水,又或者导致地面沉降。

为了应对这些问题,人们又研究出沉箱法。

沉箱法是在地下隧道施工时,先将预制的混凝土箱体(沉箱)运输到施工现场,然后通过沉降的方式将沉箱逐渐沉入地下,最终形成一个完整的地铁隧道。

巴黎修建地铁时就采用的这个方法,由于塞纳河的下边全是淤泥,要想修建地铁就必须解决这个问题。

于是工人把河道两岸的河床进行了加宽,然后通过U型管道,将大量的冷却液输送至河床底部。等到40天后,底部的淤泥凝结成了固体,就可以继续施工了。

拓宽河道修建地铁

如果遇到了地下水,就用钢桩和泥土修一个方形的坑洞。然后把里边的水抽干净再继续挖。同时还要在建造车站的位置浇筑混凝土,以及将混凝土桩打入地下,避免地下水回流导致车站移位造成的安全隐患。

后来随着盾构机的出现,人们开始尝试暗挖法。一边挖一边建,既能够防止地面沉降,又不会影响地面人们的正常生活。早期的盾构机,主要是靠人工挖掘前进距离的,效率太低一天只能挖3米。

早期盾构机工作状态

因此人们对盾构机进行了改进,安装了挖掘土壤的刀盘以及泥土传送装置,工作时将盾构机的前部推入土壤中,刀盘开始旋转,将土壤切割并通过输送带运送到后部。

然后通过注浆系统注入水泥浆料,让隧道墙壁变的坚固。盾构机不断向前推进,对土壤进行挖掘和支撑,同时不断进行预制的隧道墙壁加固。

挖掘出的泥土和砖块,则通过输送带或其他运输设备运出隧道,进行处理和清理。有了盾构机的帮助,修建地铁的效率和安全性都大大提高。







请到「今天看啥」查看全文