为什么挖火车隧道很少用盾构机而地铁就可以？
这是一个沉重的话题，就像今天我国芯片技术被封锁一般，盾构机在当年也被其他国家联合封锁过，值得庆贺的是，我国科学家在被技术封锁的困境之下，突破重重障碍，最终成功研发出了享有“地下蛟龙”美誉之称的盾构机！
1953年至今，我国在盾构机领域，从“一无所有”到如今占据全球三分之二的市场，仅仅用了67年！
这篇文章有点长，我想尽可能多写点关于盾构机的知识，揭开我国盾构机的崛起之路，其中的坎坷应当时刻牢记。
当然文中也会解答“为什么盾构机不能用来挖火车隧道，反而可以挖地铁隧道？”
盾构机有多么重要？
以前挖隧道都是靠蛮力，就是用大锤不断敲击岩石，全程都是人工，就算24小时不休息，一天也就挖个1~2米。
后面采用的是风镐挖掘，利用压缩空气震碎岩石，但这挖掘速度每天也就6~8米。
1825年，第一代盾构机正式投入应用，英国为之欢呼，这意味着他们的综合国力将会得到显著提升，因为盾构机的挖洞速度，是以前的8~10倍！
本来一个为期50个月的工程，现在只要5~6个月即可，这意味着他们不仅可以节省大量人工，而且还能在有限的时间中，建造更多工程！
然而盾构机涉及到力学、光学、机械、土木、电气、液压、传感等学科，综合国力不强，根本造不出来，所以盾构机是衡量一个国家地下施工装备制造水平的重要标志。
盾构机对于基础建设的作用，就跟光刻机跟芯片之间的关系一样！
我国的基建速度能如此之快，也是得益于盾构机带来的便捷。
盾构机的发明史
有一天，工程师布鲁诺尔十分烦恼，因为快速挖掘隧道的难题一直无法攻克，突然他灵光一闪，想到了令航海人都十分头疼的凿船贝。
以前都是木船，而凿船贝是一种生活在木头中的蛆，它会从内部不断破坏木质结构，其臭名昭著程度堪比白蚁。
布鲁诺尔立刻找来几条凿船贝，并且日夜观察它们的一举一动，突然他开悟了，挖掘隧道也能用凿船贝的这套方法！
灵光如泉涌的布鲁诺尔立即开始研发，最终发明了第一代盾构机（手掘式）。
盾构机的工作原理
盾构机的本质是一个圆柱体，在力的推动下对前方土壤进行挖掘，前面的刀盘能高效切开泥土及岩石，外层的“盾”既能保护内部组织配件，又能临时支撑还没有衬砌的隧洞。
整个盾构机由由掘进、同步注浆、出渣、渣土改良、拼装、密封、导向等系统组成。
你可以理解为，前面在“吃土”，中间在“加工”，后方在“衬砌”，整个过程行云流水。
盾构机的核心技术就是刀盘驱动系统，它由电机、减速器、主轴承等组成，其中主轴承是整个驱动系统的核心。
在幽暗的地下，盾构机主要靠毫米级激光导航技术，因为光线是直的，所以当中轴线上的感应器，感应到激光时，就会循着光线的方向一直挖，当然工程师也可以分次多段调整方向。
中国盾构机的崛起：从“一无所有”到“占据全球2/3市场”
我们是在1953年开始使用盾构机，但在那会，我国还没有盾构机，所以只能向其他国家购买，而那会主导全球盾构机市场的，基本都是西方国家。
以前单纯靠人力挖隧道，一个是慢，另一个就是容易出事故。
所以为了提高基础建设速度，减免不必要的牺牲，我国只能向其他国家购买盾构机，比如1996年，我国为了快速修建秦岭隧道，只能花7亿向德国购买2台盾构机，1996年的7亿是什么概念……可我们又有什么办法呢。
事情还不止于此，虽然在盾构机的发力下，挖掘速度有明显提升，但很快盾构机就出现了问题，估计买过来的质量本来就不怎么好，后来没办法，只能喊国外维修员过来修。
结果维修员所有的开销都要由我们报销，气人的是，往往一个简单的故障，磨磨蹭蹭的浪费了很多时间，严重影响施工进度，最气人的是，他们在维修时，禁止让我国工程师在一旁观看。
自己买的设备，找人来修，维修费昂贵、维修时间长暂且不说，关键还不让主人家在一旁看，简直没处说理去……
不过总的来讲，秦岭隧道在使用了盾构机后，工程大幅度提前完成，但老是被人“卡住脖子”也不是个事，于是我国开始自主研发盾构机，并且把此研发项目加入“863计划”。
2004年，经过专家的不懈努力，终于造出了“先行号”样机。
2006年，“先行2号”正式批量生产。
2008年，我国成功研发第一台拥有自主产权的复合式盾构机“中国中铁一号”，从此打破了其他国家的技术封锁！
2012年，“天和一号”打破其他国家的垄断局面。
此后我国继续加大研发盾构机力度，不管是硬岩掘进机、泥水平衡盾构机还是土压平衡盾构机，都成为了全球名列前茅的存在。
2019年，我国首次向法国出口两台大直径土压平衡盾构机。
今时今日，我国盾构机在国际市场上大放异彩，牢牢占据着全球2/3的市场，从“一无所有”到“盾构机出口大国”，我们仅仅用了67年！
相信不久的将来，我国芯片技术也能突破重重封锁，同样像盾构机一样，在全球市场中大放异彩！
为什么盾构机不能用来挖火车隧道，反而可以挖地铁隧道？
其实对于“盾构机”的理解，国际跟国内略有不同，国际上对于盾构机是广义上的理解，而我国习惯把适用于软土地层的隧道掘进机，称之为“盾构机”，用于岩石地层的隧道掘进机，称之为全断面硬岩隧道掘进机（TBM）。
盾构机为什么不适合用来挖火车隧道？
火车隧道穿过的是山体，岩层坚硬厚实，地质结构复杂，有时候还会面临涌水、岩爆、断裂带等问题，其实盾构机或TBM要挖，也能挖，但是没必要。
火车隧道距离很短，犯不着用盾构机、TBM，而且光运输就是个难题，有些荒山僻岭的，怎么把机器运过去？
现在基本上都是爆破法，周边没多少居民、郊外存放炸药安全、审批难度低，可能爆破法最后也就花个几千万，然而盾构机、TBM光造价就数亿，完全得不偿失，主要是隧道距离太短了，没有地铁几十公里那么长，没必要用盾构机或者TBM
盾构机为什么适合用来挖地铁隧道？
地铁隧道多建造于人类活动范围之内，周围建筑物居多，地下还有各种电线水管，爆破法不适合，而且稍有差池，影响甚大！
盾构机就能完美解决这些难点，虽然盾构机成本高达数亿，但地铁隧道往往一挖就是几十公里，从成本上来说，使用盾构机更合算，而且速度还快。
此外，施工人员在盾构机的保护下，安全性得到了保障，地下又都是软土，盾构机在下面施工，并不会对地面造成较大影响，甚至你站在地面，浑然不知脚下有这么一个庞然大物在运作。
所以从施工难度、经济效益等综合因素考虑，地铁隧道适合盾构机，火车隧道适合爆破法。