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中国科普博览权威发布_中国科技博览官网(2024年11月精准访谈)

内容来源：方新你好影院所属栏目：观点更新日期：2024-11-28

中国科普博览

【中国科普博览】“地下蛟龙”盾构机的灵感，其实来自一种软体动物 1997年，当中国着手修建秦岭隧道之时，技术的局限迫使我们不得不向德国求助，购入两台价值3.5亿元的盾构机，甚至这两台机器还不是新机。它们频繁的故障如同一道道难以逾越的鸿沟，每一次都需要等待远道而来的外国工程师前来修复，这不仅延缓了工程的进展，也深深刺痛了每一个中国工程师的心。再到修建港珠澳大桥之际，我们再次面临了技术封锁的严峻考验。德国威尔特公司开出了天价——一台盾构机竟要价7亿元人民币！不仅如此，德国专家还傲慢地断言：“再给中国工程师一百年，他们也造不出盾构机！”这不仅是经济上的重压，更是对我们国家尊严的极大侮辱。我们下定决心自主研发！就在2008年，我国首台具有自主知识产权的复合式盾构机——中铁1号，诞生了！盾构机，又名盾构隧道掘进机，是一种集高科技于一体的隧道掘进专用工程机械。顾名思义，在工作中，盾构机采用“盾构法”进行工作，“盾”，即“保护”，指它的盾壳，“构”，即“构筑”，指管片拼装。可以简单理解为：一个圆柱体钢组件，沿着隧洞轴线一边向前推进，一边对土壤进行挖掘。它的壳体对挖掘出的还未衬砌的隧洞段可以起到临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还会承受着地下水压并将地下水挡在外面。而“盾构法的灵感”我们可以从一位自然界的小巧建筑师——“船蛆”的身上来揭秘。船蛆是一种生活在海洋中的软体动物，它们以木材为食，能够在木板中钻洞并居住其中。船蛆的前端尖锐且布满锯齿的壳，是它穿透木板、开辟空间的利器。这一构造与盾构机前端的巨大刀盘非常相似，而盾构机也就是利用巨大刀盘像一条钢铁长龙一样转入地下，一边旋转着脑袋一边“吃掉”岩石和泥土。盾构机的设计灵感最初是由法国工程师布鲁诺尔在18世纪末从船蛆钻洞现象中获得的。布鲁诺尔观察到船蛆在钻穿木板时，会分泌液体涂在孔壁上，形成坚韧的保护壳，抵抗木板潮湿后的膨胀，以防被压扁。这一自然现象激发了他的灵感，提出了盾构机掘进隧道的原理，并据此设计的“开放型手掘盾构机”获得了英国专利。当我们将视线转到盾构机的中后部，我们会发现其结构的复杂性和精巧性。盾构机的中后部集成了前盾和后盾的坚固保护，以及一个至关重要的液压驱动系统，其中的液压千斤顶是它动力的源泉，正如船蛆强健体段中的肌肉纤维。同时，为了让隧道更加稳固，盾构机每前进一段距离，将会自动在隧道内壁上拼装一环混凝土管片，而衬砌管片与隧道壁之间的空隙也要用灰浆填充，保持整体内衬层的稳定性，并防止水向隧道渗漏。在探讨废物处理方面，盾构机与船蛆之间展现了一种令人惊叹的共鸣。盾构机内置的高效传送带系统，能够在掘进过程中迅速清理产生的大量废弃物，确保作业现场的清洁与高效。而船蛆，这种生活在海洋中的软体动物，同样拥有高效的废物处理机制。它们通过身体后部的特殊管道，将代谢废物迅速排出体外，保持身体内部的清洁，这种自然界的精妙设计，不仅有助于船蛆在恶劣环境中生存，也为人类提供了宝贵的生物启发。如今，中国的盾构机不仅能够穿山越岭，还能穿江越海，广泛应用于各类隧洞修建工程，甚至在中俄天然气输送项目中，成功完成了长江盾构工程。这一系列成就，不仅展示了中国盾构机技术的卓越性能，更体现了中国在基础设施建设领域的强大实力。 2012年，中铁装备的第一台盾构机走出国门，开启了中国盾构机国际化的新篇章。随后的几年里，中铁装备逐渐成为世界知名的盾构机行业领先者，产品远销多个国家和地区，赢得了国际市场的广泛认可和赞誉。从无到有，从弱到强，中国盾构机的发展历程，是一段充满挑战与辉煌的奋斗史。这一过程不仅彰显了中国的自主研发实力和创新精神，更展现了中国智慧和民族精神的磅礴力量。正如盾构机在地下稳行不辍，中国在科技创新的道路上也坚定前行，筑就了国家的坚实脊梁。图1：2008年4月25日，“中国中铁1号”盾构机在河南新乡下线（图片来源：北京日报）图2：盾构机工作原理（图片来源：百度百科）图3：船蛆（图片来源：poi-australia网站）图4：船蛆（图片来源：蓝色动物学）图5：中铁隧道局大盾构机全家福（图片来源：澎湃）图6：“骐跃号”盾构机（图片来源：文汇报）图7：我国盾构机将到世界盾构机的发源地和制造强国修地铁（图片来源：科技日报）

「西电小课堂」「科普冷知识」香蕉是芭蕉科芭蕉属大型单子叶草本植物，也就是说，香蕉是草，不是树。「千万IP创科普」@中国科普博览

「科普冷知识」恐龙并不能像蜥蜴那样随意地将舌头伸出口腔。相反，它们的舌头很可能像短吻鳄那样固定在口腔底部，短而平扁，不能伸出口腔。「千万IP创科普」@中国科普博览

你觉得香蕉是草还是树呢？「科普冷知识」香蕉是芭蕉科芭蕉属大型单子叶草本植物，也就是说，香蕉是草，不是树。「千万IP创科普」@中国科普博览

「科普冷知识」动物也会晒伤？会的！例如，经过人类驯化的猪，有更少的毛发，但同时，和那些没有经过驯化的野猪相比，也更容易晒伤。同理，刚刚被剃毛的羊羔也容易被晒伤。「千万IP创科普」@中国科普博览

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「科普冷知识」我们知道动物会装死，但装死也是要付出代价的。很多动物在假死状态下身体并非完全放松，而是会耗费格外大的能量以保持特有的僵直体态。很多种动物的假死状态过于逼真，以至于可能会因心脏骤停或者窒息而死。「千万IP创科普」@中国科普博览

「中国天眼发现脉冲星已超1000颗」宇宙浩瀚，每一次的观望都迎来了新的发现；科技强国，每一次的飞跃都离不开背后的心酸岁月。「大树分享」 via.中国科普博览 @微博校园@教育之江杭州ⷦ𕙦𑟦 ‘人学院

「科普冷知识」论喝酒，你可能都比不过大黄蜂……近期发表在《美国科学院院报》上的一篇论文指出，这种大黄蜂似乎可以经常性地、近乎无限量地摄入极高浓度的酒精，却不会有任何不良反应，甚至不会酒精中毒。「千万IP创科普」@中国科普博览

「科普冷知识」东非的慈鲷──伯氏妊丽鱼，雌鱼会将卵含在嘴中、以口育卵。与把卵产在毫无防备的水中相比，口孵更加安全，有助于降低幼卵被捕食的风险，提高存活率。然而，这种慈鲷有时会吃下超过四分之三的鱼卵与稚鱼。「千万IP创科普」@中国科普博览