大航海时代水手对万恶船蛆无奈。设计师却从中找到了灵感
船蛆,也被叫做“凿船贝”、“蛀船虫”,其外形像蠕虫,体型细长,穴居木材中以凿木为食,分布于世界各个海洋。
大航海时代大多以木船为主。船蛆对木制海船能造成很大的伤害,漏水沉船许多海船都因为船蛆而损毁或降低了寿命。远行的海船不怕大风大浪就怕船蛆。
那个时代铜铁比较稀缺,价格也比较昂贵,为了防止船蛆啃食船底,只有海军战舰才能在船底船底包上一层铜皮,这样可以很好地防止船蛆对船的伤害,所以在很长的一段时间里大多数的船只都用不起铜皮包船。
船蛆的繁殖力很强,成熟的船蛆一次能产卵几十万颗、孵化出的幼虫随水漂游,遇到木船等木质就附上,从这时就开始了它的钻木生活;而且发育很快,半个月能成熟繁殖第二代。一旦钻入木材,它就不再出来,直到木材被蛀光为止。
船蛆凿木的原因与白蚁可不一样,白蚁是把木材当作食料,船蛆则主要创造居住条件。其形状与其它贝类完全不同,身体伸延得很长,像条蠕虫。
别小看这种软体蠕虫,哥伦布的第四次航海。肆虐的船蛆毁掉了哥伦布船队将近一半的船只,航海队员不得不停靠在牙买加的一个小岛上修船再出发。当时的确没有什么更好的方法来防止船蛆的钻蚀。
由于船蛆凿洞的方法是伸缩壳肌,使贝壳反复旋转,利用贝壳面上的细齿将木材慢慢挫掉。1818年法国工程师布鲁诺尔从这个现象中获得了灵感,于是,布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理,并取得了英国的专利。这也是所谓的开放型手掘盾构的原型。
布鲁诺尔(Marc Isambard Brunel)(1769~1849)法国工程师,但由于自1798年起一直侨居并服务于英国,为英国铁路,尤其对盾构法隧道有杰出贡献,是盾构隧道的发明人。
布鲁诺尔在英国取得的盾构专利(网络图)
1825年,他发明的矩形盾构机首次应用于伦敦泰晤士河隧道施工。虽然在修建过程中遇到很大的困难,发生过河水进入隧道,以及沼气进入隧道被照明灯点燃,从而造成了人员伤亡等事故。但布鲁诺尔并没有灰心丧气,他一面总结失败的教训,一面对盾构机进行改进。
伦敦泰晤士河隧道
布鲁诺尔发明的盾构机,矩形盾构断面高6.8米,宽11.4米。其构架分成36个小单元,每个单元内有一名矿工把他面前的粘土挖开。当许多名矿工挖去同一数量的粘土时,构架就可以向前移动了,挖空的地方被铺上砖块。
泰晤士河隧道长约合396米,高约合23米。如今,泰晤士河隧道已成为伦敦地铁系统的一部分,每天有数以千计的伦敦人匆忙地穿过这条绚丽的隧道。同时,泰晤士河隧道还成为了一个举世瞩目的公共景点。
现代的盾构机,从而用机械开挖代替了人工开挖。也有钢铁蚯蚓之称,也是目前隧道施工的主要装备之一。
盾构机的发明也是人类历史上隧道施工的一大技术突破,其技术原理为现代盾构机设计奠定了基础!为表彰布鲁诺尔对泰晤士河隧道的伟大贡献,英国维多利亚女王授予其爵士爵位。