盾構(gòu)機(jī)造型的視覺藝術(shù)研究

視覺藝術(shù)設(shè)計(jì)在盾構(gòu)機(jī)造型設(shè)計(jì)過程中始終貫穿。造型作為視覺藝術(shù)的基本元素，尤其是概括點(diǎn)、線、面功能，使其對(duì)盾構(gòu)機(jī)造型的分析突出了本質(zhì)作用。造型以及造型結(jié)構(gòu)的形式美、形態(tài)美決定了盾構(gòu)機(jī)給人帶來的視覺感受，進(jìn)一步影響了美感，從而表現(xiàn)出盾構(gòu)機(jī)造型的視覺藝術(shù)。本文主要分析了盾構(gòu)機(jī)造型構(gòu)成，構(gòu)成盾構(gòu)機(jī)造型的美學(xué)原則，盾構(gòu)造型形態(tài)的選擇和組織。

盾構(gòu)機(jī)造型構(gòu)成

盾構(gòu)作為一種保護(hù)人體和設(shè)備的護(hù)體，其外形（斷面形狀）隨所建的工程要求不同有圓形、雙圓形、三圓形、矩形、馬蹄形、半圓形等。而因圓形斷面受力好、圓形盾構(gòu)設(shè)備制造相對(duì)簡單及成本相對(duì)低廉，絕大部分盾構(gòu)還是采用傳統(tǒng)的圓形。

1.刀盤

在盾構(gòu)機(jī)中刀盤是主要部件，其結(jié)構(gòu)形式、強(qiáng)度與整體剛度都對(duì)施工掘進(jìn)的速度和成本造成了影響，假如產(chǎn)生故障維修處理比較困難。地質(zhì)情況和制造廠家的不同，刀盤也會(huì)形成不同的結(jié)構(gòu)，比較常見的結(jié)構(gòu)包括：平面圓角刀盤、平面斜角刀盤和平面直角刀盤。

2.前體

前體還可以稱為切口環(huán)，是開挖土倉和擋土部分，在盾構(gòu)的最前端，結(jié)構(gòu)屬于圓筒形，前端設(shè)置了刃口，以便對(duì)底層減少擾動(dòng)。當(dāng)圓筒與軸線垂直、大概在中段處焊有壓力隔板，主驅(qū)動(dòng)、螺旋輸送機(jī)和人員艙的法蘭支座以及四個(gè)攪拌棒等焊在 隔板上，還包括螺旋機(jī)閘門機(jī)構(gòu)以及氣壓艙，另外，隔板上還安裝了5個(gè)土壓傳感器、通氣通水等孔口。

3.中體

中體還叫支承環(huán)是盾構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)，承受在盾構(gòu)上發(fā)揮作用的所有載荷。屬于一個(gè)強(qiáng)度與剛性都非常好的圓形結(jié)構(gòu)，中體承受了地層力、全部千斤頂?shù)姆醋饔昧?、刀盤正面阻力、盾尾鉸接拉力及管片拼裝時(shí)的施工載荷。中體內(nèi)圈附近布置了盾構(gòu)千斤頂與鉸接油缸，中間包含了管片拼裝機(jī)和部分液壓設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備及操作控制臺(tái)。有些還需要加、減壓艙。中體盾殼上焊有帶球閥的超前鉆預(yù)留孔，也可以用來注膨潤土等材料。

4.盾尾及盾尾密封

盾尾具體用于掩護(hù)隧道管片拼裝工作及盾體尾部的密封，通過鉸接油缸和中體連接，并且裝有預(yù)緊式鉸接密封。鉸接密封與盾尾密封裝置的目的都是避免水、土和壓注材料由盾尾進(jìn)入盾構(gòu)中。為了縮小土層與管片之間的空隙，進(jìn)一步減少了注漿量以及擾動(dòng)地層的程度，制作盾尾形成一個(gè)圓筒形薄殼體，此時(shí)還必須承受土壓與糾偏、轉(zhuǎn)彎過程中出現(xiàn)的外力。

5.螺旋輸送機(jī)

螺旋輸送機(jī)是土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的主要部件，具體作用為：第一，是唯一掘進(jìn)渣土排出的通道；第二，掘進(jìn)過程中利用螺旋機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的土塞構(gòu)建密封前方土倉中的壓力，對(duì)地下水有效抵御。

構(gòu)成盾構(gòu)機(jī)造型的美學(xué)原則

1.單純化

規(guī)律性極強(qiáng)的形態(tài)所具有的特征稱為單純化。規(guī)律性指的是構(gòu)成形態(tài)的要素的大小、方向和位置等。單純化的形態(tài)是指構(gòu)成要素少，形象鮮明。單純化的形，雖然構(gòu)造簡單，但是也可以形成具有深遠(yuǎn)意義的形態(tài)。單純化的美學(xué)原則，非常容易理解，是人的身心特點(diǎn)對(duì)形態(tài)構(gòu)成提出的要求。

2.秩序

在形態(tài)變化中秩序是一個(gè)統(tǒng)一因素，它指的是形態(tài)中的一部分和形態(tài)整體之間的內(nèi)在聯(lián)系。一個(gè)簡潔形態(tài)的前提是秩序。在這個(gè)意義上，盾構(gòu)機(jī)造型就是把各具特點(diǎn)的形態(tài)要素通過新的秩序，使其表現(xiàn)出一個(gè)整體的規(guī)律與特征活動(dòng)。

3.意境

作為視覺藝術(shù)的美學(xué)原則，意境是視覺藝術(shù)所追求的一種美好理想，也是人們對(duì)外觀形態(tài)認(rèn)識(shí)的心理要求和生活長期積累的最終結(jié)果。抽象的形態(tài)，也同樣形成了感情效果，因?yàn)槿藗儗?duì)形式美積極感受的過程中，通常會(huì)形成理想化的聯(lián)想。

達(dá)到理想形態(tài)的具體方法包括移情法與夸張法。移情法是設(shè)計(jì)者把自己的感情加入形態(tài)，并且與盾構(gòu)機(jī)造型功能相統(tǒng)一。夸張法是對(duì)盾構(gòu)機(jī)造型夸張表現(xiàn)，創(chuàng)造出形態(tài)的動(dòng)感。

4.穩(wěn)定

視覺藝術(shù)的穩(wěn)定性，具體包括實(shí)際穩(wěn)定與視覺穩(wěn)定。實(shí)際穩(wěn)定是指從盾構(gòu)機(jī)造型的物質(zhì)功能與使用功能角度考慮，對(duì)視覺藝術(shù)設(shè)計(jì)提出要求，也就是造型必須的物理特點(diǎn)。視覺穩(wěn)定是按照人的心理感受與視覺習(xí)慣進(jìn)一步追求的穩(wěn)定。

盾構(gòu)造型形態(tài)的選擇和組織

1.盾構(gòu)機(jī)的造型選擇

（1）盾構(gòu)機(jī)造型選擇應(yīng)當(dāng)與產(chǎn)品的物質(zhì)功能相適應(yīng)。（2）盾構(gòu)機(jī)造型選擇應(yīng)當(dāng)考慮各種土質(zhì)及不同工作方式特點(diǎn)，使之與人的心理要求相適應(yīng)。如矩形具有莊重、工整、渾厚的感覺，而圓形則具有奔放、輕松、生動(dòng)的感覺。（3）盾構(gòu)機(jī)造型選擇需要考慮整體形式美。也就是在變化過程中要求統(tǒng)一，在統(tǒng)一中追求變化。

2.盾構(gòu)機(jī)造型的組織

完美的盾構(gòu)機(jī)造型必須具有造型形式、藝術(shù)格調(diào)的統(tǒng)一，統(tǒng)一可以加強(qiáng)造型的秩序與和諧的美感。盾構(gòu)機(jī)造型的組織也必須遵守這一規(guī)律，造型的統(tǒng)一具體考慮兩個(gè)方面：

其一，盾構(gòu)機(jī)主體造型風(fēng)格的統(tǒng)一。盾構(gòu)機(jī)主體造型風(fēng)格統(tǒng)一是指構(gòu)成形體大輪廓的造型要大體一致。假如造型主調(diào)是直線，則主要部分應(yīng)當(dāng)以直線組成形體。假如造型主調(diào)是曲線，則形體的主要部分應(yīng)當(dāng)為曲線，進(jìn)一步達(dá)到統(tǒng)一的造型風(fēng)格。

其二，盾構(gòu)機(jī)造型的統(tǒng)一性是指造型體內(nèi)部各個(gè)零部件的連接所形成的部分。其應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)構(gòu)方式?jīng)Q定，并且重視統(tǒng)一外廓線形，力爭簡潔明快，這樣就突出了大方，使人產(chǎn)生協(xié)調(diào)美感。

結(jié)束語

盾構(gòu)是一種集中各種功能于一體的開挖隧道綜合性設(shè)備，具體功能包括盾構(gòu)施工中的開挖、出土、支護(hù)等，當(dāng)前，在地下交通工程和隧道施工中盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為首選設(shè)備。近些年來，盾構(gòu)機(jī)造型設(shè)計(jì)的發(fā)展很快，各類造型形態(tài)變化顯著，從前的理論已經(jīng)不能符合目前的研究要求。因此，迫切需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)造型的視覺藝術(shù)理論進(jìn)行創(chuàng)新分析。

（作者單位：陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

作者簡介：楊光（1982-），男，籍貫：陜西西安人，研究生，助教，主要研究方向：視覺傳達(dá)藝術(shù)設(shè)計(jì)。