这一“中国方案”破解世界最长海底高铁隧道难题
“三元混合气”盾构带压作业装备。
近日
国内首套“三元混合气”
盾构带压作业装备
首次应用于世界最长海底高铁隧道
——甬舟铁路金塘海底隧道
这项技术的成功应用
为全球超高压工程建设
提供了“中国方案”
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金塘海底隧道是甬舟铁路控制性工程，横跨宁波与舟山之间的金塘水道，全长16.18公里，盾构段长11.21公里。项目建设采用两台超大直径盾构机，分别从宁波、舟山两侧同步始发、相向掘进，在穿越高水压及多种复杂地层后，在海底实现高精度对接。
随着盾构机向深海挺进，建设者遇到了“极限挑战”。进入岩层，刀具必须使用滚刀才具有破岩能力，因此需要更换刀具。
而金塘海底隧道最大埋深位于海平面下78米，最高水土压力达8.5bar，相当于一元硬币面积需承受近三十公斤的重量。盾构机的前端挖掘部位，也相应需要维持一定的工作压力来平衡外部压力，因此更换刀具，就意味着工作人员需要在超高压环境下进舱作业。
这种盾构超高压进舱作业，是世界公认的难题，尤其是在如此复杂的地质条件下进行海底高压作业，难度超乎想象。
为提高带压作业效率，降低人员劳动强度，承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局，创新提出了盾构氦氮氧“三元混合气”带压作业理念。
从2024年技术设想的提出到最终落地，中铁十一局团队联合国内顶尖科研力量稳步推进，引入深海潜水成熟经验，并邀请中国工程院院士等权威专家反复论证，最终确立了“三元混合气”带压进舱作业的技术路径。
中铁十一局甬舟铁路项目负责人介绍，该装备涵盖配气、供气两大关键模块，采用全自动与手动控制相结合的方式运行，对人体在不同高压环境下呼吸的氦气、氮气、氧气进行科学配比，满足世界级工程超高压带压作业需求。
该装备单次可支持3人同时进舱作业，每次持续60分钟，通过两组人舱配合可实现24小时连续作业，具有人员劳动强度低、换刀作业效率高等优势，为超高压换刀作业提供了一条全新的技术路径。
“这项技术的成功应用，不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍，更将为全球超高压工程建设提供一套可复制、可推广的‘中国方案’，助力我国超高压盾构施工技术迈入世界前列。”上海国铁工程建管公司副总工程师兼舟山指挥部指挥长李冰说。
甬舟铁路金塘海底隧道盾构机掘进线路效果图。目前，金塘海底隧道盾构段掘进9362米，约完成83.6%。
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