5月8日，由中鐵十一局自主研發(fā)的世界首套“三元混合氣”盾構(gòu)帶壓作業(yè)裝備，正式應(yīng)用于世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道，標(biāo)志著我國在盾構(gòu)超高壓帶壓作業(yè)領(lǐng)域取得重大突破。

金塘海底隧道是甬舟鐵路控制性工程，橫跨浙江寧波與舟山之間的金塘水道，全長16.18公里，盾構(gòu)段長11.21公里，為世界最長海底高鐵隧道。項目建設(shè)采用兩臺超大直徑盾構(gòu)機，分別從寧波、舟山兩側(cè)同步始發(fā)、相向掘進，在穿越高水壓及多種復(fù)雜地層后，在海底實現(xiàn)高精度對接。

金塘海底隧道最大埋深位于海平面下78米，最高水土壓力達8.5bar，相當(dāng)于一元硬幣面積需承受近三十公斤的重量。盾構(gòu)超高壓進艙作業(yè)是世界公認(rèn)難題，該裝備投用之前，世界上主要采用氦氧飽和帶壓方式作業(yè)。為打破國外技術(shù)壁壘，提高帶壓作業(yè)效率，降低人員勞動強度，承擔(dān)舟山側(cè)6270米盾構(gòu)施工任務(wù)的中鐵十一局，創(chuàng)新提出了盾構(gòu)氦氮氧“三元混合氣”帶壓作業(yè)理念。

從2024年技術(shù)設(shè)想的提出到最終落地，中鐵十一局團隊聯(lián)合國內(nèi)頂尖科研力量穩(wěn)步推進，引入深海潛水成熟經(jīng)驗，并邀請中國工程院院士等權(quán)威專家反復(fù)論證，最終確立了“三元混合氣”帶壓進艙作業(yè)的技術(shù)路徑。

歷經(jīng)兩年多時間，研發(fā)團隊在5.9bar至7.5bar不同壓力條件下進行了數(shù)百次模擬試驗及現(xiàn)場實測，實現(xiàn)了實際工況中200余人次安全進出艙作業(yè)驗證，為裝備正式投用奠定了堅實基礎(chǔ)。

據(jù)中鐵十一局甬舟鐵路項目負(fù)責(zé)人張金濤介紹，該裝備涵蓋配氣、供氣兩大關(guān)鍵模塊，集配氣樞紐、供氣樞紐、人體呼吸器、甲板減壓艙、壓力監(jiān)測與流量控制等113個子模塊于一體，采用全自動與手動控制相結(jié)合的方式運行，對人體在不同高壓環(huán)境下呼吸的氦氣、氮氣、氧氣進行科學(xué)配比，滿足世界級工程超高壓帶壓作業(yè)需求。

與傳統(tǒng)飽和帶壓作業(yè)方式相比，該裝備無須搭建大型前置駐艙系統(tǒng)，大幅縮短了檢修作業(yè)周期。其輕量化設(shè)計便于運維，進艙人員經(jīng)專項培訓(xùn)取證后即可上崗。作業(yè)時，進艙人員佩戴專用混合氣體呼吸器，由艙外管路供氣，艙內(nèi)主動回收呼出氣體。作業(yè)人員先在加壓艙加壓至設(shè)計壓力，隨后依次穿越盾構(gòu)機人艙、氣墊倉、泥水倉，抵達刀盤背后，直面隧道掌子面。完成任務(wù)后，經(jīng)科學(xué)減壓出艙后，進入甲板減壓艙進行二次減壓療養(yǎng)。

該裝備單次可支持3人同時進艙作業(yè)，每次持續(xù)60分鐘，通過兩組人艙配合可實現(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè)。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計便于快速適配不同水壓及復(fù)雜地層的盾構(gòu)施工，具有模塊化設(shè)備進場快、人員勞動強度低、換刀作業(yè)效率高等優(yōu)勢，為超高壓換刀作業(yè)提供了一條全新的技術(shù)路徑。

“這項技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅為甬舟鐵路建設(shè)掃清關(guān)鍵障礙，更將為全球超高壓工程建設(shè)提供一套可復(fù)制、可推廣的‘中國方案’，助力我國超高壓盾構(gòu)施工技術(shù)邁入世界前列�！鄙虾F工程建管公司副總工程師兼舟山指揮部指揮長李冰說，目前，金塘海底隧道盾構(gòu)段掘進9362米，約完成83.6%。

甬舟鐵路是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2016-2030年）》重大項目，線路全長76.4公里，設(shè)計時速250公里，是一條以中長途旅游客流為主、兼顧舟山寧波之間城際客流的高速鐵路。項目建成運營后，將結(jié)束舟山群島不通鐵路的歷史，長三角唯一不通高鐵的地級市舟山市將接入全國鐵路網(wǎng)，對推動寧波舟山同城化發(fā)展，加快兩地融入“一帶一路”和長江經(jīng)濟帶，促進長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展等具有重要意義。

原標(biāo)題：《世界首創(chuàng)“三元混合氣”盾構(gòu)帶壓作業(yè)裝備正式應(yīng)用，就在全球最長海底高鐵隧道》

欄目編輯：金旻矣

本文作者：新民晚報 金志剛

題圖來源：周宇超

圖片來源：周宇超