世界首創“三元混合氣”盾構帶壓作業裝備正式應用，就在全球最長海底高鐵隧道

5月8日，由中鐵十一局自主研發的世界首套“三元混合氣”盾構帶壓作業裝備，正式應用于世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道，標志著我國在盾構超高壓帶壓作業領域取得重大突破。

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，盾構段長11.21公里，為世界最長海底高鐵隧道。項目建設采用兩臺超大直徑盾構機，分別從寧波、舟山兩側同步始發、相向掘進，在穿越高水壓及多種復雜地層后，在海底實現高精度對接。

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，相當于一元硬幣面積需承受近三十公斤的重量。盾構超高壓進艙作業是世界公認難題，該裝備投用之前，世界上主要采用氦氧飽和帶壓方式作業。為打破國外技術壁壘，提高帶壓作業效率，降低人員勞動強度，承擔舟山側6270米盾構施工任務的中鐵十一局，創新提出了盾構氦氮氧“三元混合氣”帶壓作業理念。

從2024年技術設想的提出到最終落地，中鐵十一局團隊聯合國內頂尖科研力量穩步推進，引入深海潛水成熟經驗，并邀請中國工程院院士等權威專家反復論證，最終確立了“三元混合氣”帶壓進艙作業的技術路徑。

歷經兩年多時間，研發團隊在5.9bar至7.5bar不同壓力條件下進行了數百次模擬試驗及現場實測，實現了實際工況中200余人次安全進出艙作業驗證，為裝備正式投用奠定了堅實基礎。

據中鐵十一局甬舟鐵路項目負責人張金濤介紹，該裝備涵蓋配氣、供氣兩大關鍵模塊，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合的方式運行，對人體在不同高壓環境下呼吸的氦氣、氮氣、氧氣進行科學配比，滿足世界級工程超高壓帶壓作業需求。

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

該裝備單次可支持3人同時進艙作業，每次持續60分鐘，通過兩組人艙配合可實現24小時連續作業。模塊化結構設計便于快速適配不同水壓及復雜地層的盾構施工，具有模塊化設備進場快、人員勞動強度低、換刀作業效率高等優勢，為超高壓換刀作業提供了一條全新的技術路徑。

“這項技術的成功應用，不僅為甬舟鐵路建設掃清關鍵障礙，更將為全球超高壓工程建設提供一套可復制、可推廣的‘中國方案’，助力我國超高壓盾構施工技術邁入世界前列。”上海國鐵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，金塘海底隧道盾構段掘進9362米，約完成83.6%。

甬舟鐵路是國家《中長期鐵路網規劃（2016-2030年）》重大項目，線路全長76.4公里，設計時速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，對推動寧波舟山同城化發展，加快兩地融入“一帶一路”和長江經濟帶，促進長三角一體化高質量發展等具有重要意義。

原標題：《世界首創“三元混合氣”盾構帶壓作業裝備正式應用，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