一項研發,若能填補國內空白,已經是可喜可賀、引以為豪的事情了。
它若能填補世界空白,那必將會站到了世界的巔峰,成為全球的驕傲,引領世界。
近日,我國研發的一件“重器”,就填補了世界空白,為世界作出了巨大、可喜的成就。
它就是我國自主研發的全球首套盾構超高壓“三元混合氣”帶壓作業生命支持系統。
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2026 年 5 月 8 日正式投用,由中鐵十一局自主研發,應用于甬舟鐵路金塘海底隧道。
之所以研發,是因為不得已、逼不得已。盾構機在海底向前掘進時,主要依靠前面的一組滾刀。隔一段時間,滾刀就不得不更換。在海底更換,可遠非陸地那樣輕松容易,主要面對的是壓強。
甬舟鐵路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,相當于成年男子手掌面積需承受近一噸的重量。在如此大的壓強之下更換盾構機的滾刀,面臨超高壓進艙作業的極限挑戰。這也是一個世界公認難題。
該裝備投用之前,世界上主要采用氦氧飽和帶壓方式作業。這種方式存在諸多的弊端和缺陷,如若控制不準氧氣分壓,會讓氧氣濃度過高引發中毒,從而給施工人員帶去危險。
為了提高帶壓作業效率、降低人員勞動風險,中鐵十一局創新研發出了盾構氦氮氧“三元混合氣”帶壓作業系統。
整套裝備集配氣、供氣兩大關鍵模塊于一體,包含配氣樞紐、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。采用全自動與手動控制相結合的方式運行,確保在復雜工況下的可靠性與安全性 。
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該系統有幾大優點:
如能根據高壓環境動態調整氦氣、氮氣、氧氣三種混合氣體的比例,為作業人員筑起生命呼吸屏障 ;
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如在超高壓下,普通空氣中的氮氣會讓人產生類似醉酒的癥狀,導致判斷力下降,氦氣替代可消除此風險 ;
如能精準控制氧氣分壓,避免氧氣濃度過高引發中毒,保障人員在極限環境下正常作業 。
那么,這套系統又是如何運行的呢?
中鐵十一局甬舟鐵路項目總工程師匡新宇介紹,“三元混合”采用艙外供氣,二次減壓方式進行,換刀作業期間,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定的壓力,隨后依次穿越盾構機人艙、氣墊倉、泥水倉,抵達刀盤背后,開展檢修換刀作業。作業完成任務后,人員嚴格遵循科學的減壓流程,依次通過人艙、甲板減壓艙,進行二級減壓后安全出艙。該系統單次可支持3人同步進艙作業,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,單日最高可更換4把刀具。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場景。
很顯然,這套系統環環相扣,精妙高超,且有極大的安全性。
那么,這么優秀的系統,又是用多長時間研發出來的呢?
僅有兩年左右的時間!
2024年,設想提出。隨后,研發團隊便立馬進入爭分奪秒地落地期。
研發團隊很明白,早一秒讓夢想變為現實,就會早一秒讓海底隧道貫通。
團隊不僅聯合國內頂尖科研力量——與上海交通大學、交通運輸部煙臺打撈局等專業機構開展咨詢合作,還邀請中國工程院院士錢七虎等權威專家反復論證,最終確立了“三元混合氣”飽和帶壓進艙作業的技術路徑。
為了保障萬無一失,設備在投用前,已有過數百次模擬演練和實地測試。
中鐵十一局甬舟鐵路項目黨支部書記殷鵬程表示,團隊已在5.9bar至7.5bar不同壓力條件下成功開展實驗,并在海底實際工況中完成200余人次安全進出艙作業驗證,為技術正式投用奠定了堅實基礎。
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隨著世界首創“三元混合氣”盾構帶壓作業裝備的投入使用,不僅為甬舟鐵路建設掃清關鍵障礙,更將為全球深海高壓隧道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。
相信,這一獨創技術必定會又令美西方大為震驚,繼而自嘆弗如!
這就是“中國技術”!
這就是“中國速度”!
這就是“當今中國”!
相信,在明天,我們中國,還會又有不止一項新科技落地,給自己帶來榮耀,給世界帶去進步,讓世界變得更為璀璨美麗!
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