湖北
极目新闻记者 吕锐
通讯员 任志宏 张玺
5月8日上午，由中铁十一局自主研发的世界首套盾构超高压“三元混合气”带压作业生命支持系统，正式投入世界最长海底高铁隧道——浙江甬舟铁路金塘海底隧道建设。这套可科学配比氦气、氮气、氧气三种混合气体的国产创新装备，用于“定海号”盾构机刀具检查更换等专项作业，助力世界级工程突破超高压禁区，为深海施工提供可靠的安全保障。
8日上午，极目新闻抖音号直播海报
金塘海底隧道是甬舟铁路控制性工程，横跨浙江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，为世界最长海底高铁隧道。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。
盾构机超高压进舱更换刀具作业是世界公认难题，传统压缩空气进舱作业的安全压力上限为5bar，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，相当于成年男子手掌面积需承受近一吨的重量。面对极限工况，承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局跨界借鉴深海潜水技术，成功研发出适用于盾构施工的氦氮氧“三元混合气”带压作业生命支持系统。
中铁十一局有关人员介绍，从2024年技术设想的提出到最终落地，团队联合国内顶尖科研力量稳步推进。他们先后咨询上海交通大学、交通运输部烟台打捞局等专业机构，引入深海潜水成熟经验，并邀请中国工程院院士钱七虎等权威专家反复论证，最终确立了“三元混合气”饱和带压进舱作业的技术路径。
“三元混合气”带压作业生命支持系统
“三元混合气”由氦气、氮气、氧气按人体在高压环境下生存的科学配比而成。其中氦气密度低、扩散快、安全性高，能有效防止高压环境下作业人员出现“氮麻醉”“氧中毒”等风险，为深海超高压环境下的生命维持筑起可靠的呼吸屏障。
中铁十一局项目负责人张金涛介绍，该生命支持系统涵盖配气、供气两大关键模块，集配气枢纽、供气枢纽、人体呼吸器、甲板减压舱、压力监测与流量控制等113个子模块于一体，采用全自动与手动控制相结合的方式运行，精准适配5bar至12bar中高压作业区间，满足金塘海底隧道的超高压工况。
与传统方案相比，该系统无需搭建大型前置驻舱系统，大幅缩短了检修作业周期。其轻量化设计便于运维，进舱人员经专项培训取证后即可上岗。作业时，进舱人员佩戴专用混合气体呼吸器，由舱外管路供气，舱内主动回收呼出气体。作业人员先在加压舱加压至设计压力，随后依次穿越盾构机人舱、气垫仓、泥水仓，抵达刀盘背后，直面隧道掌子面。完成任务后，经科学减压出舱至甲板减压舱，进行二次减压疗养。
极目新闻记者了解到，该系统单次可支持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，单日最高可更换4把刀具。模块化结构设计便于快速适配不同水压及复杂地层的盾构施工，具有模块化设备进场快、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。
工作人员模拟演练
“这项技术的成功应用，不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍，更将为全球深海高压隧道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。
据悉，历经数百次模拟演练和实地测试，团队已在5.9bar至7.5bar不同压力条件下成功开展实验，并在海底实际工况中完成200余人次安全进出舱作业验证，为技术正式投用奠定了坚实基础。
工作人员模拟演练
甬舟铁路是国家《中长期铁路网规划（2016-2030年）》重大项目，线路西起宁波东站，经宁波市鄞州区、北仑区，通过新建海底隧道至舟山市金塘岛，通过新建跨海大桥至册子岛及舟山本岛，终至定海区白泉镇，线路全长76.4千米，设计时速250千米，是一条以中长途旅游客流为主、兼顾舟山宁波之间城际客流的高速铁路。
甬舟铁路计划于2028年具备开通运营条件，项目建成运营后，将结束舟山群岛不通铁路的历史，长三角唯一不通高铁的地级市舟山市将接入全国铁路网，对推动宁波舟山同城化发展，加快两地融入“一带一路”和长江经济带，促进长三角一体化高质量发展等具有重要意义。
（通讯员供图）
（来源：极目新闻）
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