5月8日，一项关键装备在金塘海底隧道施工现场投入使用。由中铁十一局自主研发的世界首套“三元混合气”盾构带压作业装备，将氦、氮、氧三种气体按特定比例混合，让作业人员能够在0.85兆帕的超高压环境下安全进舱。

深海禁区里的生理难题

金塘海底隧道全长16.18公里，其中盾构段11.21公里。两台超大直径盾构机分别从宁波、舟山两侧始发，计划在海底实现高精度对接。隧道最大埋深位于海平面下78米，水土压力峰值达到0.85兆帕。


压力每上升0.1兆帕，人体生理风险就跃上一个台阶。超过0.5兆帕后，常规压缩空气进舱方式开始失效：高压下氮气大量溶入血液，可能导致“氮麻醉”，使人意识模糊甚至昏迷；而氧气分压过高又会引发“氧中毒”。这是全球盾构行业长期未解的世界级难题。


中铁十一局团队从深海潜水技术中找到了灵感。氦气密度低、扩散快，在高压环境下对人体生理干扰极小。研发团队将氦气引入呼吸气体体系，创新设计了氦-氮-氧“三元混合气”配比方案，精准适配0.5至1.0兆帕的作业压力区间。

一套装备串联113个模块

这套装备涵盖配气与供气两大核心系统，集成了配气枢纽、供气枢纽、人体呼吸器等113个子模块。作业流程清晰而严谨：进舱人员佩戴专用混合气体呼吸器，先进入加压舱缓慢加压至设计压力，随后依次穿越盾构机人舱、气垫仓、泥水仓，最终抵达刀盘背后执行检修或换刀任务。


完成任务后，人员需经过科学减压程序出舱，并进入甲板减压舱进行二次减压疗养。单次装备可支持3人同时作业，持续60分钟，通过多班组轮换可实现24小时连续施工。


与传统作业方式相比，这套装备最大的突破在于无需搭建大型前置驻舱系统。模块化结构设计使其能够快速适配不同水压及复杂地层条件下的盾构施工，具备设备进场快、人员劳动强度低、换刀作业效率高的显著优势。

83.6%掘进背后的中国方案

截至目前，金塘海底隧道盾构段已掘进9362米，约完成工程总量的83.6%。这项新技术的成功应用，为甬舟铁路建设扫清了关键障碍。


甬舟铁路是国家《中长期铁路网规划（2016-2030年）》重大项目，线路全长76.4公里，设计时速250公里。项目建成后，将结束舟山群岛不通铁路的历史，宁波到舟山的通行时间从1.5小时大幅压缩至26分钟。按照规划，甬舟铁路预计2028年具备开通运营条件。


这套由中铁十一局自主研发的“三元混合气”带压作业装备，不仅是一条隧道工程的技术突破，它也为全球超高压盾构施工提供了一套可复制、可推广的中国方案，也标志着我国在盾构超高压带压作业领域迈入了世界前列。

 

了解更多海洋产业独家动态与深度报道，请持续关注海经社。