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资讯 想象一下一边承受着8倍于自身的大气压力一边还要举起300斤的哑铃是什么样的体验这也是海底隧道建设者面临的世界级超高压施工难题5月8日由中铁十一局自主研发的世界首套“三元混合气”盾构带压作业装备正式应用于世界最长海底高铁隧道甬舟铁路金塘海底隧道标志着我国在盾构超高压带压作业领域取得重大突破三元混合配气系统
极限攻坚，直面施工禁区
盾构机是遁地钻山、穿江越海的利器被称为“工程机械之王”它通过不断旋转盾构机前方的刀盘利用刀具切削各类岩土实现隧道掘进刀盘切削岩土然而在长距离盾构掘进中高强度的岩土切削会造成刀具的磨损这时，就需要人工进入盾构机前端换刀在软岩、富水或自稳性较差的地层中如果直接开仓换刀隧道掌子面可能因为失去支撑发生坍塌、沉降、渗水、涌水等问题容易产生安全事故所以需要在土仓建立与地层水土压力平衡的气压形成“压力支撑”确保换刀作业环境安全金塘海底隧道建设示意图
甬舟铁路金塘海底隧道
为世界最长海底高铁隧道
穿越了长距离硬岩、黏土、粉砂等多种组合地层
盾构区间硬岩和软硬不均地层占比近七成
最高强度达200兆帕
必须定期开仓换刀保持设备性能
确保工程优质高效推进
高水压作业施工风险高盾构超高压进舱作业是世界公认难题国际公认的空气带压作业极限在6巴（相当于人体每平方米承受60吨的重量）压力进一步增加会引发人体氮麻醉、氧中毒和器官受损等现象危及人员生命安全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8.5巴（相当于人体每平方米承受85吨的重量）每一寸盾构掘进都在与深海巨压抗衡此前，世界主流超高压施工方式为氦氧饱和带压作业技术话语权为外企牢牢掌握自研破局，打造“中国方案”
为打破国外技术壁垒提高带压作业效率，降低人员劳动强度承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局创新提出盾构氦氮氧“三元混合气”带压作业理念技术团队联合国内顶尖科研力量将深海潜水成熟经验引入到盾构施工中并邀请中国工程院院士等权威专家反复论证最终确立了“三元混合气”带压进舱作业技术路径三元混合气技术应用
从2024年提出技术设想
到2026年应用最终落地
研发团队历经两年多时间
将设备理论承压能力提升至10巴
并结合实际施工需求
在不同高压环境下
进行了数百次模拟试验及现场实测
实现了200余人次实况安全进出舱作业验证
用实打实的技术数据为装备正式投用奠定坚实基础
调试设备系统这套硬核设备涵盖配气供气两大关键模块集配气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+手动双控制相结合的方式运行可精准配比氦、氮、氧三种气体适配人体在不同高压环境下的呼吸需求实现世界级工程超高压带压作业任务人员进舱作业与传统饱和带压作业方式相比
该装备无需搭建大型前置驻舱系统
能有效减少人员进舱加压和出舱减压时间
节约30%～50%高压作业周期
同时，该技术采用轻量化装备设计
操作简单、适应性强
更便于日常运行维护
与传统饱和带压作业需穿戴厚重的防寒服相比
“三元混合气”带压进舱作业时
进舱人员只需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，再经科学减压出舱
进入甲板减压舱进行二次减压疗养
三元混合气生命支持系统该装备单次可支持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四大核心优势该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超高压工程建设提供了可复制、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目前，金塘海底隧道总体掘进9362米约完成工程总量83.6%甬舟铁路预计2028年具备开通运营条件届时将结束舟山群岛不通铁路的历史加快推动宁波舟山同城化发展甬舟铁路示意图向新图强，书写发展新篇
1997年我国首次在西康铁路秦岭隧道建设中引入德国盾构机施工先进的机械设备大幅提升了隧道挖掘效率但却受尽技术封锁、承担高昂成本中国铁建扛起自主创新大旗大力开展盾构设备领域制造研究从 “跟跑” 到 “并跑” 再到 “领跑”一步步改写全球盾构市场新格局
从“十四五” 加速布局到“十五五”全面发力中国铁建以新质生产力培育发展新动能推动地下工程向更深、更智能、更绿色突破从打造直径8.61米、承载万吨级载荷的“全球最大盾构机主轴承”到“大盾构隧道智能建造管理”
入选国务院国资委首批人工智能战略性高价值场景再到“三元混合气”装备破解世界级超高压难题中国铁建始终以科技创新为引擎在高端装备、地下工程等领域不断突破边界向地球深部进军未来将会有更多钢铁蛟龙在地球深处镌刻中国印记写下更加硬核的中国传奇！
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