我国超高压盾构施工技术实现突破

首套“三元混合气”盾构带压作业装备在甬舟铁路投用

本报讯(记者沈莉 通讯员许文峰)5月8日,我国首套“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建设。

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,相当于一元硬币面积需承受近30公斤的重量。盾构超高压进舱作业是世界公认难题,该装备投用之前,世界上主要采用氦氧饱和带压方式作业。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,创新提出了盾构氦氮氧“三元混合气”带压作业理念。

从2024年技术设想的提出到最终落地,中铁十一局团队联合国内顶尖科研力量稳步推进,引入深海潜水成熟经验,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”带压进舱作业的技术路径。

历经两年多时间,研发团队在5.9巴至7.5巴不同压力条件下进行了数百次模拟试验及现场实测,实现了实际工况中200余人次安全进出舱作业验证,为装备正式投用奠定了坚实基础。

中铁十一局甬舟铁路项目负责人张金涛介绍,该装备涵盖配气、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,对人体在不同高压环境下呼吸的氦气、氮气、氧气进行科学配比,满足世界级工程超高压带压作业需求。

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,大幅缩短了检修作业周期。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,具有人员劳动强度低、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。

“这项技术的成功应用,不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍,更将为全球超高压工程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。目前,金塘海底隧道盾构段掘进9362米,完成83.6%。