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世界首创三元混合：气盾构带压作业装备正式应用
杭州5月8日电(记者王逸飞)据中国铁路上海局集团有限公司8日消息，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，当日应用于世界最长海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道，标志着中国在盾构超高压带压作业领域取得重大突破。
世界首创“三元混合气”盾构带压作业装备正式应用。周宇超摄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。
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1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5.9bar至7.5bar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。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，经科学减压出舱后，进入甲板减压舱进行二次减压疗养。
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。
“这项技术的成功应用，不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍，也为全球超高压工程建设提供了可复制、可推广的方案，助力中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。
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。(完)
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