他們在海底78米為盾構(gòu)機換刀挑戰(zhàn)極限換刀術(shù)

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2026-06-01 14:28:26 環(huán)球網(wǎng)

在東海之濱的金塘水道，世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道正在緊張施工中。兩臺超大直徑盾構(gòu)機“甬舟號”和“定海號”正相向掘進。

他們在海底78米為盾構(gòu)機換刀

目前，“定海號”盾構(gòu)機面臨一項重要任務(wù)——出艙換刀。由于經(jīng)過長距離軟土地層掘進后，前方出現(xiàn)了一座硬巖石頭山，需要更換適合破巖的滾刀。中鐵十一局甬舟鐵路三工區(qū)項目負(fù)責(zé)人王雙解釋說，要啃下高強度巖石，必須將適合軟土地層的撕裂刀換成破巖的滾刀。

他們在海底78米為盾構(gòu)機換刀挑戰(zhàn)極限換刀術(shù)

換刀過程復(fù)雜且風(fēng)險高?！岸êＬ枴笔悄嗨胶舛軜?gòu)機，換刀時需將泥水艙內(nèi)泥漿排出一半，注入加壓空氣。由于盾構(gòu)機位于海底78米處，注入空氣的壓力須達8.5巴，即約8.4個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。常規(guī)空氣帶壓換刀作業(yè)極限只能到達海底60米，在超過6個大氣壓的環(huán)境中作業(yè)風(fēng)險極高。

為此，建設(shè)團隊研發(fā)了世界首臺“三元混合氣”盾構(gòu)帶壓作業(yè)裝備，用氦、氮、氧三元混合氣替換空氣，確保加壓過程安全無害。5月17日10時15分，第一次換刀作業(yè)開始。工程師們進入盾構(gòu)機前方的加壓艙，戴上專用呼吸器，在6分鐘內(nèi)將人體內(nèi)部壓力升至約8.4個大氣壓。適應(yīng)后，他們穿越盾構(gòu)機人艙、氣墊艙、泥水艙，抵達刀盤背后進行換刀作業(yè)。一把撕裂刀重約150公斤，需要多人協(xié)助完成。高壓環(huán)境下，體能消耗巨大，每組3人、2組人艙配合，實現(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè)。5月18日，首次換刀作業(yè)順利完成，本次將批量更換60多把刀。

與此同時，“甬舟號”盾構(gòu)機也面臨頻繁換刀的挑戰(zhàn)。由于地層復(fù)雜，共需24次軟硬地層切換，換刀頻率更高。從始發(fā)至今，已掘進3400多米，更換超3000把刀。為解決高水壓、高頻次的換刀需求，技術(shù)團隊選擇了飽和帶壓換刀路徑。通過讓作業(yè)人員在作業(yè)前進入與海底相同的高壓環(huán)境中，使身體組織內(nèi)的氣體徹底飽和。海底空間站分為鎮(zhèn)?？刂婆摗幒Ｉ钆?、探海穿梭艙。工作人員生活在寧海生活艙，模擬海底80多米的氣壓，呼吸三元混合氣。工作時，通過探海穿梭艙運至盾構(gòu)機內(nèi)部，并與人艙對接，每班3名作業(yè)人員，平均每次工作8小時，一天3班倒。每名工作人員每次飽和帶壓周期為28天，未來有望挑戰(zhàn)海底100多米換刀作業(yè)。

這項技術(shù)的成功應(yīng)用為全球超高壓工程建設(shè)提供了一套可復(fù)制、可推廣的中國方案。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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