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。

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。

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。
我國自主研制的世界最大直徑高鐵盾構(gòu)機“領(lǐng)航號”順利完成長江水下段11.18公里掘進任務(wù),安全抵達長江南岸江蘇太倉
2026-04-03 10:49:58長江水下高鐵工程新進展3月31日,由中國鐵建打造的國產(chǎn)14米級超大直徑盾構(gòu)機“奮楫號”在江蘇南通順利下線,將用于新建鹽城經(jīng)泰州無錫常州至宜興高鐵(以下簡稱鹽宜高鐵)長江隧道工程。
2026-04-01 08:31:20國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機“奮楫號”