湖北日报讯 (记者林晶、甄子萱、通讯员任志宏、张玺)7月23日上午,宁波与舟山之间的金塘水道之下,由在汉央企中铁十一局承建的世界最长在建海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道舟山侧迎来重要节点。在深海高压环境下,用于向海底掘进的“定海号”盾构机借助该局自主研发的“三元混合气”盾构带压作业装备,顺利完成既定67把刀具的全部更换。
此次换刀作业历时75天,建设团队在6处海平面下64米的海底,完成了313仓带压开舱作业、936人次安全进舱,最终更换了67把刀具,充分验证了“三元混合气”技术在实际应用中的可靠性,创下盾构工程领域作业深度最深、压力最高、超高压换刀频次最多、连续作业周期最长等多项世界纪录。
金塘海底隧道是甬舟铁路全线控制性工程,下穿浙江宁波与舟山之间的金塘水道。这个全长16.18公里的隧道是世界最长海底高铁隧道,其中长11.21公里的盾构段由两台超大直径盾构机分别从宁波、舟山两侧相向掘进,最后在海底实现高精度对接。
然而,隧道最大埋深位于海平面下78米,最高水土压力达8.5bar,相当于一枚一元硬币的面积需承受近30公斤的荷载。盾构机是掘进隧道的重器,而刀具相当于盾构机的牙齿,在复杂的地层中掘进,盾构机需要经常更换磨损的刀具。而人体要在超高压的环境下完成长时间的换刀作业,是困扰海底隧道盾构施工的世界难题。为此,承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局自主研发了世界首套“三元混合气”盾构带压作业装备。
“高压环境下,人容易出现‘氮麻醉’‘氧中毒’等风险,‘三元混合气’将氦气、氮气、氧气经过科学配比,让人体可以适应深海超高压环境中长时间正常作业。”中铁十一局甬舟铁路项目负责人张金涛解释。
现场,3名工作人员需要带上专用混合气体呼吸器,进入一个类似太空舱的舱体中,完成舱内升压。他们呼吸混合气体后,需要让身体逐渐适应舱内压力,随后依次穿越盾构机的人舱、气垫仓、泥水仓,抵达刀盘背后的隧道掌子面,开展换刀作业。完成任务后,他们开始进行减压疗养。如此,3人一组,循环往复,最终完成换刀任务。
截至目前,金塘海底隧道盾构段掘进约10公里,约完成89.3%。
甬舟铁路是国家中长期铁路网规划重大项目,全长76.4公里,设计时速250公里。建成后,将结束舟山群岛不通铁路的历史。