【来源:宁波晚报】
2月6日上午9时14分,中铁十四局承建的甬舟铁路金塘海底隧道宁波侧施工现场,随着最后一名作业人员顺利出仓,金塘海底隧道“甬舟号”盾构机完成首次75米深“海底换刀”。
2月6日,饱和潜水作业人员顺利出舱。通讯员供图
同时,这也是这台国产首台盾构饱和带压进仓设备“深海空间站”的“首秀”,标志着我国自主研发的盾构饱和带压进仓技术成功应用,填补了国内这一领域的技术空白,为未来深埋跨海隧道建设、深层地下空间开发积累了关键技术储备。
作业人员正在进行换刀作业。(视频画面)
世界最长海底高铁隧道——金塘海底隧道是甬舟铁路全线重点控制性工程之一,全长16.18公里,海底盾构段长达11.21公里,最大深埋78米,采用2台超大直径盾构机从宁波、舟山两侧对进开掘,穿越28次软硬地层变化后,最终在海底实现精准对接。
其中承担宁波侧施工任务的“甬舟号”,区间内需要挑战24次软、硬地层交替变换,硬岩和软硬不均地层占比近7成,最高强度达191兆帕。
“空间站”进入盾构。通讯员供图
“盾构机在海底不断掘进,就需要经常更换磨损刀具,但在海底几十米深处,不像在陆地上,作业人员会承受巨大的水土压力。”中铁十四局甬舟铁路项目现场负责人胡浩告诉记者。
据介绍,“甬舟号”盾构机在整个掘进过程中需要穿越6巴以上高水压地段长达2000米,最高水土压力更是高达8.5巴,这相当于一个指甲盖大小的面积上,要承受近9公斤的重量。
“深海空间站”效果图。
对此,这套“深海空间站”应运而生:该技术由中铁十四局、交通运输部上海打捞局历时3年联合研发,其核心设备由宁海(生活)舱、探海(穿梭)舱、镇海(控制)舱等多个功能模块组成,能够精准模拟海底高压环境,最大饱和作业深度可达100米,支持作业人员在海底高压环境下实现长期驻留与持续性轮班作业。
胡浩告诉记者,作业人员进入与外部隔绝的“深海空间站”后,居住在与海底同等压力的宁海舱里,相当于在海底“安家”,每天像“太空出舱”一样,乘坐“太空电梯”探海舱到达海底的盾构机上,直接进入高压作业面进行设备维护和刀具更换。
“深海空间站”运用饱和潜水技术,使作业人员体内气体状态与外部高压环境平衡,在一次加压后可连续多日作业,无需每次经历漫长的减压过程。作业人员完成当班任务后,直接返回宁海舱进行生活休息,待所有任务结束后集中减压出舱,安全返回常压环境。
金塘海底隧道施工现场。通讯员供图
中铁十四局大盾构技术专家吴玉礼介绍,此次海底换刀作业安排9名作业人员,分成3个班组轮流工作,每组每天工作8小时,实现24小时循环作业,连续作业22天。
这一作业模式既消除了频繁加减压对身体健康的影响,又大幅提升作业效率,实现安全与效能的协同突破。而在传统作业方式下,作业人员每人每天最长只能工作40分钟,单次减压却要花上4小时以上,有效作业时间短,需要经历频繁的加压、减压过程,作业人员面临的氮麻醉、氧中毒等风险急剧升高,还易患上减压病。
“深海空间站”内部。通讯员供图
更为值得一提的是,“深海空间站”的压力控制、气体管理和应急保障等核心子系统均实现了完全自主设计,填补了国内在“极端复杂深埋隧道带压作业”领域的技术空白。至此,我国海底隧道建设能力的上限,不再受制于地质条件的复杂程度,为未来挑战更艰巨的跨海通道提供了坚实的技术底气。
目前,“甬舟号”盾构机已顺利掘进3114米,完成掘进任务超六成,预计今年年底实现海底精准对接。
甬舟铁路建成后,将结束舟山不通铁路的历史,届时从宁波到舟山,坐高铁全程最快仅需26分钟,杭州到舟山最快只需77分钟,对切实促进甬舟同城化发展、加快构建宁波都市圈具有深远意义。
来 源 宁波晚报 记者 范洪 通讯员 李桂香 赵荣发
编辑 陈欢 审核 王籍 郑仲晔 点个
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