一项研发,若能填补国内空白,已经是可喜可贺、引以为豪的事情了。

它若能填补世界空白,那必将会站到了世界的巅峰,成为全球的骄傲,引领世界。

近日,我国研发的一件“重器”,就填补了世界空白,为世界作出了巨大、可喜的成就。

它就是我国自主研发的全球首套盾构超高压“三元混合气”带压作业生命支持系统。

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2026 年 5 月 8 日正式投用,由中铁十一局自主研发,应用于甬舟铁路金塘海底隧道。

之所以研发,是因为不得已、逼不得已。盾构机在海底向前掘进时,主要依靠前面的一组滚刀。隔一段时间,滚刀就不得不更换。在海底更换,可远非陆地那样轻松容易,主要面对的是压强。

甬舟铁路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,相当于成年男子手掌面积需承受近一吨的重量。在如此大的压强之下更换盾构机的滚刀,面临超高压进舱作业的极限挑战。这也是一个世界公认难题。

该装备投用之前,世界上主要采用氦氧饱和带压方式作业。这种方式存在诸多的弊端和缺陷,如若控制不准氧气分压,会让氧气浓度过高引发中毒,从而给施工人员带去危险。

为了提高带压作业效率、降低人员劳动风险,中铁十一局创新研发出了盾构氦氮氧“三元混合气”带压作业系统。

整套装备集配气、供气两大关键模块于一体,包含配气枢纽、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。采用全自动与手动控制相结合的方式运行,确保在复杂工况下的可靠性与安全性 。

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该系统有几大优点:

如能根据高压环境动态调整氦气、氮气、氧气三种混合气体的比例,为作业人员筑起生命呼吸屏障 ;

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如在超高压下,普通空气中的氮气会让人产生类似醉酒的症状,导致判断力下降,氦气替代可消除此风险 ;

如能精准控制氧气分压,避免氧气浓度过高引发中毒,保障人员在极限环境下正常作业 。

那么,这套系统又是如何运行的呢?

中铁十一局甬舟铁路项目总工程师匡新宇介绍,“三元混合”采用舱外供气,二次减压方式进行,换刀作业期间,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定的压力,随后依次穿越盾构机人舱、气垫仓、泥水仓,抵达刀盘背后,开展检修换刀作业。作业完成任务后,人员严格遵循科学的减压流程,依次通过人舱、甲板减压舱,进行二级减压后安全出舱。该系统单次可支持3人同步进舱作业,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,单日最高可更换4把刀具。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场景。

很显然,这套系统环环相扣,精妙高超,且有极大的安全性。

那么,这么优秀的系统,又是用多长时间研发出来的呢?

仅有两年左右的时间!

2024年,设想提出。随后,研发团队便立马进入争分夺秒地落地期。

研发团队很明白,早一秒让梦想变为现实,就会早一秒让海底隧道贯通。

团队不仅联合国内顶尖科研力量——与上海交通大学、交通运输部烟台打捞局等专业机构开展咨询合作,还邀请中国工程院院士钱七虎等权威专家反复论证,最终确立了“三元混合气”饱和带压进舱作业的技术路径。

为了保障万无一失,设备在投用前,已有过数百次模拟演练和实地测试。

中铁十一局甬舟铁路项目党支部书记殷鹏程表示,团队已在5.9bar至7.5bar不同压力条件下成功开展实验,并在海底实际工况中完成200余人次安全进出舱作业验证,为技术正式投用奠定了坚实基础。

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随着世界首创“三元混合气”盾构带压作业装备的投入使用,不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍,更将为全球深海高压隧道建设提供一套可复制、可推广的“中国方案”,助力我国超高压盾构施工技术迈入世界前列。

相信,这一独创技术必定会又令美西方大为震惊,继而自叹弗如!

这就是“中国技术”!

这就是“中国速度”!

这就是“当今中国”!

相信,在明天,我们中国,还会又有不止一项新科技落地,给自己带来荣耀,给世界带去进步,让世界变得更为璀璨美丽!

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