在世界长海底铁隧道甬舟铁路海底隧道建设过程中“甬舟号”盾构机遇到重重难题。海底24次软硬地质变换，岩石强度是普通混凝土的6倍多，刀具磨损严重。但海底78米水压已出盾构带压换刀标准包头PVC管道管件粘接胶 ，如何破解这个世界难题？

“我已出仓，感觉良好！”

2月6日上午，世界长海底铁隧道迎来新进展，历经22天作业，国产台盾构饱和带压进仓设备“海空间站”，在中铁十四局承建的甬舟铁路金塘海底隧道宁波侧完成“秀”，成功实施75米压环境盾构进仓作业，累计换刀46把，标志着我国自主研发盾构饱和带压进仓技术成功应用，突破了60米的安全作业度限制，并持续下探至75米。

为何要造海底空间站？盾构机遭遇海底硬复杂地层掘进刀具磨损严重！全长16.18公里的金塘海底隧道是甬舟铁路的控制工程，其中海底盾构段长11.21公里，两台大直径盾构机从宁波与舟山两侧相向掘进，历经28次软硬地层变化，终在海底实现对接。

金塘海底隧道地质剖面图

宁波侧出发的“甬舟号”盾构机，面临的是名其实的“限工况”。隧道需24次穿越软硬交替的复杂地层，不良地层占比近七成！

其中硬岩强度达191兆帕，相当于普通混凝土的6倍以上。同时，隧道大埋78米，面对的水土压力达8.5巴。

量身定制的大直径盾构机“甬舟号”

为应对复杂地层包头PVC管道管件粘接胶 ， “甬舟号”盾构机采用的带压复刀盘，装备了308把刀具，其中破岩主力滚刀较常规配置增加30。

然而，强度破岩也带来了刀具的频繁磨损，需要人工进入盾构机前端开展带压“换牙手术”，截至目前已累计换刀2900余把。

然而，随着盾构作业向海底入，换刀也遇到了法解决的难题。

在盾构施工域，进入盾构机前端“带压进仓”作业，直是风险、技术复杂的环节之，为了保证隧道掘进面的稳定，就要通过压缩空气来抵抗巨大的水土压力，换言之，如果在20米的海底换刀，就要面临头顶20米海水同等压力的大气压。

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但，压力不能直增大！传统法常常采用普通空气潜水技术，根据国内现行的规范与标准，其安全作业度被限制在60米以内。

“甬舟号”盾构机施工现场

此外，泡沫板橡塑板专用胶在压下，作业人员每天有工作时间长仅约40分钟，而减压时间却需4小时以上，不仅有作业时间短，还需要频繁的加压、减压，作业人员面临的氮麻醉、氧中毒等风险急剧升，还可能会患上减压病。对于需要频繁带压换刀的金塘隧道海段而言，常规式已法满足需求。

海之下包头PVC管道管件粘接胶 ，难道真是人类法驻足的禁区？

建设者给出的答案：并非“绕道”，而是“突破”

自主研发 “海空间站”实现压环境长期驻留与持续作业

面对施工难题，中铁十四局、交通运输部上海捞局历时3年，联研发出盾构饱和带压进仓技术，造出国产台盾构饱和带压进仓设备“海空间站”。

国产台盾构饱和带压进仓设备——海空间站

该技术将海洋工程域成熟的饱和潜水技术与盾构隧道施工相融，让作业人员呼吸特定比例的混气体，经过次加压后，体内惰气体溶解达到“饱和”状态。

此后，在同度论停留天还是数天，人体吸收的气体总量不再增加，减压所需的总时间也固定不变。

作业人员乘坐“探海舱”前往“甬舟号”

“海空间站”由宁海（生活）舱、探海（穿梭）舱、镇海（控制）舱等多个模块组成。作业人员居住在与海底同等压力的生活舱内，犹如在海底“住下来”，每天像“太空出舱”样，乘坐“太空电梯”探海舱到达盾构机前端，进行设备维护和刀具换，结束后返回宁海舱生活休息，直到任务全部完成，再次减压出舱。

完成75米压环境“秀”

为、长的跨海通道建设积累底气

当天上午，“海空间站”顺利完成75米压环境下的“秀”，连续作业22天，累计完成46把刀具换，为“甬舟号”的顺利掘进提供了坚实保障。

“探海舱”与“甬舟号”盾构机对接现场该技术的压力控制、气体管理、应急保障等核心子系统均实现国产化，大饱和作业度可达100米，标志着我国在端复杂埋隧道带压作业域，填补了关键装备与技术空白，海底隧道建设能力上升到了新的度。

9名作业人员顺利出舱

目前，“甬舟号”盾构机已累计掘进3000余米，完成掘进任务六成，预计今年年底实现海底对接。甬舟铁路建成后，将结束舟山不通铁路的历史，有力动长三角体化质量发展。

（原标题 3年研发秀，“海底空间站”成功应用）

来源：铁建微信公众号

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