8月17日,在中鐵十四局承建的甬舟鐵路金塘海底隧道寧波側80米深處,中國首臺盾構飽和帶壓進倉設備“深海空間站”在7.8巴水壓下完成104把刀具檢查、更換,創下中國盾構帶壓進倉最大壓力紀錄。
金塘海底隧道是甬舟鐵路全線控制性工程,橫跨寧波與舟山之間的金塘水道,全長16.18公里,海底盾構段11.21公里,是世界最長海底高鐵隧道。“甬舟號”盾構機負責寧波側4940米掘進任務,需穿越24次軟硬交替地層,硬岩、軟硬不均地層占比近七成,岩石最高強度達191兆帕。隧道最低點位於海平面下92米,極限水土壓力高達8.5巴,尤其是壓力超6巴的高水壓區段長達2000米。
在這種地質條件下,“甬舟號”刀具磨損極快,掘進途中必須多次停機換刀。針對海底高壓換刀難題,中鐵十四局聯合交通運輸部上海打撈局歷時3年,自主研發國產首臺盾構飽和帶壓作業設備“深海空間站”。設備包含寧海(生活)艙、探海(穿梭)艙、鎮海(控制)艙等全套自主化功能模組,最大設計作業深度100米。
“與其他帶壓作業方式需要經歷循環往復的加壓減壓過程相比,飽和帶壓作業技術通過科學的氣體配比,讓作業人員一次性加壓至與海底掌子面相同的高壓環境後,體內惰性氣體溶解達到飽和狀態,能夠長期駐留於寧海(生活)艙內。”中鐵十四局甬舟鐵路金塘海底隧道專案負責人胡浩介紹。
“深海空間站”此前已完成首次實戰應用,9名作業人員在75米深海駐留22天,累計更換刀具46把。相較於首次作業,此次換刀難度全方位升級,環境深度達到80米。隨著換刀作業的全面完成,全體作業人員已返回寧海(生活)艙,進入為期3天的梯度減壓流程。
目前,“甬舟號”盾構機已掘進3936米,完成掘進任務的近八成。後續專案團隊將系統總結施工數據,形成標準化安全管控體系,推動該技術規範化、可複製推廣,為中國深埋跨海通道、深層地下空間開發儲備自主核心技術。
來源:科技日報