中國研發(fā)的這一“重器”，填補世界空白

一項研發(fā)，若能填補國內(nèi)空白，已經(jīng)是可喜可賀、引以為豪的事情了。

它若能填補世界空白，那必將會站到了世界的巔峰，成為全球的驕傲，引領(lǐng)世界。

近日，我國研發(fā)的一件“重器”，就填補了世界空白，為世界作出了巨大、可喜的成就。

它就是我國自主研發(fā)的全球首套盾構(gòu)超高壓“三元混合氣”帶壓作業(yè)生命支持系統(tǒng)。

2026 年 5 月 8 日正式投用，由中鐵十一局自主研發(fā)，應(yīng)用于甬舟鐵路金塘海底隧道。

之所以研發(fā)，是因為不得已、逼不得已。盾構(gòu)機在海底向前掘進時，主要依靠前面的一組滾刀。隔一段時間，滾刀就不得不更換。在海底更換，可遠非陸地那樣輕松容易，主要面對的是壓強。

甬舟鐵路金塘海底隧道最大埋深位于海平面下78米，最高水土壓力達8.5bar，相當于成年男子手掌面積需承受近一噸的重量。在如此大的壓強之下更換盾構(gòu)機的滾刀，面臨超高壓進艙作業(yè)的極限挑戰(zhàn)。這也是一個世界公認難題。

該裝備投用之前，世界上主要采用氦氧飽和帶壓方式作業(yè)。這種方式存在諸多的弊端和缺陷，如若控制不準氧氣分壓，會讓氧氣濃度過高引發(fā)中毒，從而給施工人員帶去危險。

為了提高帶壓作業(yè)效率、降低人員勞動風險，中鐵十一局創(chuàng)新研發(fā)出了盾構(gòu)氦氮氧“三元混合氣”帶壓作業(yè)系統(tǒng)。

整套裝備集配氣、供氣兩大關(guān)鍵模塊于一體，包含配氣樞紐、供氣樞紐、人體呼吸器、甲板減壓艙、壓力監(jiān)測與流量控制等113 個子模塊。采用全自動與手動控制相結(jié)合的方式運行，確保在復(fù)雜工況下的可靠性與安全性 。

該系統(tǒng)有幾大優(yōu)點：

如能根據(jù)高壓環(huán)境動態(tài)調(diào)整氦氣、氮氣、氧氣三種混合氣體的比例，為作業(yè)人員筑起生命呼吸屏障 ；

如在超高壓下，普通空氣中的氮氣會讓人產(chǎn)生類似醉酒的癥狀，導(dǎo)致判斷力下降，氦氣替代可消除此風險 ；

如能精準控制氧氣分壓，避免氧氣濃度過高引發(fā)中毒，保障人員在極限環(huán)境下正常作業(yè) 。

那么，這套系統(tǒng)又是如何運行的呢？

中鐵十一局甬舟鐵路項目總工程師匡新宇介紹，“三元混合”采用艙外供氣，二次減壓方式進行，換刀作業(yè)期間，進艙人員佩戴專用混合氣體呼吸器，由艙外管路供氣，艙內(nèi)主動回收呼出氣體。作業(yè)人員先在加壓艙加壓至設(shè)定的壓力，隨后依次穿越盾構(gòu)機人艙、氣墊倉、泥水倉，抵達刀盤背后，開展檢修換刀作業(yè)。作業(yè)完成任務(wù)后，人員嚴格遵循科學的減壓流程，依次通過人艙、甲板減壓艙，進行二級減壓后安全出艙。該系統(tǒng)單次可支持3人同步進艙作業(yè)，每次持續(xù)60分鐘，通過兩組人艙配合可實現(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè)，單日最高可更換4把刀具。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計便于快速適配不同水壓及復(fù)雜地層的盾構(gòu)施工場景。

很顯然，這套系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，精妙高超，且有極大的安全性。

那么，這么優(yōu)秀的系統(tǒng)，又是用多長時間研發(fā)出來的呢？

僅有兩年左右的時間！

2024年，設(shè)想提出。隨后，研發(fā)團隊便立馬進入爭分奪秒地落地期。

研發(fā)團隊很明白，早一秒讓夢想變?yōu)楝F(xiàn)實，就會早一秒讓海底隧道貫通。

團隊不僅聯(lián)合國內(nèi)頂尖科研力量——與上海交通大學、交通運輸部煙臺打撈局等專業(yè)機構(gòu)開展咨詢合作，還邀請中國工程院院士錢七虎等權(quán)威專家反復(fù)論證，最終確立了“三元混合氣”飽和帶壓進艙作業(yè)的技術(shù)路徑。

為了保障萬無一失，設(shè)備在投用前，已有過數(shù)百次模擬演練和實地測試。

中鐵十一局甬舟鐵路項目黨支部書記殷鵬程表示，團隊已在5.9bar至7.5bar不同壓力條件下成功開展實驗，并在海底實際工況中完成200余人次安全進出艙作業(yè)驗證，為技術(shù)正式投用奠定了堅實基礎(chǔ)。

隨著世界首創(chuàng)“三元混合氣”盾構(gòu)帶壓作業(yè)裝備的投入使用，不僅為甬舟鐵路建設(shè)掃清關(guān)鍵障礙，更將為全球深海高壓隧道建設(shè)提供一套可復(fù)制、可推廣的“中國方案”，助力我國超高壓盾構(gòu)施工技術(shù)邁入世界前列。

相信，這一獨創(chuàng)技術(shù)必定會又令美西方大為震驚，繼而自嘆弗如！

這就是“中國技術(shù)”！

這就是“中國速度”！

這就是“當今中國”！

相信，在明天，我們中國，還會又有不止一項新科技落地，給自己帶來榮耀，給世界帶去進步，讓世界變得更為璀璨美麗！

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