我国一项自研盾构作业技术在金塘海底隧道首次应用

  “甬舟号”换刀团队在75米海底完成连续作业顺利出舱,新技术最大饱和作业深度可达100米

记者 方智斌 通讯员 李桂香 字数:

《 舟山日报 》( 2026年02月07日 第 04 版 )

探海舱与盾构机在海中对接 摄影 通讯员 赵荣发

本报讯 “欢迎换刀团队荣耀出舱!”昨天上午9时许,在中铁十四局甬舟铁路金塘海底隧道项目部同事们的热烈掌声中,郭淳等9名“甬舟号”换刀团队成员跨出减压舱。在过去22天内,9名成员在75米深海底完成了“甬舟号”盾构机的维护和刀具更换。这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。

据了解,在盾构隧道施工中,带压进仓作业一直被视为风险最高、技术最复杂的环节之一。传统方法采用普通空气潜水。根据国内现行的规范与标准,最大安全深度为60米,超过该深度就是人工高压进仓作业的“禁区”。此外,这种作业方式下,每人每天最长可工作40分钟,减压却要花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,还可能会患上减压病。

中铁十四局甬舟铁路项目总机械师董冰介绍,金塘海底隧道是甬舟铁路全线工程中的控制性重点工程之一,全长16.18公里,海底盾构段长达11.21公里,采用2台超大直径盾构机从宁波侧和舟山侧相向掘进,穿越28次软硬地层变化后,将最终在海底实现精准对接。其中承担宁波侧4940米施工任务的“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七成,非常费刀具。而随着“甬舟号”盾构机不断向下掘进,需要穿越6巴(相当于6个大气压)以上高水压地段长达2000米,最高水土压力更是高达8.5巴,常规的带压作业技术已无法满足需求。

针对这一施工难题,中铁十四局、交通运输部上海打捞局在3年前联合启动研发饱和带压进仓技术。双方依托饱和潜水、生命支持系统、装备制造、盾构施工等方面的深厚技术积累,把海洋深水饱和潜水技术与海底盾构隧道施工相结合,自主研发国产首台盾构饱和带压进仓设备“深海空间站”,实现了跨领域技术融合的重大创新。该技术核心设备“深海空间站”由生活舱、探海舱、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,有效解决了以往高压进仓作业中安全深度不足、有效作业时间短等技术难题。

中铁十四局甬舟铁路项目现场负责人胡浩介绍,“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生活舱里,相当于在海底“安家”。每天像“太空出舱”一样,乘坐“太空电梯”探海舱到底身处海底75米的盾构机上,直接进入高压作业面进行设备维护和刀具更换。

“我们戴着呼吸面罩、背着呼吸脐带在里面作业,行动确实有点不便,但身体没有不舒服。”有18年潜水经验的郭淳认为舱内生活和工作状态比自己预想的更好,他此次和另外8名成员分三组轮流不间断作业22天,检查更换刀具46把。

中铁十四局大盾构技术专家吴玉礼对饱和带压进仓技术首次应用成效高度肯定。“单次有效作业时间从40分钟提升至8小时,实现多组人员24小时循环作业,最长作业周期可达28天,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。”他说,新技术成功应用为“甬舟号”盾构机的顺利掘进提供了坚实保障。”

完成维护和换刀后,“甬舟号”盾构机正继续在海底潜行。记者从舟山市大桥建设管理中心了解到,截至目前,“甬舟号”盾构机已顺利掘进3114米,“定海号”盾构机已顺利掘进5738米,预计今年年底将实现海底精准对接。