技术人员检查穿梭舱。
今天上午,在甬舟铁路金塘海底隧道宁波侧80米深处,依托国产“深海空间站”装备,作业团队在7.8巴水土压力下完成第二次大规模换刀,刷新我国盾构带压进仓最大压力纪录。
7.8巴水土压力,相当于每平方米承受约53辆1.5吨小汽车的叠加重压。
换刀施工,是指在盾构机等地下工程掘进设备长期切削岩土后,对磨损钝化的刀具进行检查、更换的施工作业。
“相较于首次作业,此次换刀难度大大提升,更深、压力更大。”中铁十四局甬舟铁路金塘海底隧道项目总机械师董冰介绍,项目团队通过进一步优化舱内气体配比、人员轮换、检修施工整套流程,提高换刀施工效率。
今年2月,“深海空间站”已完成首次实战应用,9名作业人员在75米深海驻留22天,累计更换刀具46把。本次换刀作业中,9名作业人员驻留21天,共完成104把刀具检查、更换。目前,作业人员已返回生活舱,进入为期三天的梯度减压流程。
技术人员在控制舱内记录运行数据。
董冰介绍,带压换刀被公认为盾构施工最难、最危险的核心工序。
“甬舟号”盾构机需在4940米的海底掘进区间经历24次软硬地层变换,其中硬岩及软硬不均地层占比近七成,最高岩石强度达191兆帕。
此外,隧道最低点位于海平面下92米,极限水土压力高达8.5巴,超6巴的高水压区段长达2000米,刀具磨损快,人工换刀需求频繁。
传统空气带压作业,人员日作业时长不超过40分钟,安全深度上限仅60米,且每次作业前后均需数小时加压减压,无法满足宁波侧带压换刀施工需求。
为此,中铁十四局联合交通运输部上海打捞局,历时3年研发了盾构饱和带压进仓技术及装备“深海空间站”,实现了该领域技术及设备的全面国产化,填补了国内大深埋隧道饱和带压施工技术空白。
“深海空间站”包含生活舱、穿梭舱、控制舱等全套自主化功能模块,最大设计作业深度100米,能够精准模拟海底高压环境,使作业人员体内气体状态与外部高压环境平衡,人员单次作业时间延长至8小时。
据统计,“甬舟号”盾构机已掘进3936米,完成掘进任务的近八成。
作业期间,人员居住在生活舱,通过穿梭舱往返海底盾构机,进行设备维护与换刀作业。
作为甬舟铁路全线控制性工程之一,金塘海底隧道横跨宁波与舟山之间的金塘水道,全长16.18公里,海底盾构段11.21公里,是世界最长海底高铁隧道。
甬舟铁路建成后,将结束舟山不通铁路的历史,届时从宁波到舟山,坐高铁全程最快仅需26分钟,杭州到舟山最快只需77分钟,对切实促进甬舟同城化发展、加快构建宁波都市圈具有深远意义。