想象一下

一边承受着8倍于自身的大气压力

一边还要举起300斤的哑铃是什么样的体验

这也是海底隧道建设者面临的

世界级超高压施工难题

5月8日

由中铁十一局自主研发的

世界首套“三元混合气”盾构带压作业装备

正式应用于世界最长海底高铁隧道

甬舟铁路金塘海底隧道

标志着我国在盾构超高压带压作业领域

取得重大突破

三元混合配气系统

极限攻坚，直面施工禁区

盾构机是遁地钻山、穿江越海的利器

被称为“工程机械之王”

它通过不断旋转盾构机前方的刀盘

利用刀具切削各类岩土

实现隧道掘进

刀盘切削岩土

然而在长距离盾构掘进中

高强度的岩土切削会造成刀具的磨损

这时，就需要人工进入盾构机前端换刀

在软岩、富水或自稳性较差的地层中

如果直接开仓换刀

隧道掌子面可能因为失去支撑

发生坍塌、沉降、渗水、涌水等问题

容易产生安全事故

所以需要在土仓建立与地层水土压力平衡的气压

形成“压力支撑”

确保换刀作业环境安全

甬舟铁路金塘海底隧道

为世界最长海底高铁隧道

穿越了长距离硬岩、黏土、粉砂等多种组合地层

盾构区间硬岩和软硬不均地层占比近七成

最高强度达200兆帕

必须定期开仓换刀保持设备性能

确保工程优质高效推进

高水压作业施工风险高

盾构超高压进舱作业是世界公认难题

国际公认的空气带压作业极限在6巴

（相当于人体每平方米承受60吨的重量）

压力进一步增加会引发人体

氮麻醉、氧中毒和器官受损等现象

危及人员生命安全

金塘海底隧道最大埋深位于海平面下78米

最高水土压力达8.5巴

（相当于人体每平方米承受85吨的重量）

每一寸盾构掘进都在与深海巨压抗衡

此前，世界主流超高压施工方式

为氦氧饱和带压作业

技术话语权为外企牢牢掌握

自研破局，打造“中国方案”

为打破国外技术壁垒

提高带压作业效率，降低人员劳动强度

承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局

创新提出盾构氦氮氧“三元混合气”带压作业理念

技术团队联合国内顶尖科研力量

将深海潜水成熟经验引入到盾构施工中

并邀请中国工程院院士等权威专家反复论证

最终确立了“三元混合气”带压进舱作业技术路径

三元混合气技术应用

从2024年提出技术设想

到2026年应用最终落地

研发团队历经两年多时间

将设备理论承压能力提升至10巴

并结合实际施工需求

在不同高压环境下

进行了数百次模拟试验及现场实测

实现了200余人次实况安全进出舱作业验证

用实打实的技术数据为装备正式投用奠定坚实基础

调试设备系统

这套硬核设备涵盖配气

供气两大关键模块

集配气供气枢纽

人体呼吸器、甲板减压舱

压力监测与流量控制等113个子模块于一体

采用全自动+手动

双控制相结合的方式运行

可精准配比氦、氮、氧三种气体

适配人体在不同高压环境下的呼吸需求

实现世界级工程超高压带压作业任务

人员进舱作业

与传统饱和带压作业方式相比

该装备无需搭建大型前置驻舱系统

能有效减少人员进舱加压和出舱减压时间

节约30%～50%高压作业周期

同时，该技术采用轻量化装备设计

操作简单、适应性强

更便于日常运行维护

与传统饱和带压作业需穿戴厚重的防寒服相比

“三元混合气”带压进舱作业时

进舱人员只需佩戴专用混合气体呼吸器

由舱外管路供气，舱内主动回收呼出气体

作业人员先在加压舱加压至设计压力

随后依次穿越盾构机人舱、气垫仓、泥水仓

抵达刀盘背后，直面隧道掌子面

完成任务后，再经科学减压出舱

进入甲板减压舱进行二次减压疗养

三元混合气生命支持系统

该装备单次可支持3人同时进舱作业

每次持续60分钟

通过两组人舱配合可实现24小时连续作业

模块化结构设计便于快速适配

不同水压及复杂地层的盾构施工

具有模块化设备进场快、人员劳动强度低

换刀作业效率高等优势

为超高压换刀作业提供了一条全新的技术路径

四大核心优势

该项技术的成功应用

不仅为甬舟铁路建设扫清关键障碍

更将为全球超高压工程建设

提供了可复制、可推广的“中国方案”

助力我国超高压盾构施工技术迈入世界前列

目前，金塘海底隧道总体掘进9362米

约完成工程总量83.6%

甬舟铁路预计2028年具备开通运营条件

届时将结束舟山群岛不通铁路的历史

加快推动宁波舟山同城化发展

向新图强，书写发展新篇

1997年

我国首次在西康铁路秦岭隧道建设中

引入德国盾构机施工

先进的机械设备大幅提升了隧道挖掘效率

但却受尽技术封锁、承担高昂成本

中国铁建扛起自主创新大旗

大力开展盾构设备领域制造研究

从 “跟跑” 到 “并跑” 再到 “领跑”

一步步改写全球盾构市场新格局

从“十四五” 加速布局

到“十五五”全面发力

中国铁建以新质生产力培育发展新动能

推动地下工程向更深、更智能、更绿色突破

从打造直径8.61米、承载万吨级载荷的

“全球最大盾构机主轴承”

到“大盾构隧道智能建造管理”

入选国务院国资委

首批人工智能战略性高价值场景

再到“三元混合气”装备破解世界级超高压难题

中国铁建始终以科技创新为引擎

在高端装备、地下工程等领域不断突破边界

向地球深部进军

未来

将会有更多钢铁蛟龙

在地球深处镌刻中国印记

写下更加硬核的中国传奇！