填補世界空白的“大國重器”正式上崗！

今天(8日)，一項填補世界空白的“大國重器”正式上崗！我國自主研發的全球首套盾構超高壓“三元混合氣”帶壓作業生命支持系統，正式投用到甬舟鐵路金塘海底隧道的建設中。在這個海下78米的“超級工程”里施工，最大的挑戰不是黑暗，而是壓強。這里的水土壓力相當于手掌上站著一頭一噸重的大象。

海底施工，比如，給盾構機更換刀具時，需要潛水作業。潛水員背的氣瓶里面是 壓縮空氣，也就是氧氣+氮氣+氦氣的組合。但高壓下的氮氣融入體內，會造成醉氮，嚴重者會頭暈眼花、反應緩慢、失去判斷力等。而高壓下的氧氣，如果呼吸時間太長，則會造成氧中毒。

這套帶壓作業生命支持系統，能科學地動態配比氦氣、氮氣和氧氣比例，精準筑起一道生命呼吸屏障，有效解決盾構機超高壓進艙更換刀具的世界公認難題。

這項全球首創的“中國方案”，究竟是怎樣在深海高壓下供氧的？它又將如何助推世界級工程打通海底禁區？

工作人員正在調試甲板減壓艙系統

金塘海底隧道是甬舟鐵路控制性工程，橫跨浙江寧波與舟山之間的金塘水道，全長16.18公里，盾構段長11.21公里，為世界最長海底高鐵隧道。項目建設采用兩臺超大直徑盾構機，分別從寧波、舟山兩側同步始發、相向掘進，在穿越高水壓及多種復雜地層后，在海底實現高精度對接。

不過，盾構機超高壓進艙更換刀具作業是世界公認的難題。

中鐵十一局甬舟鐵路項目黨支部書記 殷鵬程：傳統壓縮空氣進艙作業的安全壓力上限為5.0bar，而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。我們是承擔舟山側6270米盾構施工任務，同時也是跨界借鑒深海潛水技術，研發出適用于盾構施工的氦氮氧“三元混合氣”帶壓作業生命支持系統。

從2024年技術設想提出到最終落地，研發團隊聯合國內頂尖科研力量穩步推進。中鐵十一局甬舟鐵路項目機電副經理 簡志華介紹道，團隊先后與上海交通大學、交通運輸部煙臺打撈局等專業機構開展咨詢合作，引入深海潛水成熟經驗，并邀請中國工程院院士錢七虎等權威專家反復論證，最終確立了“三元混合氣”飽和帶壓進艙作業的技術路徑。

中鐵十一局甬舟鐵路項目機電副經理 簡志華：“三元混合氣”由氦氣、氮氣、氧氣按人體在高壓環境下生存的科學配比而成。其中氦氣密度低、擴散快、安全性高，能有效防止高壓 環境下作業人員出現“氮麻醉”“氧中毒”等風險，為深海超高壓環境下的生命維持筑起可靠的呼吸屏障。

作業人員甲板艙減壓

那么這套生命支持系統都有哪些模塊組成？又是如何來滿足金塘海底隧道超高壓工況的？

中鐵十一局甬舟鐵路項目機電副經理 簡志華：我們這套生命支持系統涵蓋配氣、供氣兩大關鍵模塊，集配氣樞紐、供氣樞紐、人體呼吸器、甲板減壓艙、壓力監測與流量控制等100多個子模塊于一體，采用全自動與手動控制相結合的方式運行，精準適配5.0bar至12bar中高壓作業區間。特別適合埋深大、水壓高的盾構隧道工程，像穿江、越海這類的高風險施工段。

中鐵十一局甬舟鐵路項目總工程師匡新宇告訴中國之聲記者，與傳統方案相比，這套系統無需搭建大型前置駐艙系統，大幅縮短了檢修作業周期。輕量化設計便于運維，進艙人員經專項培訓取證后就能上崗。

中鐵十一局甬舟鐵路項目總工程師 匡新宇：“三元混合”采用艙外供氣，二次減壓方式進行，換刀作業期間，進艙人員佩戴專用混合氣體呼吸器，由艙外管路供氣，艙內主動回收呼出氣體。作業人員先在加壓艙加壓至設定的壓力，隨后依次穿越盾構機人艙、氣墊倉、泥水倉，抵達刀盤背后，開展檢修換刀作業。作業完成任務后，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。該系統單次可支持3人同步進艙作業，每次持續60分鐘，通過兩組人艙配合可實現24小時連續作業，單日最高可更換4把刀具。模塊化結構設計便于快速適配不同水壓及復雜地層的盾構施工場景。

中鐵十一局甬舟鐵路項目黨支部書記 殷鵬程表示，投用前，已有過數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：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驗證，為技術正式投用奠定了堅實基礎。

作業人員出艙

上海交通大學海洋水下工程科學研究院特殊環境生理醫學研究所所長 上海交通大學潛水培訓中心主任 石路：該技術通過精準配比氦、氮、氧三種氣體，有效消除高壓氮麻醉風險，大幅降低減壓病等安全隱患，顯著改善作業呼吸環境、延長作業時長、提升換刀施工效率。 此項創新突破傳統空氣帶壓作業極限，適配深埋跨海復雜地質工況。

業內人士認為，這項技術的成功應用，不僅為甬舟鐵路建設掃清關鍵障礙，更將為全球深海高壓隧道建設提供一套可復制、可推廣的“中國方案”，助力我國超高壓盾構施工技術邁入世界前列。

甬舟鐵路計劃于2028年具備開通運營條件。項目建成運營后，將結束舟山群島不通鐵路的歷史，長三角唯一不通高鐵的地級市舟山市將接入全國鐵路網，對推動寧波舟山同城化發展，加快兩地融入長江經濟帶，促進長三角一體化高質量發展等具有重要意義。