中铁十一局“三元混合气”盾构带压作业装备完成金塘海底隧道大规模换刀作业

7月23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，在世界最长海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道完成首次大规模超高压环境带压开舱换
刀作业，创造了盾构工程领域作业压力最高、超高压换刀频次最多、连续作业周期最长等多项世界纪录，形
成了装备制造、作业管控、人员培训等全链条技术，打破了国外的长期技术垄断。
最后一把刀具转运出人舱
此次换刀作业历时75天，建设团队先后在6处海平面下64米的海底开展施工，累计完成313
舱
带压开舱作业、936人次安全进舱，顺利更换各类刀具67把，充分验证了“三元混合气”在实际应用的可靠性。
甬舟铁路金塘海底隧道施工示意图
金塘海底隧道是甬舟铁路全线控制性工程，横跨浙江宁波与舟山之间的金塘水道，全长16.18公里，盾构段长11.21公里，为世界最长海底高铁隧道。
项目建设采用两台超大直径盾构机，分别从宁波、舟山两侧同步始发、相向掘进，在穿越高水压及多种复杂地层后，在海底实现高精度对接。隧道最大埋深位于海平面下78米，最高水土压力达8.5巴，相当于一枚一元硬币面积需承受近40公斤的荷载。
“三元混合气”技术优势
海底隧道地质复杂多变，盾构机由软土地层进入硬岩地层时，必须将软土撕裂刀换成硬岩滚刀，而超高压环境下进舱作业长期以来是困扰全球海底隧道盾构施工的棘手难题。承担舟山侧6270米盾构施工任务的中铁十一局创新提出了
盾构氦-氮-氧“三元混合气”带压作业理念
，并邀请院士及行业专家团队反复论证、把关定向，最终确立了技术道路。
作业人员在甲板舱内减压疗养
在“三元混合气”中，氦气密度低、扩散快、安全性高，能有效防止超高压环境下作业人员出现“氮麻醉”“氧中毒”等风险，为在深海超高压环境下作业筑起安全呼吸屏障。
调节供气参数
2026年5月8日，世界首套“三元混合气”盾构带压作业装备正式应用于金塘海底隧道建设。研发团队先后开展千余次压力模拟试验和现场工况验证，攻克混合气体精准配比、全自动供气调控、分级安全减压、呼出气体回收等一系列技术难题。
多模块配套设备
该装备涵盖配气枢纽、供气枢纽、专用呼吸器、甲板减压舱、压力流量智能控制系统等113个子模块，可依据不同水压环境动态调配气体配比，精准适配5
巴
至12
巴超
高压作业区间，实现百米级深度带压进舱作业的技术装备突破。
运输更换出的最后一把盾构机刀具
依托这项创新技术，“三元混合气”装备摒弃了传统氦氧饱和带压作业装备庞大的前置驻舱系统，实现轻量化、模块化布置，进场部署快捷。作业人员经专业培训考核取证后即可上岗；设备单次支持3人同步进舱，单人单次有效作业时长60分钟，两组人舱交替运转，实现全天候24小时不间断施工。
穿戴“三元混合气”呼吸装备
作业时，进舱人员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
舱
、泥水
舱
，抵达刀盘背后，直面隧道掌子面。完成任务后，经科学减压出舱后，进入甲板减压舱进行二次减压疗养。
最后一组作业人员顺利出舱
目前，该装备已形成标准化、成套化的施工工艺与安全管控体系，构建出可复制、可推广的超高压隧道施工“中国方案”，为国内外深海隧道、跨海重大工程建设积累了宝贵的实战经验与技术成果。
截至目前，金塘海底隧道盾构段掘进10005米，约完成89.3%。按照建设规划，后续施工将继续依托该装备体系保障带压作业安全，确保隧道按期贯通。
忙碌的海底施工现场
甬舟铁路是国家《中长期铁路网规划（2016—2030年）》重大项目，线路全长76.4公里，设计时速250公里。项目建成运营后，将结束舟山群岛不通铁路的历史，对推动宁波舟山同城化发展，加快两地融入“一带一路”和长江经济带，促进长三角一体化高质量发展等具有重要意义。
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