问题——跨海深埋隧道施工进入“深水区”,高压进仓作业成为安全与效率瓶颈。
甬舟铁路金塘海底隧道作为全线控制性工程之一,宁波侧区间掘进距离长、地层条件复杂,软硬地层交替频繁,硬岩及软硬不均地层占比高。
盾构刀具在强磨蚀环境下损耗加速,必须开展多次高压环境下的进仓维护与换刀。
传统高压作业方式普遍存在安全深度受限、有效作业窗口短、人员减压周期长等难题,一旦换刀效率跟不上,既影响掘进进度,也会放大施工风险。
原因——复杂地质与深埋高压叠加,逼出更高等级的工程能力需求。
金塘海域地层差异性强,刀盘切削对象在软土、硬岩之间频繁切换,刀具受力状态变化大、磨损非线性上升,常规“短时进仓、快速作业”的方式难以适应高频次维护需求。
与此同时,海底隧道埋深增加带来更高环境压力,作业人员在高压下停留时间受严格限制,传统工法难以兼顾“安全、连续、可持续”。
在国家重大工程向更深、更长、更复杂方向推进的背景下,亟须形成自主可控的饱和作业与生命保障体系,打通深水高压作业技术链条。
影响——关键技术成功落地,释放“安全底座”与“效率增量”双重效应。
此次在宁波侧施工现场,首台国产盾构饱和带压进仓设备“深海空间站”完成约75米深高压条件下的盾构进仓作业,标志着我国盾构饱和带压进仓技术实现工程化应用,填补相关领域国内空白。
该装备由中铁十四局与交通运输部上海打捞局历时3年联合研发,集成生活舱、穿梭舱、转接舱及生命支持系统等模块,可支持人员在高压环境下长期驻留、持续轮班作业。
对施工而言,这意味着高压作业从“短时突击”转向“稳定持续”,有利于延长有效工作时长、减少反复进出舱造成的时间损耗,提升换刀维护的组织化水平;对安全而言,系统化生命保障和流程化作业管理,使高风险环节的可控性显著增强,为深埋海底隧道施工筑牢安全屏障。
对策——以体系化装备能力提升工程组织水平,推动标准化、规模化应用。
业内人士指出,饱和带压进仓并非单一装备投入即可完成“能力跃升”,需要与盾构掘进参数控制、刀具选型与寿命管理、地层预判与超前探测、应急处置预案等形成协同。
下一步应在实战中进一步完善作业流程与风险分级管控,强化人员训练和岗位协同,推动关键部件国产化与维护保障体系建设;同时围绕跨海隧道典型工况,形成可复制的技术标准、操作规程和评价体系,降低在不同项目间推广的成本与不确定性。
对于地层频繁转换区段,可结合掘进大数据与监测反馈,优化换刀时机与作业计划,实现“少停机、少冒险、稳推进”。
前景——深埋跨海隧道与深层地下空间开发将迎来更坚实的技术支撑。
随着沿海城市群互联互通需求持续增长,以及综合交通与地下空间开发不断向深部延伸,深埋长大隧道工程将更常态化地面对高压、复杂地层与长距离掘进的挑战。
饱和带压进仓技术的成功应用,不仅可服务甬舟铁路金塘海底隧道建设,也为未来更深水、更高压条件下的跨海通道、城市深层隧道与地下综合开发提供关键技术储备。
业内预计,伴随装备可靠性提升、配套标准完善与应用经验积累,饱和作业模式有望在高风险、高频维护场景中形成更广泛的工程实践,并带动相关高端制造与安全保障体系升级。
金塘海底隧道的成功施工,不仅是一项工程壮举,更是我国自主创新能力的生动体现。
"深海空间站"的成功应用证明,面对复杂的技术难题,通过坚持自主研发、协同攻关,我们完全可以掌握核心技术、实现技术突破。
这为我国继续推进基础设施建设向更深、更远、更复杂领域拓展奠定了坚实基础。
随着这一技术的不断完善和推广应用,必将为我国海洋强国、交通强国建设注入新的动力。