天上有天宮，你可知我們還有一座“海底空間站”

天宮有空間站，我們深海也有？

沒錯，

天宮空間站在宇宙中

爲航天員提供生命保障，

而在東海之下80米處，

我們也爲“深潛者”築起一座

高壓下的“海底空間站”。

它並非科幻設想，

而是中鐵十四局項目團隊

歷時三年自主研發的成果，

專爲世界最長海底高鐵隧道——

甬舟鐵路金塘海底隧道的掘進保駕護航。

8月17日，

在東海寧波與舟山之間的海平面下80米，

中鐵十四局甬舟鐵路金塘海底隧道深處，

我國建設者歷時21天，

在超高水壓下完成104把刀具檢查、更換，

爲世界最長海底高鐵隧道掘進提供有力保障。

與此同時，

一項紀錄被改寫——

我國盾構帶壓進倉最大壓力紀錄誕生，

作業期間更創下單日最高更換14把刀頭、

單把最快60分鐘的效率紀錄。

這背後，支撐建設者挑戰極限的，

正是這座鮮爲人知的"中國海底空間站"——

國內首套盾構飽和帶壓設備。

今天，

我們就揭開“海底空間站”神祕的面紗~

“中國海底空間站”——深海空間站

海底80米，這座“空間站”什麼樣？

這座“中國海底空間站”

是國內首套盾構飽和帶壓設備。

它有着與天宮空間站相似的艙體結構，

探海穿梭艙就像神舟飛船，

負責運送人員，

寧海生活艙負責居住，

鎮海控制艙、

生命保障艙及減壓療養艙各司其事，

甚至還有節點倉。

“海底空間站”示意圖

天宮之外是真空無壓的宇宙，

而這座海底空間站內，

大氣壓力是艙外的8.5倍，

相當於手掌上要承受近一噸的重量，

建設者們

要在這樣的環境中長期駐守、作業，

喫喝拉撒、作息休整，

全在這座密閉的艙體之中。

艙體、生命保障、節點艙……

聽起來像太空？不，

這是海底隧道建設現場。它如何讓“比上天還難”的換刀作業成爲可能？

這要從一把小小的刀頭說起。

換刀比上天還難，究竟難在哪？

爲什麼要建設這樣一座“空間站”？

答案竟然藏在

盾構機的一塊“牙齒”裏。

這塊鐵疙瘩

就是盾構機的“牙齒”，

俗稱刀頭，由超強硬質合金打造。

“甬舟號”應用的滾刀，

一把重達400斤。

刀盤上鑲嵌着上百把這樣的“牙齒”

通過擠壓岩層、排出碎屑，

讓盾構機一點點向前掘進。

甬舟鐵路金塘海底隧道地質示意圖

金塘海底隧道全長16.18公里，

其中11.21公里位於海底。

但海底從不是一馬平川，

軟土、硬巖、上軟下硬的複合地層交替出現，

24次軟硬地層的切換，

極易崩壞刀具。

實驗室數據顯示，

岩石強度高達240兆帕，

是日常混凝土強度的8倍。

重型油錘砸上去，

也只能留下一個小白點。

從始發至今，

“甬舟號”已經掘進了3936米，

其間已經更換過超3000把刀頭。

在這樣超硬的岩石面前，

再耐磨的刀頭也扛不住，

磨損、崩壞、斷裂是家常便飯。

破損的刀頭刃口處的磨損痕跡清晰可見，有的被撞得扭曲變形，有的則直接崩掉了一塊

刀頭壞了，就得換。

這在陸地上是小事，

可在超過60米深的海底換一把刀，

可能比上天還難。

“甬舟號”是泥水平衡盾構機，

掘進過程中，

前方注滿泥漿平衡壓力。

當需要換刀時，

要把泥漿抽掉換成空氣，

人在密閉有限的空間內作業。

換刀的難度，

就在於這個高壓的作業空間。

“甬舟號”盾構機穿行區域，

壓力超6巴的高水壓區段長達2000米，

極限水土壓力更是高達8.5巴。

所謂1巴，就是1個正常大氣壓，

換算成水壓，

相當於頭頂着10米高的水，

在8.5巴水土壓力下，

爲了防止向內坍塌，

空腔內需注入相當於8.5巴大氣壓的空氣，

就像吹氣球一樣，

用空氣狠狠地撐住這個空間。

然而，

8.5巴大氣壓下，

呼吸都可能是致命的！

常規空氣帶壓換刀作業極限只能到60米，

超過6巴大氣壓就十分危險。

空氣中氮氣含量約78%，

當空氣壓縮8.5巴後，

各氣體成分的分壓增高，

過多的氮氣融入血液，

會引起氮麻醉，

超過一定限制，

就會意識模糊甚至死亡。

作業人員通過常壓換刀技術更換刀具

傳統盾構換刀分爲帶壓和不帶壓，

不帶壓即常壓換刀，

結合特殊氣密結構

從後方抽出刀具實現換刀，更安全。

帶壓，則需要人進入盾構機前方，

在空氣壓力環境下作業。

世界級工程，

勢必伴隨着世界級難度。

爲了在有限刀盤上佈置更多滾刀

以應對超硬岩石，

“甬舟號”只能選擇帶壓刀盤。

而帶壓換刀，

又分爲飽和帶壓與不飽和帶壓兩條線路。

國內帶壓換刀第一人（6公斤級）趙斌走進加壓艙

傳統帶壓換刀，

人在加壓艙中經過10多分鐘加壓後，

進入高壓環境作業，

隨着深度壓力的增大，

作業時間就會越來越短，

60米的環境下，

最多隻能作業30分鐘，

隨後進入減壓倉減壓4個多小時，

且一個人24小時內只能進倉一次，

如果想24小時連續作業，

只能採用人海戰術，

輪班投入大量的換刀技術人員。

而這種頻繁加壓、減壓的過程，

極易引發減壓病。

減壓病，就像搖晃後的可樂，

二氧化碳溶解在液體中，

瓶蓋突然打開、壓力驟降，

氣泡就會迅速析出。

如果人從高壓環境快速回到常壓，

血液和組織中溶解的氮氣也會形成氣泡，

堵塞血管、損傷組織，後果不堪設想。

在常規潛水作業中，

上浮速度稍快就可能中招，

而常規帶壓換刀要反覆進出高壓環境，

每一次都像在體內埋下一顆“氣泡炸彈”。

超過6巴，

國際上唯一可以參考的標準，

就是飽和帶壓作業。

而支撐這套模式的，

正是這座“深海空間站”。

8.5倍大氣壓下，建設者如何工作？

飽和帶壓，

就是讓作業人員長期生活在與海底相同的高壓環境中，

讓身體組織內的氣體徹底飽和。

這項技術源自深海潛水作業，

有成熟的操作標準和引用依據。

“海底空間站”

有一套在地面模擬海底環境的生命支撐系統。

工作人員生活在寧海生活艙中。

艙內模擬海底80多米的氣壓，

而最大的不同，

就是呼吸的空氣，

爲了防止氮麻醉、氧中毒，

艙內加入了惰性氣體“氦氣”，

氦氣的增加使氮氣和氧氣的分壓減少，

使氮氣和氧氣融入體內的量減少，

所謂氮麻醉、氧中毒就不會存在，

而且這個配比，

可以根據深度、氣壓實時調整。

技術通了，艙體建了，可誰來幹？

全國只有約200人具備這張“入場券”

他們的工作

被稱作“中國壓力最大的工作”。

在氦氣的環境中說話、做事，

都和正常環境中不一樣，

人說話就像“小黃人”，

聲音很尖銳，

需要通過特殊的處理，

才能聽懂艙內的交流。

工作中，

3名作業人員乘坐探海艙前往海底作業面。

平均每艙要在海底工作8小時，

一天三班倒。

穿梭艙通過管道與掌子面進行對接，

就像神舟飛船一樣，

在海底實現交會對接，

人員穿過管道，

開始正式工作。

目前，

他們創造了單日最高更換14把刀具，

單把最快60分鐘的效率紀錄。

在海底呼吸，

也是需要特製的空氣，

通過特殊的供氣系統，

一口外界的空氣都不允許吸入。

沉默的堅持，

跨越山海的底氣。

大家印象裏的深海，

是澄澈蔚藍、魚羣遊弋的夢幻祕境，

而真實的海底深處，

卻是幽暗沉寂、不見天光的灰色角落。

在這高壓、密閉、與世隔絕的方寸空間裏，

每一項生存要素都需要精密測算、科學規劃。

中國建設者歷經技術封鎖、壁壘林立，

從跟跑到領跑，

如今“海底空間站”就位，

科研團隊默默堅守，

看似只爲了一塊小小的刀頭，

實則背後藏着更大的答案。

金塘水道，海面風平浪靜，

商船交流如織，

但水下大國重器轟隆作響，

即將破除島嶼與大陸之間的阻隔。

無論岩石有多硬、地層有多複雜，

這些大國重器、技術積累，

都將成爲我們跨越山海相會的底氣。

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責任編輯丨葛瑞蒂

校對丨程鏡睿

執行主編丨張灝然 陳婷

內容來源丨中國鐵建