在东海之滨的金塘水道，世界最长海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道正在紧张施工中。两台超大直径盾构机“甬舟号”和“定海号”正相向掘进。
目前，“定海号”盾构机面临一项重要任务——出舱换刀。由于经过长距离软土地层掘进后，前方出现了一座硬岩石头山，需要更换适合破岩的滚刀。中铁十一局甬舟铁路三工区项目负责人王双解释说，要啃下高强度岩石，必须将适合软土地层的撕裂刀换成破岩的滚刀。
换刀过程复杂且风险高。“定海号”是泥水平衡盾构机，换刀时需将泥水舱内泥浆排出一半，注入加压空气。由于盾构机位于海底78米处，注入空气的压力须达8.5巴，即约8.4个标准大气压。常规空气带压换刀作业极限只能到达海底60米，在超过6个大气压的环境中作业风险极高。
为此，建设团队研发了世界首台“三元混合气”盾构带压作业装备，用氦、氮、氧三元混合气替换空气，确保加压过程安全无害。5月17日10时15分，第一次换刀作业开始。工程师们进入盾构机前方的加压舱，戴上专用呼吸器，在6分钟内将人体内部压力升至约8.4个大气压。适应后，他们穿越盾构机人舱、气垫舱、泥水舱，抵达刀盘背后进行换刀作业。一把撕裂刀重约150公斤，需要多人协助完成。高压环境下，体能消耗巨大，每组3人、2组人舱配合，实现24小时连续作业。5月18日，首次换刀作业顺利完成，本次将批量更换60多把刀。
与此同时，“甬舟号”盾构机也面临频繁换刀的挑战。由于地层复杂，共需24次软硬地层切换，换刀频率更高。从始发至今，已掘进3400多米，更换超3000把刀。为解决高水压、高频次的换刀需求，技术团队选择了饱和带压换刀路径。通过让作业人员在作业前进入与海底相同的高压环境中，使身体组织内的气体彻底饱和。海底空间站分为镇海控制舱、宁海生活舱、探海穿梭舱。工作人员生活在宁海生活舱，模拟海底80多米的气压，呼吸三元混合气。工作时，通过探海穿梭舱运至盾构机内部，并与人舱对接，每班3名作业人员，平均每次工作8小时，一天3班倒。每名工作人员每次饱和带压周期为28天，未来有望挑战海底100多米换刀作业。
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