天上有天宫，你可知我们还有一座“海底空间站”

天宫有空间站，我们深海也有？

没错，

天宫空间站在宇宙中

为航天员提供生命保障，

而在东海之下80米处，

我们也为“深潜者”筑起一座

高压下的“海底空间站”。

它并非科幻设想，

而是中铁十四局项目团队

历时三年自主研发的成果，

专为世界最长海底高铁隧道——

甬舟铁路金塘海底隧道的掘进保驾护航。

8月17日，

在东海宁波与舟山之间的海平面下80米，

中铁十四局甬舟铁路金塘海底隧道深处，

我国建设者历时21天，

在超高水压下完成104把刀具检查、更换，

为世界最长海底高铁隧道掘进提供有力保障。

与此同时，

一项纪录被改写——

我国盾构带压进仓最大压力纪录诞生，

作业期间更创下单日最高更换14把刀头、

单把最快60分钟的效率纪录。

这背后，支撑建设者挑战极限的，

正是这座鲜为人知的"中国海底空间站"——

国内首套盾构饱和带压设备。

今天，

我们就揭开“海底空间站”神秘的面纱~

“中国海底空间站”——深海空间站

海底80米，这座“空间站”什么样？

这座“中国海底空间站”

是国内首套盾构饱和带压设备。

它有着与天宫空间站相似的舱体结构，

探海穿梭舱就像神舟飞船，

负责运送人员，

宁海生活舱负责居住，

镇海控制舱、

生命保障舱及减压疗养舱各司其事，

甚至还有节点仓。

“海底空间站”示意图

天宫之外是真空无压的宇宙，

而这座海底空间站内，

大气压力是舱外的8.5倍，

相当于手掌上要承受近一吨的重量，

建设者们

要在这样的环境中长期驻守、作业，

吃喝拉撒、作息休整，

全在这座密闭的舱体之中。

舱体、生命保障、节点舱……

听起来像太空？
不，

这是海底隧道建设现场。
它如何让“比上天还难”的换刀作业成为可能？

这要从一把小小的刀头说起。

换刀比上天还难，究竟难在哪？

为什么要建设这样一座“空间站”？

答案竟然藏在

盾构机的一块“牙齿”里。

这块铁疙瘩

就是盾构机的“牙齿”，

俗称刀头，由超强硬质合金打造。

“甬舟号”应用的滚刀，

一把重达400斤。

刀盘上镶嵌着上百把这样的“牙齿”

通过挤压岩层、排出碎屑，

让盾构机一点点向前掘进。

甬舟铁路金塘海底隧道地质示意图

金塘海底隧道全长16.18公里，

其中11.21公里位于海底。

但海底从不是一马平川，

软土、硬岩、上软下硬的复合地层交替出现，

24次软硬地层的切换，

极易崩坏刀具。

实验室数据显示，

岩石强度高达240兆帕，

是日常混凝土强度的8倍。

重型油锤砸上去，

也只能留下一个小白点。

从始发至今，

“甬舟号”已经掘进了3936米，

其间已经更换过超3000把刀头。

在这样超硬的岩石面前，

再耐磨的刀头也扛不住，

磨损、崩坏、断裂是家常便饭。

破损的刀头刃口处的磨损痕迹清晰可见，有的被撞得扭曲变形，有的则直接崩掉了一块

刀头坏了，就得换。

这在陆地上是小事，

可在超过60米深的海底换一把刀，

可能比上天还难。

“甬舟号”是泥水平衡盾构机，

掘进过程中，

前方注满泥浆平衡压力。

当需要换刀时，

要把泥浆抽掉换成空气，

人在密闭有限的空间内作业。

换刀的难度，

就在于这个高压的作业空间。

“甬舟号”盾构机穿行区域，

压力超6巴的高水压区段长达2000米，

极限水土压力更是高达8.5巴。

所谓1巴，就是1个正常大气压，

换算成水压，

相当于头顶着10米高的水，

在8.5巴水土压力下，

为了防止向内坍塌，

空腔内需注入相当于8.5巴大气压的空气，

就像吹气球一样，

用空气狠狠地撑住这个空间。

然而，

8.5巴大气压下，

呼吸都可能是致命的！

常规空气带压换刀作业极限只能到60米，

超过6巴大气压就十分危险。

空气中氮气含量约78%，

当空气压缩8.5巴后，

各气体成分的分压增高，

过多的氮气融入血液，

会引起氮麻醉，

超过一定限制，

就会意识模糊甚至死亡。

作业人员通过常压换刀技术更换刀具

传统盾构换刀分为带压和不带压，

不带压即常压换刀，

结合特殊气密结构

从后方抽出刀具实现换刀，更安全。

带压，则需要人进入盾构机前方，

在空气压力环境下作业。

世界级工程，

势必伴随着世界级难度。

为了在有限刀盘上布置更多滚刀

以应对超硬岩石，

“甬舟号”只能选择带压刀盘。

而带压换刀，

又分为饱和带压与不饱和带压两条线路。

国内带压换刀第一人（6公斤级）赵斌走进加压舱

传统带压换刀，

人在加压舱中经过10多分钟加压后，

进入高压环境作业，

随着深度压力的增大，

作业时间就会越来越短，

60米的环境下，

最多只能作业30分钟，

随后进入减压仓减压4个多小时，

且一个人24小时内只能进仓一次，

如果想24小时连续作业，

只能采用人海战术，

轮班投入大量的换刀技术人员。

而这种频繁加压、减压的过程，

极易引发减压病。

减压病，就像摇晃后的可乐，

二氧化碳溶解在液体中，

瓶盖突然打开、压力骤降，

气泡就会迅速析出。

如果人从高压环境快速回到常压，

血液和组织中溶解的氮气也会形成气泡，

堵塞血管、损伤组织，后果不堪设想。

在常规潜水作业中，

上浮速度稍快就可能中招，

而常规带压换刀要反复进出高压环境，

每一次都像在体内埋下一颗“气泡炸弹”。

超过6巴，

国际上唯一可以参考的标准，

就是饱和带压作业。

而支撑这套模式的，

正是这座“深海空间站”。

8.5倍大气压下，建设者如何工作？

饱和带压，

就是让作业人员长期生活在与海底相同的高压环境中，

让身体组织内的气体彻底饱和。

这项技术源自深海潜水作业，

有成熟的操作标准和引用依据。

“海底空间站”

有一套在地面模拟海底环境的生命支撑系统。

工作人员生活在宁海生活舱中。

舱内模拟海底80多米的气压，

而最大的不同，

就是呼吸的空气，

为了防止氮麻醉、氧中毒，

舱内加入了惰性气体“氦气”，

氦气的增加使氮气和氧气的分压减少，

使氮气和氧气融入体内的量减少，

所谓氮麻醉、氧中毒就不会存在，

而且这个配比，

可以根据深度、气压实时调整。

技术通了，舱体建了，可谁来干？
全国只有约200人具备这张“入场券”
他们的工作

被称作“中国压力最大的工作”。

在氦气的环境中说话、做事，

都和正常环境中不一样，

人说话就像“小黄人”，

声音很尖锐，

需要通过特殊的处理，

才能听懂舱内的交流。

工作中，

3名作业人员乘坐探海舱前往海底作业面。

平均每舱要在海底工作8小时，

一天三班倒。

穿梭舱通过管道与掌子面进行对接，

就像神舟飞船一样，

在海底实现交会对接，

人员穿过管道，

开始正式工作。

目前，

他们创造了单日最高更换14把刀具，

单把最快60分钟的效率纪录。

在海底呼吸，

也是需要特制的空气，

通过特殊的供气系统，

一口外界的空气都不允许吸入。

沉默的坚持，

跨越山海的底气。

大家印象里的深海，

是澄澈蔚蓝、鱼群游弋的梦幻秘境，

而真实的海底深处，

却是幽暗沉寂、不见天光的灰色角落。

在这高压、密闭、与世隔绝的方寸空间里，

每一项生存要素都需要精密测算、科学规划。

中国建设者历经技术封锁、壁垒林立，

从跟跑到领跑，

如今“海底空间站”就位，

科研团队默默坚守，

看似只为了一块小小的刀头，

实则背后藏着更大的答案。

金塘水道，海面风平浪静，

商船交流如织，

但水下大国重器轰隆作响，

即将破除岛屿与大陆之间的阻隔。

无论岩石有多硬、地层有多复杂，

这些大国重器、技术积累，

都将成为我们跨越山海相会的底气。

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责任编辑丨葛瑞蒂

校对丨程镜睿

执行主编丨张灏然 陈婷

内容来源丨中国铁建