Vários recordes mundiais quebrados! Novo equipamento chinês de troca de ferramentas para tuneladoras é aplicado com sucesso
Em 23 de julho, o primeiro conjunto mundial de equipamentos de operação pressurizada para tuneladoras com "mistura ternária de gases", desenvolvido de forma independente pela China Railway 11th Bureau, concluiu a primeira operação em larga escala de troca de ferramentas em ambiente de ultra-alta pressão no túnel ferroviário submarino mais longo do mundo — o Túnel Submarino de Jintang, da Ferrovia Ningbo-Zhoushan. Isso criou vários recordes mundiais na engenharia de tuneladoras, incluindo a maior pressão de operação, a maior frequência de troca de ferramentas em ultra-alta pressão e o maior período contínuo de operação. Formou-se uma cadeia tecnológica completa, abrangendo fabricação de equipamentos, controle operacional e treinamento de pessoal, rompendo o monopólio tecnológico estrangeiro de longa data.
A última ferramenta é transportada para fora da câmara de pessoal
Esta operação de troca de ferramentas durou 75 dias. A equipe de construção realizou trabalhos em seis pontos a 64 metros abaixo do nível do mar, completando um total de 313 operações de abertura de câmara pressurizada e 936 entradas seguras em câmara, substituindo com sucesso 67 ferramentas de vários tipos. Isso validou plenamente a confiabilidade da "mistura ternária de gases" em aplicações práticas.
O Túnel Submarino de Jintang é o projeto de controle de toda a Ferrovia Ningbo-Zhoushan, atravessando o Canal de Jintang entre Ningbo e Zhoushan, na província de Zhejiang. Com 16,18 km de extensão total, dos quais 11,21 km são escavados por tuneladora, é o túnel ferroviário submarino mais longo do mundo.
A construção do projeto utiliza duas tuneladoras de diâmetro supergrande, que partem simultaneamente de Ningbo e Zhoushan, escavando uma em direção à outra. Após atravessar condições de alta pressão de água e diversos terrenos complexos, elas realizam uma conexão de alta precisão no fundo do mar. A profundidade máxima do túnel está a 78 metros abaixo do nível do mar, com a pressão máxima de solo e água atingindo 8,5 bar, o que equivale a uma carga de quase 40 kg em uma área do tamanho de uma moeda de um yuan.
A geologia do túnel submarino é complexa e variável. Quando a tuneladora passa de terreno de solo mole para rocha dura, é necessário substituir as ferramentas de corte de solo mole por discos de corte de rocha dura. A operação de entrada em câmara em ambiente de ultra-alta pressão tem sido um problema espinhoso que aflige a construção de túneis submarinos com tuneladoras em todo o mundo. A China Railway 11th Bureau, responsável pela escavação de 6270 metros do lado de Zhoushan, propôs inovadoramente o conceito de operação pressurizada com "mistura ternária de gases" hélio-nitrogênio-oxigênio para tuneladoras. Convidou acadêmicos e especialistas do setor para repetidas discussões e orientações, estabelecendo finalmente o caminho tecnológico.
Na "mistura ternária de gases", o hélio, com baixa densidade, rápida difusão e alta segurança, previne eficazmente riscos como "narcose por nitrogênio" e "intoxicação por oxigênio" para os operadores em ambiente de ultra-alta pressão, criando uma barreira respiratória segura para operações em alta pressão no fundo do mar.
Em 8 de maio de 2026, o primeiro conjunto mundial de equipamentos de operação pressurizada com "mistura ternária de gases" para tuneladoras foi oficialmente aplicado na construção do Túnel Submarino de Jintang. A equipe de pesquisa e desenvolvimento realizou mais de mil testes de simulação de pressão e validação de condições de campo, superando uma série de desafios técnicos, como a proporção precisa da mistura de gases, o controle automático do fornecimento de gás, a descompressão segura em estágios e a recuperação do gás exalado.
Este equipamento abrange 113 submódulos, incluindo centro de distribuição de gás, centro de fornecimento de gás, respiradores especializados, câmara de descompressão de convés e sistema de controle inteligente de pressão e fluxo. Ele pode ajustar dinamicamente a proporção da mistura de gases de acordo com diferentes ambientes de pressão de água, adaptando-se com precisão a faixas de operação de ultra-alta pressão de 5 a 12 bar, alcançando um avanço tecnológico em equipamentos para operações de entrada em câmara pressurizada em profundidades de até 100 metros.
Com base nesta tecnologia inovadora, o equipamento de "mistura ternária de gases" elimina o volumoso sistema de pré-câmara de saturação dos equipamentos tradicionais de operação pressurizada com hélio-oxigênio, permitindo uma configuração leve e modular, com implantação rápida no local. Os operadores podem começar a trabalhar após treinamento profissional, avaliação e certificação. O equipamento suporta a entrada simultânea de três pessoas na câmara, com um tempo efetivo de operação de 60 minutos por pessoa por vez. Duas câmaras de pessoal operam em alternância, permitindo construção ininterrupta 24 horas por dia.
Durante a operação, os operadores que entram na câmara usam respiradores especializados de mistura de gases, com fornecimento de gás por tubulação externa e recuperação ativa do gás exalado dentro da câmara. Os operadores primeiro são pressurizados na câmara de pressurização até a pressão projetada, depois atravessam sequencialmente a câmara de pessoal da tuneladora, a câmara de almofada de ar e a câmara de lama, chegando atrás do cabeçote de corte, de frente para a face do túnel. Após concluir a tarefa, eles passam por descompressão científica ao sair da câmara e entram na câmara de descompressão de convés para um segundo período de descompressão e recuperação.
Atualmente, este equipamento já formou um processo de construção padronizado e sistematizado, juntamente com um sistema de controle de segurança, estabelecendo uma "solução chinesa" replicável e escalável para a construção de túneis em ultra-alta pressão. Isso acumulou valiosa experiência prática e resultados tecnológicos para a construção de túneis submarinos profundos e projetos de travessias marítimas importantes, tanto nacionais quanto internacionais.
Até o momento, a seção de tuneladora do Túnel Submarino de Jintang avançou 10.005 metros, cerca de 89,3% do total. De acordo com o plano de construção, as obras subsequentes continuarão a contar com este sistema de equipamentos para garantir a segurança das operações pressurizadas, assegurando a conclusão do túnel dentro do prazo.
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