¡Establece múltiples récords mundiales! China aplica con éxito un nuevo equipo de cambio de herramientas para tuneladoras de desarrollo propio
El 23 de julio, el primer equipo del mundo para trabajos a presión con "mezcla ternaria de gases" en tuneladoras, desarrollado de forma independiente por la 11.ª Oficina de Ferrocarriles de China, completó la primera operación a gran escala de cambio de herramientas en cámara hiperbárica en el túnel ferroviario submarino más largo del mundo, el Túnel Submarino de Jintang del Ferrocarril Yongzhou. Esta operación estableció múltiples récords mundiales en ingeniería de tuneladoras, incluyendo la presión de trabajo más alta, la mayor frecuencia de cambio de herramientas en condiciones de ultra alta presión y el período de operación continua más largo. Se ha formado una cadena tecnológica completa que abarca fabricación de equipos, control de operaciones y capacitación de personal, rompiendo el monopolio tecnológico extranjero de larga data.
La última herramienta es transportada fuera de la cámara de personal
Esta operación de cambio de herramientas duró 75 días. El equipo de construcción trabajó en seis puntos a 64 metros bajo el nivel del mar, completando un total de 313 operaciones de apertura de cámara a presión, 936 ingresos seguros a la cámara y reemplazando con éxito 67 herramientas de diversos tipos, lo que verificó plenamente la fiabilidad de la "mezcla ternaria de gases" en aplicaciones prácticas.
El Túnel Submarino de Jintang es un proyecto de control de todo el Ferrocarril Yongzhou, que cruza el Canal de Jintang entre Ningbo y Zhoushan en la provincia de Zhejiang. Tiene una longitud total de 16,18 kilómetros, con una sección de tuneladora de 11,21 kilómetros, siendo el túnel ferroviario submarino más largo del mundo.
La construcción del proyecto utiliza dos tuneladoras de diámetro supergrande, que parten simultáneamente desde los lados de Ningbo y Zhoushan, excavando una hacia la otra. Después de atravesar alta presión de agua y múltiples terrenos complejos, logran un acoplamiento de alta precisión en el fondo marino. La profundidad máxima del túnel se encuentra a 78 metros bajo el nivel del mar, con una presión máxima de agua y suelo de 8,5 bares, equivalente a una carga de casi 40 kilogramos en el área de una moneda de un yuan.
La geología del túnel submarino es compleja y variable. Cuando la tuneladora pasa de un terreno de suelo blando a un terreno de roca dura, es necesario cambiar las cuchillas de desgarro de suelo blando por cortadores de roca dura. Sin embargo, las operaciones de ingreso a la cámara en entornos de ultra alta presión han sido durante mucho tiempo un problema difícil en la construcción de túneles submarinos con tuneladoras a nivel mundial. La 11.ª Oficina de Ferrocarriles de China, encargada de la construcción de 6270 metros de túnel en el lado de Zhoushan, propuso de manera innovadora el concepto de operación a presión con "mezcla ternaria de gases" de helio, nitrógeno y oxígeno para tuneladoras. Invitaron a académicos y expertos de la industria para repetidos debates y orientación, estableciendo finalmente la ruta tecnológica.
En la "mezcla ternaria de gases", el helio, con baja densidad, rápida difusión y alta seguridad, puede prevenir eficazmente riesgos como la "narcosis por nitrógeno" y la "intoxicación por oxígeno" en el personal que trabaja en entornos de ultra alta presión, estableciendo una barrera de respiración segura para operaciones en aguas profundas y alta presión.
El 8 de mayo de 2026, el primer equipo del mundo para trabajos a presión con "mezcla ternaria de gases" en tuneladoras se aplicó oficialmente en la construcción del Túnel Submarino de Jintang. El equipo de I+D realizó más de mil pruebas de simulación de presión y verificaciones en condiciones de campo reales, superando una serie de desafíos técnicos como la proporción precisa de la mezcla de gases, el control automático del suministro de gas, la descompresión segura por etapas y la recuperación del gas exhalado.
Este equipo incluye 113 submódulos, como una central de mezcla de gases, una central de suministro de gas, respiradores especiales, una cámara de descompresión de cubierta y un sistema de control inteligente de presión y flujo. Puede ajustar dinámicamente la proporción de gases según diferentes entornos de presión de agua, adaptándose con precisión a intervalos de trabajo de ultra alta presión de 5 a 12 bares, logrando un avance tecnológico en equipos para operaciones de ingreso a cámara a presión a profundidades de cien metros.
Gracias a esta tecnología innovadora, el equipo de "mezcla ternaria de gases" elimina el voluminoso sistema de pre-cámara de saturación de los equipos tradicionales de operación a presión con helio-oxígeno, logrando una disposición ligera y modular, con un despliegue rápido en el sitio. El personal puede comenzar a trabajar después de recibir capacitación profesional, evaluaciones y certificaciones. El equipo admite la entrada simultánea de hasta 3 personas a la cámara, con un tiempo efectivo de trabajo de 60 minutos por persona por turno. Dos grupos de cámaras de personal operan alternativamente, permitiendo una construcción ininterrumpida las 24 horas del día.
Durante la operación, el personal que ingresa a la cámara usa respiradores especiales de mezcla de gases, con suministro de gas a través de tuberías externas a la cámara y recuperación activa del gas exhalado dentro de la cámara. Primero, el personal se presuriza en la cámara de presurización hasta la presión de diseño, luego atraviesa sucesivamente la cámara de personal de la tuneladora, la cámara de colchón de aire y la cámara de lodo, llegando detrás del cabezal de corte, frente al frente del túnel. Después de completar la tarea, salen de la cámara tras una descompresión científica y entran en la cámara de descompresión de cubierta para una segunda descompresión y recuperación.
Actualmente, este equipo ha formado un proceso de construcción estandarizado y completo, junto con un sistema de control de seguridad, estableciendo una "solución china" replicable y promovible para la construcción de túneles de ultra alta presión, acumulando valiosa experiencia práctica y logros técnicos para la construcción de túneles submarinos de aguas profundas y grandes proyectos transoceánicos tanto a nivel nacional como internacional.
Hasta la fecha, la sección de tuneladora del Túnel Submarino de Jintang ha avanzado 10.005 metros, completando aproximadamente el 89,3%. Según el plan de construcción, el trabajo posterior continuará apoyándose en este sistema de equipos para garantizar la seguridad de las operaciones a presión, asegurando que el túnel se complete según lo programado.
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