Tauchen und Arbeiten in Sättigung
Die Wohnkammern
Das Sättigungstauchen ist ein Langzeitaufenthalt in Überdruck. Dieser Aufenthalt kann bis zu 28 Tagen dauern.
Um den Tauchern diesen Aufenthalt zu ermöglichen ist ein Druckkammersystem bestehend aus zwei Wohnkammern außerhalb des Tunnels erforderlich. In diesem System können bis zu 9 (neun) Taucher und Techniker wohnen.
Es enthält alle notwendigen Versorgungseinrichtungen von Schlafkojen bis hin zu Duschen und Toiletten
Das Transport Shuttle
Da es auf Grund technischer Schwierigkeiten nicht möglich war und ist die Sättigungsanlage in den Tunnel zu bringen und an der Tunnelmaschine anzuschließen, haben wir uns entschlossen ein mobiles Transportsystem, das Shuttle, zu bauen. Mit diesen Shuttles ist es möglich die Taucher von den Wohnkammern außerhalb des Tunnels oder vom Nachläufer auf der Tunnelmaschine abzuholen, in den Tunnel zu bringen um dann an der Tunnelmaschine an der Druckwand anzudocken. Jeder Shuttle kann bis zu 4 Taucher in Überdruck transportieren. Einmal angedockt an der Tunnelmaschine steigen die 4 Taucher um und begeben sich in den Arbeitsraum. Vom Arbeitsraum gelangen sie durch die Türen in der Tauchwand an ihren Arbeitsplatz, dem Schneidrad, um alle notwendigen Inspektionen, Wartungen und Reparaturen auszuführen.
The NEW Technology 2012
Lake Mead (USA) and Nanjing Weisan Tunnel Project (China)
Die neue Mischgas-Sättigungs Generation ist entwickelt und gebaut. Dieses mobile System wurde entwickelt bis zu einem Überdruck von 20bar. Das containerisierte System kann auf der TBM, im Schacht oder an der Oberfläche installiert werden.
Der Überdruckhelm
Anders als am Elbe- und Wesertunnel war bei Drücken über 4,5 bar das Arbeiten in Druckluft nicht mehr möglich. Es mussten Mischgase, bestehend aus Helium, Stickstoff und Sauerstoff eingesetzt werden. Die Ausrüstung für die Taucher ist die gleiche, die wir bereits erfolgreich in den anderen Tunnelprojekten eingesetzt haben, aber für die Arbeiten im teilabgesenktem Zustand mussten wir neue, leichte Helme einsetzen, die es am Markt nicht zu kaufen gab.
Wir haben daher einen englischen Helm, der in der chemischen Industrie eingesetzt wird, umgerüstet und angepasst.
Die vor dem Einsatz notwendigen Testversuche wurden bei der Belgischen Marine in Zeebrücke durchgeführt. Dieser spezielle Helm verfügt über zwei Atemluftregler sowie über ein steuerbares Kühlungssystem. Dieses Kühlungssystem ist wichtig, da es an der Ortsbrust zu Temperaturen von bis zu 50 Grad kommen kann.
The NEW Technology 2012
Dieses neue Helmdesign von Composite Beat Engel, Schweiz ist die neue Konstruktion eines Überdruckhelms. Der Helm ist in enger Zusammenarbeit mit der Nordseetaucher GmbH realisiert worden.
Dieser neue Helm - der mit einem zusätzlichen Bausatz innerhalb von einer Stunde in einen atemluftgesteuerten Helm umgebaut werden kann - ist jetzt betriebsbereit um im Überdruck der äußerst risikoreichen Umgebung einer Tunnelvortriebsmaschine dem Benutzer äußerste Sicherheit zu gewährleisten.
Jeder Helm ist mit Anschlüsse für Oberflächenluft/Gasversorgung und einem unabhängigen Notatemluft/Gasanschluss sowie Kommunikationstechnik ausgerüstet.
The Nanjing Yangtze River Crossing Tunnel
Mit zwei Röhren und eine Länge von 2.990 m. unterquert der Nanjing-Yangtze-River-Crossing-Tunnel den Yangtze bei Nanjing in China.
Zwei Tunnelvortriebsmaschinen (Ø 14,96 m) mit Flüssigkeit gestützter Ortsbrust wurden verwendet, um die Tunnel durch weiche Gesteinsschichten aufzufahren.
Der tiefste Punkt des Yangtze River Tunnel liegt 65 m unterhalb des Meeresspiegels. Aufgrund des Tideneinflusses vom Südchinesischen Meer schwankt der Wasserstand des Yangtze River +/- 1,5 m zum Meeresspiegel.
Bei diesem Projekt war das Schweißen in Überdruck die größte auszuführende Aufgabe. Auf Grund unserer Erfahrungen und durch eigene Schweißforschung in Druckluft und unter Wasser wussten wir, dass es kein wirkliches Problem ist. Aber dieses Mal war es äußerst extrem. Die Halterungen der Räumer an 6 Schneidarmen der TBM mussten erneuert werden. Deshalb wurden neue Versteifungen an die Rückseite der Halterungen der Seitenarme des Schneidrades geschweißt. Die Gesamtzeit dieser Arbeit dauerte mehr als 12 Wochen, Tag und Nacht. Im Abbauraum wurden bis zu 5,4bar Überdruck erreicht. Um den Stützdruck an der Ortsbrust stabil zu halten, verwendeten wir eine spezielle, zähflüssige Bentonit Mischung mit einer hohen Dichte.
Die Taucher und Drucklufttechniker führten Reparatur- und Wartungsarbeiten am Schneidrad in Überdruck unter Druckverhältnissen von bis zu 5,4 bar und in bis zu 6,5 bar Überdruck wurden Arbeiten an den Steinbrechern der TBMs ausgeführt. Gearbeitet wurde in ‘normaler’ Druckluft (keine Mischgase) mit anschließender Sauerstoffdekompression. Insgesamt wurden über 4.000 Stunden in Überdruck verbracht und über 945 Druckluftmanneinsätze ausgeführt. Es wurden lediglich 3 Drucklufterkrankungen gemeldet, die in der Druckbehandlungskammer an der Oberfläche behandelt wurden.
Bei den Schweiß- und Schneidarbeiten in Überdruck wurde zum ersten Mal der neue Drucklufthelm mit dreifacher Luftzufuhr, bestehend aus zwei Lungenautomaten und einer oberflächenversorgten Luftversorgen mit Spüleinrichtung, Sprechverbindung und einem integrierten Schweiß- schutzschirm mit Sensoren erfolgreich eingesetzt.
饱和条件下潜水与工作
生活仓
饱和潜水即指长时间在高压条件下生活与工作, ，例如超过28天，但目前暂不明确人类可以停留的最长时间。为满足潜水员和工程师能在此条件下工作，一个加压的分居室的生活仓。它最大能容纳9名潜水员和工程师，里面应配置浴室，卧室和洗手间等设施。
穿梭闸
鉴于技术和卫生原因，在隧道区域建立饱和潜水员生活仓且将生活仓与盾构机相连接并不可行，因此则需要配置一个移动的运输装置——穿梭闸。穿梭闸将潜水员从隧道外的生活仓接往隧道，然后潜水员再登入盾构机。每个穿梭闸最多可运送4个潜水员、技师和工程师。只要穿梭闸抵达盾构机，穿梭闸内的人即可即可进入盾构机控制室和开挖藏进行刀盘的检测和维修保养工作了。
2012年新技术
美国米德湖与中国南京纬三路隧道项目
新一代混合气体饱和作业设备的设计：设备方便移动，最高承压可达20bar。集装箱式设计使成套设备可存放于盾构机上、井底或者地面上。
高压潜水面罩
与工作压力为4.5巴的易北河第四隧道和工作压力为5.0巴的威悉河隧道不同的是，我们并不能在Westersheld隧道中进行压缩空气潜水作业。取而代之的是由氦气、氮气和氧气组成的混合气体。潜水员所有配置也与前面的项目配置大同小异。但是，在Westershelde隧道潜水作业中，我们选用了一种更轻的，只在化学工业中用的面罩。
这些面罩是为此项目特别改进的，在市场上并不流通。在项目开始前，关于面罩的测试就已在比利时泽布勒赫海军高压中心进行。这种特制的面罩拥有两条呼气调节装置以及一个可控冷却系统。由于在隧道掌子面的温度可以高达50摄氏度，所以冷却系统就十分必要了。
2012年新技术
面罩是由高压面罩生产商瑞士Composite Beat Engel公司设计制造的，经过和我们北海潜水员公司的密切合作已证明此面罩十分可靠。面罩内有一个转换装置，它可将面罩在一小时内可转换成可控呼吸面罩。每个面罩都配有与地面供气管路连接的借口、独立的紧急供气借口以及通讯装置。这种面罩现在已在环境条件十分恶劣的高压作业中使用，例如隧道作业，使用者对其十分满意。
The Nanjing Yangtze River Crossing Tunnel
中国南京长江隧道是在中国南京的穿越长江的隧道项目，为全长2990米的双隧道，使用的是两台直径为14.96米的泥水盾构，掘进地质为黏土和细沙组成的软冲积层。
隧道仰供块最深处低于海平面65米，由于潮汐影响，河面水位在正负海平面1.5米范围内波动。
此项目的主要施工任务为压缩气体内进行焊接作业。根据我们以往的研究与经验，在压缩气体内进行焊接作业并不成问题。但由于此次刀盘六个刀臂的铲刀均需翻新，所以任务十分艰巨。在焊接进行前，刀盘边侧需焊接支撑。为此，我们全天候日夜连续工作了12周。
工作压力已经达到5.4巴，为稳定压力，我们选用了添加了高密度、高黏稠度的混合物的膨润土
焊接工作中，我们采用了最新设计的面罩。面罩配有三条供气管路，2个调节器、1条自由管路、通讯线路和带传感器的焊接护罩。
刀盘维修作业的压力最高达到5.4巴，碎石机维修作业压力最高至6.5巴，但普通压缩空气作业（非混合气体）以及含氧减压都顺利进行。在总共4000小时的待压作业中，共进行了850人次进仓作业，减压病报告仅为3例。
Bucear y trabajar en atmósferas de saturación
La cámara vivienda
El buceo en saturación supone vivir y trabajar en ambientes hiperbáricos durante largos períodos de tiempo, que pueden alcanzar los 28 días, aunque los límites no se hayan probado del todo.
Para posibilitar que los buzos e ingenieros sobrevivan y trabajen bajo estas condiciones, se requiere una cámara presurizada situada fuera del túnel con habitaciones.
En este sistema pueden llegar a habitar hasta 9 buzos e ingenieros y tiene todo lo necesario, desde literas hasta aseos y duchas.
El transbordador
Debido a razones técnicas e higiénicas no es factible colocar la cámara habitable en la zona del túnel y unirla a la tuneladora. Por eso construimos un sistema de transporte móvil: el “shuttle”. Este transbordador hace posible recoger a los buzos de sus cámaras habitables situadas fuera del túnel, llevarlos al túnel y acoplar el “shuttle” a la tuneladora. Cada transbordador presurizado puede transportar a cuatro personas.
Tan pronto el transbordador se acopla a la tuneladora, los pasajeros desembarcan y se dirigen a sus puestos en la cámara de control y la rafadora, para llevar a cabo los trabajos de inspección, mantenimiento y reparación en la rafadora que sean necesarios.
La NUEVA Tecnología 2012
Lake Mead (USA) y Túnel Nanjing Weisan (China)
La nueva generación de saturación de gas mixto ya se ha diseñado. El sistema móvil se ha creado para sobrepresiones de hasta 20 bares. El sistema en contenedores puede ser localizado en la tuneladora, en el pozo o en la superficie.
Hyperbaric Helmets
Contrariamente a los proyectos 4ª Galería del río Elba y Wesertunnel, con presiones superiores a 4,5 y 5,0 bar, en el proyecto Westerchelde no pudimos trabajar con aire comprimido. En cambio, utilizamos gases mixtos, formados por helio, nitrógeno y oxígeno. El equipo para buceadores era el mismo que ya se había usado en otros proyectos. El trabajo parcialmente sumergido en Westerchelde se hizo con un nuevo casco, más ligero, que se utiliza en la industria química.
Estos cascos, que no se pueden conseguir en el mercado, fueron reequipados y adaptados para esta labor.
Todas las pruebas y ensayos necesarios antes de su empleo se realizaron en el Centro Hiperbárico de la Marina Belga en Zeebrugge. Dicho casco dispone de dos reguladores de aire respirable y un sistema dirigible de refrigeración, siendo este último esencial, ya que en el frente se alcanzan temperaturas de hasta 50ºC.
La NUEVA Tecnología 2012
Este nuevo casco diseñado por Composite Beat Engel en estrecha colaboración con Nordseetaucher GmbH, es un casco de sobrepresión operativo en ambientes extremadamente peligrosos, tales como tuneladoras y con un equipamiento adicional, se puede transformar en sólo una hora en un un casco de respiración controlada. Cada casco viene con conexiones para suministro en superfície de aire/gas, una conexión independiente de emergencia aire/gas y equipo de comunicaciones.
The Nanjing Yangtze River Crossing Tunnel
El Nanjing Yangtze River Crossing Tunnel es
un túnel doble de 2.990 m de longitud que cruza el río Yangtze en Nanjing, China. Dos tuneladoras de lodo (Ø 14.96 m) están excavando el túnel en terreno blando de depósito aluvial.
La capa consiste principamente en sedimentos y arena fina.
El puntal más profundo del túnel se halla a 65 m bajo el nivel del mar. El nivel normal del agua en el río oscila entre +/-1,5 m sobre/bajo el nivel del mar.
En este proyecto el principal trabajo consiste en el soldeo en aire comprimido. Con nuestra investigación y experiencia en soldadura, tanto en aire comprimido como bajo el agua, ello no tenía porqué ser un problema. Sólo que este caso resultaba relamente complicado ya que se tenían que sustituir las palas de seis brazos de la tuneladora. Para ello hemos soldado nuevos soportes en los brazos laterales de la rafadora. Eso nos ha llevado trabajar día y noche durante más de doce semanas en una sobrepresión de hasta 5,4 bar. Para mantener estable la presión de soporte utilizamos bentonita con una mezcla especial de alta densidad y viscosidad.
Los trabajos de mantenimiento y reparación se han efectuado en presiones de hasta 5,4 bar en la rafadora y hasta 6.5 bar en el quebrantador. Se han utilizado exitosamente aire comprimido regular (no gases mixtos) y descompresión de oxígeno. En total se han hecho 4.000 horas de trabajo en aire comprimido y 850 intervenciones. Solamente se han reportado 3 casos leves de enfermedad de descompresión.
Para los trabajos de soldadura hemos usado por vez primera un nuevo casco especialmente diseñado para aire comprimido con: triple suministro de aire, dos con reguladores y uno con fluido libre; comunicación; y un protector integrado para soldadura con sensores.
