原標題:“一航津平2”來了,,海底便有了“路”
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自升式碎石鋪設整平船“一航津平2”
我國自主研發(fā)制造的又一款基建“神器”來了,!
近日,,由中交一航局研發(fā)、上海振華重工建造的自升式碎石鋪設整平船“一航津平2”在南通下水,,船體為箱型“回”字結構,。
船長98.7米,、寬66.3米,,相當于一個足球場大小;
在不移動船身的情況下,,單個船位碎石鋪設整平作業(yè)范圍達2500平方米,,等同于6個標準籃球場;
在它平整完的地基上建隧道可以“滴水不漏”……
作為世界最大,、最先進的自升式碎石鋪設整平船,,“一航津平2”投產(chǎn)后將進一步鞏固我國在海底隧道基礎施工領域的世界領先地位。
深水碎石鋪設的“3D打印機”
碎石鋪設整平船一般用于深水碎石基床鋪設,,集基準定位,、石料輸送、高精度鋪設整平,、質量檢測驗收功能于一體,,因其鋪設作業(yè)的高效率和自動化,被形象地稱為深水碎石鋪設的“3D打印機”,。
在實際的作業(yè)中,,該船的功能相當于海底鋪路機,通過拋石管精準定位,,向海床投入碎石并鋪平,,大型海底隧道的沉管就鋪設在碎石面上,高效率的作業(yè)速度可以解決受海底水流影響在碎石上產(chǎn)生回淤量大的難題,,保障沉管快速安裝,。
此次下水的“一航津平2”是港珠澳大橋深水整平的功勛船舶“津平1”的升級版。與“津平1”相比,,“一航津平2”在性能,、規(guī)格、國產(chǎn)化程度等方面均實現(xiàn)超越,,多項性能位居國際領先水平:該船鋪設范圍更廣,,整平效率也更高,整平速度較“津平1”提升了一倍,,最高可達每分鐘5米,;作業(yè)壽命更長,樁腿使用壽命長達2000小時,。
“一航津平2”是超級工程深中通道的核心裝備,,同時,在設計,、建造方面均實現(xiàn)了國產(chǎn)化,,尤其是施工管理系統(tǒng)成功突破國外技術封鎖,實現(xiàn)了整套系統(tǒng)國產(chǎn)化,。
“一航津平2”是如何在海底進行“3D打印”的呢,?中交第一航務工程局有限公司整平船監(jiān)造組組長李家林介紹,為了確保工程達標,在正式開工“3D打印”前,,“一航津平2”還需要過五關斬六將,。
“首先是工前測控系統(tǒng)校準和施工管理運行系統(tǒng)測試,之后整平船才能由拖船拖拽至施工現(xiàn)場,,到了現(xiàn)場,,整平船還將進行一系列的調試準備,包括拋錨駐位,、整平船調平,、整平船抬升、測量系統(tǒng)二次標定幾個步驟,?!崩罴伊謴娬{,將整平船抬升出水面主要是為了減少海面波浪對船體的影響,,保障50米水深條件下碎石鋪設的高精度,。
“接下來才是重頭戲?!崩罴伊终f,,“整平船旁邊是它的‘好幫手’運料船和供料回填船,它們將承擔供料的任務,,這一步完成之后整平船才正式開始碎石鋪設作業(yè),。碎石基床鋪設完成后,整平船測控系統(tǒng)會進行碎石基礎成型檢測,,確保碎石鋪設的工程質量,。每個船位整平完成驗收合格后,整平船又會重新下降入水,、提升樁腿,、移位,進行下一個船位的整平作業(yè),?!?/p>
即將服役世界級“超級工程”
“一航津平2”即將服役的深中通道,是繼港珠澳大橋之后的又一超級工程,。
深中通道連接珠江東西岸,,是承接粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)轉移打造的交通大動脈。作為世界級超大型“橋,、島,、隧、地下互通”集群工程,,該工程的海底沉管隧道長約6.8公里,,為雙向八車道超寬鋼殼混凝土沉管隧道,,具有“超寬、變寬,、深埋、回淤量大,、挖砂坑區(qū)域地層穩(wěn)定性差”五大技術難點,,工程規(guī)模和技術難度前所未有。
以往整平作業(yè)大多都在30米或者40米深的水下操作,,而深中通道的整平作業(yè)則需要在50米深的水下操作,,“一航津平2”樁腿總長75米,可根據(jù)水深工況環(huán)境接長至95米,,樁腿越長,,對樁腿控制、參數(shù)測量,、異常情況監(jiān)測以及施工經(jīng)驗的要求就越高,。
“你可別小看這小小的10多米,它的變化就好比在自行車輪子下又加了一個輪子,,一下子從騎車變成耍雜技了,。”中交一航局科學技術部總經(jīng)理李增軍介紹,,為了保證在50米深水下作業(yè),,“一航津平2”樁腿直徑接近3米,是“津平1”的一倍多,,同時監(jiān)控系統(tǒng)將會與施工過程同步,,出現(xiàn)問題后立即就能糾正,保障施工質量,。
相比起來,,寬度的增加給整平作業(yè)帶來的利遠大于弊?!爸灰朔Y構變形的難題以后,,加寬的船體就非常有優(yōu)勢了。它可以使工程速度加快,,加上船上各項設備的運行速度也被提高了,,工期就被大大縮短?!崩钤鲕娬f,。
“一航津平2”可在18小時左右完成一個碎石機床鋪設作業(yè),165米長標準管碎石基床分4個船位可以整平完成,,每個船位作業(yè)時間為18小時,,單個標準管節(jié)基床所需時間約為3—4天,,與之相比,“津平1”在港珠澳大橋沉管施工時,,180米長標準管碎石基床則需要分7個船位整平完成,,耗時7到12天。
速度快了,,隨之帶來的是精度的提高,。“耗時越短,,沉積的淤泥會越少,,最后的工程質量受到的影響就小了?!崩钤鲕娞岬?,他們還使用GPS進行靜態(tài)測量,解決了動態(tài)測量帶來的精度差的問題,,動態(tài)部分則使用光學儀器進行測量,,最終將整平精度控制在正負40毫米以內。
船舶“大腦”突破封鎖自主可控
除了硬件外,,上海振華重工還成功突破國外技術封鎖,,實現(xiàn)了施工管理系統(tǒng)的國產(chǎn)化。
此前“津平1”服役港珠澳大橋島隧工程時,,其核心的施工管理系統(tǒng)引進自日本,,中方不僅需要高價引進,還處處受到掣肘,。
李家林回憶:“當系統(tǒng)第一次出現(xiàn)問題時,,我們甚至還需要背著電腦到日本去尋求幫助,后來第二次出現(xiàn)了問題后,,我們又立即購買衛(wèi)星電話聯(lián)系日方,。有時日方的工作人員來進行一些基礎檢修,還會在一些關鍵環(huán)節(jié)刻意回避我們,,處處依賴別人的感覺太不好受了,。這幾次經(jīng)歷也讓我們加大了研制國產(chǎn)施工管理系統(tǒng)的決心?!?/p>
到了“一航津平2”,,振華重工終于實現(xiàn)了施工管理系統(tǒng)的國產(chǎn)化。該系統(tǒng)相當于船舶的“大腦”,,擔任作業(yè)的“總指揮”,,包括設備控制、遠程故障診斷,、船舶定位和監(jiān)控等,,協(xié)調各方同時運行,,發(fā)出指令并接受反饋?!叭绻楹_@邊的系統(tǒng)出了問題,,北京的工程師直接就可以在電腦上實現(xiàn)遠程故障診斷和在線修復,以往光是花在交通上的時間就不只一天,?!崩罴伊纸忉屨f。
除了匹敵國外系統(tǒng)的各項性能,,“一航津平2”的施工管理系統(tǒng)還解決了施工操作對系統(tǒng)的影響,周邊環(huán)境對測控精度的影響以及運行速度,、精度等因素間的相互影響這三大業(yè)界難題,。
據(jù)了解,該船于2018年7月開工建造,,歷時5個月完成主船體分段制造和搭載,。后續(xù),該船將進入樁腿安裝和設備調試階段,,預計今年7月抵達深中通道現(xiàn)場進行調試和交付,,接受實際作業(yè)的檢驗。(張曄)
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