“一航津平2”来了,海底便有了“路”

2019-07-31 07:35
发明与创新·大科技 2019年5期
关键词:整平深水铺设

近日,由中交一航局研发、上海振华重工建造的自升式碎石铺设整平船“一航津平2”在南通下水。作为世界最大、最先进的自升式碎石铺设整平船,“一航津平2”投产后将进一步巩固我国在海底隧道基础施工领域的世界领先地位。

深水碎石铺设的“3D打印机”

在海底隧道施工建设中,沉管基础整平是必不可少的施工工艺,碎石整平船则是基础整平不可或缺的核心装备。自20世纪90年代起,我国港口建设逐步向深水化、大型化方向迈进。此次下水的“一航津平2”为我国碎石整平领域的第五代核心装备。

“一航津平2”主船体为箱型“回”字结构,船长98.7米,宽66.3米,相当于一个足球场大小;型深6.5米,桩腿总长75米,可根据水深工况环境接长至95米,铺设整平作业最大水深50米,每4个船位即可完成单个沉管管节抛石整平作业;经“一航津平2”高精度整平后,沉管隧道的连接可以做到滴水不漏;其作业速度也是全球最快的,一次整平的最大范围可以达到2500平方米,相当于6个标准篮球场的面积。因铺设作业的高效率和自动化,所以该船被誉为深水碎石铺设的“3D打印机”。

预计今年7月,“一航津平2”将服役继港珠澳大桥之后的又一超级工程——深中通道。作为世界级超大型“桥、岛、隧、地下互通”集群工程,深中通道的海底沉管隧道长约6.8千米,为双向八车道超宽钢壳混凝土沉管隧道,具有“超宽、变宽、深埋、回淤量大、挖砂坑区域地层稳定性差”五大技术难点,工程规模和技术难度前所未有。

“津平1”的升級版

与港珠澳大桥深水整平的功勋船舶“津平1”相比,“一航津平2”在性能、规格、国产化程度等方面均实现超越,多项性能位居国际领先水平:该船铺设范围更广,整平效率更高,整平速度较“津平1”提升了1倍,最高可达每分钟5米;作业寿命更长,桩腿使用寿命长达2000小时。

中交一航局科学技术部总经理李增军介绍,为了保证在50米深水下作业,“一航津平2”桩腿直径接近3米,是“津平1”的1倍多。另外,加宽的船体也使工程速度大大加快,加上船上各项设备的运行速度也被提高了,工期被大大缩短。“一航津平2”可在18小时左右完成一个碎石机床铺设作业,165米长标准管碎石基床分4个船位可以整平完成 ,每个船位作业时间为18小时,单个标准管节基床所需时间为3~4天,与之相比,“津平1”在港珠澳大桥沉管施工时,180米长标准管碎石基床则需要分7个船位整平完成,耗时7~12天。

速度快了,精度也提高了。“耗时越短,沉积的淤泥会越少,最后的工程质量受到的影响就小了。”李增军介绍,他们还使用GPS(全球定位系统)进行静态测量,解决了动态测量带来的精度差的问题,动态部分则使用光学仪器进行测量,最终将整平精度控制在正负40毫米以内。

在具有船舶“大脑”之称的施工管理系统方面,与引进自日本施工管理系统的“津平1”不同,“一航津平2”已完全实现了施工管理系统的国产化,可自主进行作业的“指挥”,包括设备控制、远程故障诊断、船舶定位和监控等,协调各方同时运行,发出指令并接受反馈。除了匹敌国外系统的各项性能,“一航津平2”的施工管理系统还解决了施工操作对系统的影响,周边环境对测控精度的影响,运行速度、精度等因素间的相互影响这三大业界难题。(本刊综合)

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