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      1. 海底鋪路 “3D打印機”來幫忙

        2019-05-14 10:21 經濟日報

          我國自主研制的第五代深水整平船“一航津平2”日前在江蘇南通下水,集基準定位、石料輸送、高精度鋪設整平、質量檢測驗收等于一體,從船體設計到建造均實現了國產化,多項性能居國際領先水平

          在海底放一臺“3D打印機”,在水下鋪“路”,這并非是電影里的橋段,而是現實的場景。

          振華重工為中交一航局研制建造的自升平臺式碎石整平船“一航津平2”日前在江蘇南通下水,投產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。“一航津平2”因其鋪設作業的高效率和自動化,被形象地稱為深水碎石鋪設的“3D打印機”。

          中交一航局黨委副書記、總經理由廣君表示,“一航津平2”是我國第五代深水整平船,與“津平1”相比,該船在性能、規格、國產化程度等方面實現了全方位超越,多項性能居國際領先水平。

          該船即將應用于深中通道建設,深中通道連接著珠江東西岸,是為承接粵港澳大灣區產業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,是世界首次使用的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、挖砂坑區域地層穩定性差”五大技術難點,工程規模和技術難度前所未有。

          在海底隧道施工建設中,沉管基礎整平是必不可少的施工工藝,而用于鋪設沉管管節的碎石整平船又是必不可少的核心裝備。此前,振華重工建造的“津平1”服役港珠澳大橋島隧工程,成功填補了國內此類船舶的空白,為國家工程提供了裝備支撐。

          “一航津平2”船體為世界最大,主船體為箱型“回”字結構,整平作業最大水深40米,在不移動船身的情況下,單個船位碎石鋪設整平作業范圍達2500余平方米;整平速度較“津平1”提升了一倍,最高可達每分鐘五米;作業壽命更長,樁腿使用壽命長達2000小時。

          在建造“一航津平2”的過程中,振華重工成功突破了國外技術封鎖,實現了施工管理系統的國產化。該系統相當于船舶的“大腦”,擔任作業的“總指揮”,包括設備控制、遠程故障診斷、船舶定位和監控等,協調各方同時運行,發出指令并接受反饋。

          振華重工項目執行總指揮徐彪告訴經濟日報記者,“一航津平2”集基準定位、石料輸送、高精度鋪設整平、質量檢測驗收等于一體,完全滿足沉管隧道底層碎石鋪設的要求。更重要的是,它從船體設計到建造均實現了國產化。

          據介紹,碎石整平船包括船體、拋石系統和抬升系統三部分。拋石系統是整平船的核心部分,主要由石料輸送設備、拋石整平設備和施工管理系統組成。此次核心裝備自主研發制作給項目團隊帶來了很大的挑戰,項目技術主管劉小亮告訴記者,“‘津平1’從系統到整平設備都是進口的,現在完全由我們自己摸索”。

          整平頭作為拋石系統乃至整船的“核芯”,其制作的精度要求極高。海底作業時,整平頭可能面臨著海水腐蝕、沙石摩擦和水壓等種種困難,這就要求整平頭必須具備耐磨、防腐以及相應的強度,也對其材質及制作提出更高的要求。

          整平頭重約30噸,由固定的主管和可以伸縮的平衡管組成,通過4根平衡油缸共同作用調節平衡管的伸出長度。整平頭的制作精度控制,尤其是主管和平衡管的精度控制是擺在項目團隊面前的首要難題。主管和平衡管都由鋼板卷制,為了控制制作過程中的焊接變形,項目組經過反復研究,進行了二次加工,最終單邊板材的卷制比設計尺寸薄了四至五毫米。

          “一航津平2”在海底平穩站立,必須依靠四根樁腿,而承載樁腿的就是抬升框架。“抬升框架是抱著樁腿的,雖然外露部分只有短短幾米,實則有20米長,貫穿了全船,是整船最主要的核心結構件,也是制約其下水的重大因素。”中交一航局項目監造組技術負責人王明亮說:“抬升框架內部結構極其復雜,施工難度非常高,所有結構件的制造精度均是毫米級,難度可想而知。”

          單根樁腿重達2000噸,為了保證樁腿在抬升過程中的作業強度,耐磨板必不可少。前期設計為了保險起見,圖紙上每個樁腿每層都有12塊耐磨板,分3層,“一根樁腿要焊接36塊耐磨板,密密麻麻的,工作量相當大,當時計劃一個半月到兩個月才能全部完成”。為此,項目團隊經過現場勘查、反復討論交流,最終確定每個樁腿減少到24塊耐磨板,工期壓縮至一個月,方便了施工。

          據了解,“一航津平2”將進入樁腿安裝和設備調試階段,預計7月抵達深中通道現場進行調試和交付,接受實際作業的檢驗。振華重工黨委書記、董事長朱連宇表示,振華重工將精心打造更多施工裝備,為國家基礎設施建設提供裝備支撐。

        責編:樊俊卿
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