全漂浮整平工艺助力沉管对接
<P>本报通讯员 于振东 王晓辉
<P>9月15日,一航局承建的大连湾海底隧道E9管节顺利对接,安装精度达到毫米级。“毫米级对接的背后离不开项目团队误差不超过4厘米的高精度基床整平。”项目经理王殿文感慨道。
<P>基床整平利用整平船在30米深的海底铺设碎石,形成一道道等高的“S”型碎石垄,确保沉管精确沉放在上面。通常情况下,整平船将四根桩腿插进海底,将船体托出海面作业,确保船身不受海浪影响,以船体平稳度确保沉管基床整平精度。然而,大连湾施工海域礁石遍布,需通过精准爆破炸平水下礁石。这样一来,就导致海底岩石产生大量裂隙,插入其中的桩腿极易受损,受损桩腿荷载过大后还容易侧滑,引发船体下沉,给船体及作业人员带来安全隐患。
<P>在沉管隧道建设筹备期,项目团队便意识到常规整平船工艺的弊端,经过多次深入研讨,大家决定采用全漂浮整平工艺,即不采用桩腿支撑,而是让船体漂浮在海面上开展整平作业。“由于该工艺为国内首创,没有任何经验可循,为验证工艺可行性,我们提前一个多月展开全漂浮整平试验。”王殿文介绍道。
<P>全漂浮整平施工,保证船体稳定是基础,王殿文团队提出采用锚系稳定船身的方法。他们先在图纸上找到下锚最优位置,以保证缆绳的最佳出缆长度和出缆角度,保证受力均衡,使船体更加稳定。但海上风、浪、流等水文气象复杂,瞬息万变,任何一个水文气象条件超限都会影响船体稳定,降低整平精度。因此,在漂浮作业期间,王殿文带领技术团队专门对不同工况下船位稳定性、船体动力响应和自由度等做深入的理论研究,满足最佳整平限制条件,并在船上安装了气象预报系统、船体姿态监测系统,优化了船舶压载调节系统。
<P>在整平过程中,整平船的压载系统是把控整平精度的关键。船员通过实时控制前后左右4个压载舱阀门进排水,保证船体处于水平状态。“当船身向前倾时,便向后舱加水,保持平衡。”王殿文解释道。技术团队还开发出一套整平船体调平综合监视软件,将船舶压载调平系统与实时监测整平船的姿态仪互联互通、数据共享。调载人员只需通过电脑屏幕就能掌握船体姿态,智能调配压载水量,将船体倾斜值始终控制在正负0.08度以内,保证了船体作业期间始终在一个平面上。
<P>整平作业有了稳固的身躯,还要锻造一只灵活的“手臂”。抛石管是一个长约72米的“大长手”,能将石料精准投放至沉管海底基床。为了保证抛石管安全起降,技术团队通过分析抛石管绞车受力结构,将抛石管重量“一分为二”到两侧绞车上,即便单侧发生钢丝绳断裂,另一侧的钢丝绳也能被夹绳板卡在滑轮上,不受断裂影响,解决了抛石管安全起降的难题。
<P>“经过30多天的努力,全漂浮整平试验圆满成功,巧妙化解了岩基插桩风险,还填补了多项国内技术空白。”王殿文自豪地说道。