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矗立在汉江上的钢铁之躯

   来源:   发布时间:2019年11月08日
  湖北襄阳,汉江东汊水域波光粼粼。远远望去,一艘工程船上的巨大抛石管缓慢地由水平状态旋转成垂直状态,拉开了二航局自主研发的浮式高精度沉管基床整平船首次试验的序幕。
  二航局承建的湖北襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段隧道项目,是连接樊城老区与东津新城的城市主通道。“地基处理是整个沉管隧道工程的基础,也是最重要、最复杂的工序之一,必须做到万无一失。”项目副经理冯先导说。为避免沉管基础局部高点,确保底板受力均匀,底板与地基之间设高精度整平的基础垫层作为基床,需要使用整平精度较高的专用船舶进行施工。
  为防止整平设备受不良水域情况影响,传统的整平设备一般采用带有四个桩腿的平台型式,但每次移位需要先收起桩腿再重新定位,严重降低了整平设备施工的效率,浮式高精度沉管基床整平船的建造工作便提上了日程。
  “相较于港珠澳大桥采用长81.8米、宽46米、总重约6500吨的整平设备,只有55米长、15米宽、1000吨总重的浮式高精度沉管基床整平船,显得有点小巫见大巫。”冯先导说,“但由于受内河水利枢纽限高、限宽要求以及整平精度的限制,这艘整平船的建造过程并不轻松。”襄阳沉管隧道施工地位于汉江,施工水域水流稳定、流速较低,但船舶通航受到上下游船闸的限制,船宽不能超过22米,船高不能超过10米。
  考虑到项目实际,二航局技术中心立即组织起了讨论会,项目技术人员也参与进来,成立了专门的研发小组。在大家的集思广益之下,整平船的方案有了着落,设计也逐渐开始展开。
  整平船的高度限制是设计过程中首先考虑的问题。为了实现水下碎石基床整平,整平船上通常会安装一个将石料从船上输送到河底的抛石管,而襄阳沉管施工水域深26米,意味着抛石管的长度必须大于26米才行。如果直接将抛石管竖立在船上势必会增加整个船体的高度,船就无法通过内河船闸。
  此时,整平船设计负责人华晓涛想起了“扛竹竿进城”的寓言故事,“我们可不可以增加一个旋转装置,以自由旋转抛石管,施工时保持垂直,航行时保持水平?”受此启发,整平船研发人员在船上设计了一个旋转装置。该旋转装置采用液压马达驱动,整平试验时将抛石管旋转调节成竖直状态,船舶航行时将抛石管旋转调节成水平状态。这一设计成功解决了整平船的高度问题,使船体可自由通过国内大部分内河船闸。
  “浮式高精度沉管基床整平船施工的特点可以用两个字形容:快、准。”华晓涛介绍。
  高精度浮式基床整平船开创性采用了自动锚泊一键式定位设计,通过在船的四个角上设置四台锚机,锚机的锚缆分别连接在河里的锚桩上,通过锚缆的收缩实现船舶的移动。同时,船体采用了自适应控制,可一键控制四台锚机自动进行收放缆绳,现场只需要一人就可以实现整平船抛石过程中船位的自动移位及精确定位。“船体四周的四台锚机连接在锚桩上,四个方向的锚桩就像四个手持锚缆的大汉,船体想往哪个方向移动,就从哪个锚桩往后拉就可以了。这一切我们都可以通过机器直接操作运行。”华晓涛解释道。
  经过现场试验显示,浮式高精度沉管基床整平船每次短距离移位精度控制在10厘米内,移位时间控制在10分钟内,而传统的整平船移位一次至少需要20-30分钟的时间。自动锚泊一键式定位设计即保证了定位精度,又大大缩短了移船时间,提高了施工效率。
  华晓涛感叹地说:“这艘矗立在汉江之上的‘钢铁之躯’,充分体现了内河沉管隧道的技术创新与施工装备的升级发展。”运行灵活,定位准确,高效节能,高精度浮式基床整平船用数据展现了自己的独一无二,对内河流域的沉管基础垫层铺设施工具有里程碑式意义。