——離岸深水港建設關鍵技術研究與工程應用項目創(chuàng)新發(fā)展紀實之三

　　“離岸深水港建設關鍵技術”在基礎理論突破的基礎上，還研發(fā)了一批適合外海施工的工藝和裝備，使中國水工建設在實踐中得以順利進行，將深海筑港的構想變成現實。

　　國際首創(chuàng)深水拋石整平技術

　　拋石基床整平就是鮮活的例證之一。作為直接制約著總工期的關鍵工序，將拋撒于海底的石塊整理成為平齊的基床，此前基本依賴潛水員水下人工操作，施工效率極低，傳統(tǒng)的測量方法在外海深水條件下也已經不再適用，潛水員人工整平工藝更由于風險增加而不得不拋棄。

　　一種集拋石和整平于一體的機械化整平方法成為當務之急，而靈感往往就來源于一念之間。

　　子課題負責人、中交第一航務工程局李一勇總工程師指出，“定點定量拋石”是創(chuàng)新的整平施工理念。“經驗告訴我們，在水下拋石體上進行石料的切削和推移是非常困難的，因此，我們從一開始就摒棄了推平或刮平等整平方式，而是力圖實現拋平，哪兒缺石頭往哪兒拋、缺多少拋多少，也就是定點定量拋石。”

　　這顆種子最終孕育成國際首創(chuàng)深水拋石整平船技術。中交第一航務工程局技術質量部副經理李增軍說：“我們攻克了離岸深水港深水拋石基床整平關鍵技術，研制出供料母船和水下整平機分離的可適用于水深40米以上的深水拋石整平船，增加了可利用水上作業(yè)天數，比傳統(tǒng)工藝提高工效2.5倍以上，降低成本40%以上。”

　　如今，深水拋石整平船已在青島港董家口港區(qū)、煙臺西港礦石碼頭工程等多項工程中應用，累計整平面積6萬多平方米，創(chuàng)造了可觀的社會經濟效益。

　　被“逼出來”的水下擠密砂樁技術

　　除了基床整平，另外一個不得不說的自主創(chuàng)新故事，便是洋山港建設過程中，被“逼出來”的水下擠密砂樁技術。

　　“水下擠密砂樁作為軟土地基的加固手段，在國際上有著成熟的應用，主要是日本和韓國。最初，我們也是想引進他們的全套施工設備和工藝。”子課題負責人、中交第三航務工程局副總工程師尹海卿說。

　　然而，中方的意愿，對方以技術封鎖作為回答。他們把與擠密砂樁相關的設施進行了破壞，把自動化控制網絡拆除，軟件進行了卸載和粉碎性加密。

　　這種情況下，中國人只能進行自我創(chuàng)新。從2004年開始研究，中方成功開發(fā)出遠程的GPS定位系統(tǒng)，空氣壓力控制系統(tǒng)，砂料的計量輸送系統(tǒng)，端部結構以及施工管理軟件等，并研發(fā)出第一代擠密砂樁船及成套施工工藝。

　　2008年，洋山深水港第一次成功采用中國人自己的擠密砂樁作為軟土地基的加固手段，后來，又推廣到港珠澳大橋人工島的初步設計中。

　　長距離吹送海底淤泥實現填海造陸

　　隨著施工地點與海岸的距離越來越遠，如何把海底泥漿繼續(xù)平穩(wěn)、高效地輸送至陸地？

　　中交上海航道局有限公司的法寶便是超長排距大型絞吸船與接力泵船串聯(lián)施工技術。他們研制管道直徑、海上排距和生產能力為世界之最的全封閉管道泥漿清潔輸送系統(tǒng)，海上排距達21公里。成功應用于天津臨港工業(yè)區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)圍海造地工程，累計吹填方量2228萬立方米，降低成本35%以上。

　　該成套工藝已形成國家級一級工法，現已經成功應用于天津臨港工業(yè)區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)圍海造地工程等多項工程建設，目前正在連云港30萬噸級航道工程建設中推廣應用，不久還將在唐山港曹妃甸港區(qū)三港池航道工程推廣應用。

　　淤泥吹送上來之后，下一步便是填海造地。但是，“稀泥湯”狀的超軟土吹填場要在短期內變?yōu)榻ㄔO用地，傳統(tǒng)自然晾曬等方法的工期長達2年以上，根本無法滿足快速建港的需求。

　　深海軟土遠距離吹送問題解決了，深厚復雜淤泥混砂地基快速加固難題又呈現出來。好在中交天津港灣工程研究院和中交四航研究院聯(lián)合承擔的“大面積超軟黏土地基處理技術研究”課題組通過攻關，開發(fā)出了自密封真空預壓加固軟基技術、真空預壓聯(lián)合強夯加固軟基技術、真空預壓聯(lián)合電滲法快速加固疏浚吹填土地基技術、淺表層快速加固成套技術、超軟弱淤泥化學加固方法等一系列大面積超軟黏土地基處理方法，克服了超軟黏土地基上施工遇到的諸多難題，解決吹填造陸施工的后顧之憂。

　　中交四航研究院院長董志良指出，為快速加固深厚復雜淤泥混砂地基，他們還開發(fā)了深井降水聯(lián)合強夯軟基加固技術，并形成了交通運輸部一級施工工法，經該工法加固后土體強度可提高2—3倍，已累計應用超過10萬平方米的基礎處理。

　　研制創(chuàng)新材料：讓混凝土結構壽命更長

　　海水腐蝕環(huán)境嚴酷，海水中的氯離子滲透侵蝕鋼筋，引起鋼筋銹蝕膨脹，導致結構過早開裂、結構物損毀甚至突然坍塌，直接威脅建筑物的安全使用。

　　針對海工混凝土結構耐久性影響因素多、失效過程長的特點，中國交通建設股份有限公司和中交四航研究院，通過產學研聯(lián)合攻關，掌握了海水環(huán)境混凝土劣化損傷規(guī)律，創(chuàng)立了海工混凝土結構耐久性設計，新建工程綜合防護和已建工程維護維修三大技術體系，形成了集理論、方法及設計、施工、材料和檢測技術于一體的海工混凝土結構耐久性成套技術。

　　子課題負責人、水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院陸采榮副所長指出，針對離岸深水港建設在混凝土澆筑、養(yǎng)護和質量控制等方面提出的更高要求和應用難點，研究解決了在困難條件下港工混凝土的快速施工、養(yǎng)護和抗裂等技術難題。

　　針對外海施工的特性，提出了港工自密實自保水養(yǎng)護抗裂型耐久混凝土成套專用技術，改善了海洋環(huán)境條件下鋼筋混凝土的抗裂性能，提高了抗侵蝕能力，顯著縮短了混凝土現場澆筑和養(yǎng)護時間，大大提高了外海工作效率。“我們研發(fā)的抗裂高耐久混凝土不僅應用于離岸深水港的建設，還推廣應用到跨海橋隧、島礁開發(fā)等工程項目中。”南科院梅國興主任說。

        （本文章摘自4月17日《科技日報》）