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全球首艘沉管隧道浮运安装一体船顺利交船
发表日期:2019-9-30 8:59:14 国际船舶网
    9月26日,中船黄埔文冲船舶有限公司为中交一航局建造的深中通道核心装备自航式沉管运输安装一体船“一航津安1”在龙穴厂区顺利交船。这是世界首制集沉管隧道浮运安装于一体的专用船舶,其成功研制标志着我国昂首阔步迈上了建设交通强国的新征程,为新中国成立70周年献礼。

    彰显中国“智”造,实现沉管精准沉放与毫米级对接

    “一航津安1”研发历经3年艰辛,由深中通道管理中心牵头组织,中交一航局提出、上海振华设计、黄埔文冲建造,拥有完全自主知识产权,目前已获得国家专利并申报了国际专利。

    据悉,“一航津安1”是世界上第一艘集沉管浮运、定位、沉放和安装等功能于一体的、具有DP动力定位和循迹功能的专用船。这艘一体船从2018年7月26日开工建造,历经三年研发,克服了从设计到建造过程中的一系列技术难题,填补了相关领域的空白,形成了具有自主知识产权的项目专用技术标准以及成套技术。

    该船由上海振华重工股份有限公司设计,主船体采用双体船船型设计,船长190.4米,船宽75米,型深14.7米,甲板面积相当于两个足球场。该船具备自航功能,左右片体各配备1套9280千瓦主推进系统和4台大功率侧推,主机和侧推的尺寸、功率均创国内同等设备之最。深水静水工况下拖带165米、72000吨标准沉管浮运航速可达5节,同时能够抵抗1.6节横流。运载80000吨级沉管深水静水航速可达5节。满足DP动力定位要求,具有航迹追踪及偏移纠偏功能,在不需要其它船舶协助的情况下,可严格按照设定宽度进行循迹航行。相比传统管节浮运安装方式,可大幅减少浮运航道的疏浚量。另外,该船配备沉管沉放姿态控制系统,可实现沉管水下50米的精准沉放与毫米级对接。

    破解世界难题,推动深中通道实现高质量建设

    “深中通道沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,其断面宽度达46-55.46米,比港珠澳大桥双向六车道钢筋混凝土沉管隧道断面还要宽,单孔跨度超过18米,沉放最大水深达到40米,沉管结构的受力非常复杂,是目前世界上最宽的海底沉管隧道。沉管隧道所处的伶仃洋水道是珠江口最繁忙的黄金水道,沉管的浮运与伶仃洋水道的通航相互影响,通航安全问题面临严峻挑战。”深中通道管理中心主任陈伟乐介绍。

    据了解,港珠澳大桥采用的传统拖轮拖带的骑吊式安装方案,将沉管固定在两艘专用安装船上,通过10艘大马力拖船的拖拽,驶向海底隧道施工现场。而“一航津安1”作为深中通道项目“量身打造”的专用船舶,具有系统集成度高、自动化程度高、安全控制性能高、施工精度高等优势,可有效克服繁忙复杂航路、基槽长距离横拖、深水沉放、复杂风浪流等不利建设条件,不但大大增强了沉管浮运安装能力,保障施工安全,而且极大提高了施工精度和施工效率。

    综合考虑地理位置、地质条件、施工可行性、航道、防台和工期等多因素,距隧址海域50公里的桂山岛预制场,是沉管预制的最佳选择。预制好的沉管要从珠海市桂山岛运送到深圳侧隧址上方进行沉放,一体船将有效化解沉管长距离运输的安全风险和航道疏浚等难题,在沉管运输安装方式上实现系统性革新,“预计可减少沉管拖航航道疏浚挖泥量超千万立方米,同时理论上可做到不封航,极大缩短沉管浮运和航道封航时间,减少随行辅助船舶,这些都将有利于深中通道实现高质量建设。”中交一航局一体船项目经理毕荣君表示。

    “深中通道为了适应超宽、深埋、变宽、大回淤这样的技术特点,国内首次采用、国际首次大规模应用了钢壳混凝土沉管隧道新型结构,项目面临的难题主要是国内全产业链都没有相应工程建设经验和标准,包括没有成熟的设计规范、施工经验、质量验评标准、检测手段和方法等,长距离管节的浮运也没有经验。为此,我们组织设计、施工、科研、装备四位一体产学研结合的攻关模式。历经三年研发,基本上成功攻克了项目乃至行业的“卡脖子”技术难题,形成了具有自主知识产权的钢壳混凝土沉管隧道建设成套技术和中国标准,填补了相关领域的空白,具有显著的经济效益和社会效益。”陈伟乐表示。

    助力深中通道,提高粤港澳大湾区的“硬联通”和“软联通”

    “一航津安1”可同时容纳58人就餐、住宿和办公,配有先进的沉管施工管理系统,集成了沉管姿态控制系统、沉管压载水系统、拉合系统、测量与监控系统及其它所有子系统的数据和信号,并配有远程故障诊断系统,实现了全船动态信息监控,形成了数控化、智能化、可视化的综合控制中心。

    “一航津安1”在沉管运输安装方式上实现了系统性革新:一是实现了单船拖带安装沉管,可连续完成沉管的出坞、浮运及定位安装等施工作业,且施工效率较两艘安装船提升一倍,成本更低;二是该船可满足目前国内所有尺寸沉管的浮运安装,且预留了功能升级空间,最大可将沉管宽度提升至55米;三是在设计、建造及施工管理系统方面均实现了自主研发,实现了外海沉管机械化、自动化浮运安装作业。

    经济发展,交通先行。作为世界级超大型“桥、岛、隧、水下枢纽互通”集群工程,该工程的海底沉管隧道长约6.8公里,是世界首次使用的双向八车道超宽钢壳混凝土沉管隧道,管节体量超过8万吨,工程规模和技术难度前所未有。在海底隧道施工建设中,超大管节的精准安装是沉管隧道建设的重点和难点,“一航津安1”则是沉管运输安装不可或缺的核心装备。

    深中通道是粤港澳大湾区发展蓝图中,交通基础设施工程建设中的重要一笔,是完成珠江口“A”字型交通网络骨架的重要一横,是粤港澳大湾区几何中心的新地标。建成通车后,将有效释放广东当前的区域交通路网压力,推进粤港澳大湾区东西两岸产业互联互通以及各类要素的高效配置,提高粤港澳大湾区的“硬联通”和“软联通”水平,推进大湾区城市群深度融合发展。
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