【中交四航局】柔性管道的毫米级沉放

中交四航局六月的红海之滨，烈日炎炎，咸涩的海风拂过沙特吉赞工业城海水冷却项目施工现场。在这里，全球最大直径的高密度聚乙烯管道正缓缓沉入海中，宛如一条巨龙在水中游弋。 由中国港湾承建、四航局负责施工的沙特吉赞工业城海水冷却项目，建设内容包括一期海上高密度聚乙烯取水管及附属设施、陆上泵房、排水渠及回流玻璃钢管道。其中，高密度聚乙烯管道总长度约6.6公里，直径达3.5米，是目前全球范围内已安装的直径最大的海底同类管道。该管道分为S0至S9共10段，核心施工内容的S2至S9段管道，需进行约3公里远、最大水深13米的浮运安装。 “传统‘浮托＋牵引’的出运方案适用于刚性结构管道，但高密度聚乙烯管道属于柔性材质，浮运期间管段姿态难以控制，沉放易引发局部变形。”项目副经理许云飞解释道。 2024年10月，团队通过加固管道结构与增设外部支撑框架来提升浮运稳定性，却仍存在扭曲风险。许云飞提出：“能否实时监测管道的姿态变化，边拖运边修正，或许能解决问题。”此后，项目团队经过多轮实验和论证，自主研发出“长大柔性管道浮运导航与实时监控系统”。该系统在管道上每隔150米设置姿态传感器，实时传输位置数据，并通过集成系统计算，形成实时线型图像。操作人员根据反馈动态调整拖船的牵引角度和力度，确保管道始终保持最佳航行状态，扭曲、形变风险降低90%以上。 然而，当管道顺利“浮稳”后，如何精准且安全地“沉放”又成了新的技术难题。在一次下沉试验中，因缺乏有效控制手段，管道因下沉角度过陡被猛地“拽”入水中，焊接接头承受的拉力急剧上升，险些发生撕裂。 在复核沉放全流程数据后，结合现场复盘分析，项目总工程师王晓东指出：“管道下沉时依靠自身重力速度过快，需要配备‘刹车’系统。”团队初步设想的气囊缓冲方案，受潮汐影响，每日施工窗口期不足6小时。在此情况下，研发一套既能提高气囊使用效率，又能精准控制管道下沉速度和姿态的智能系统尤为关键。 最终，团队优化原有工艺，创新形成“气囊配合牺牲吊带”的三级自动减速方案，一套专为管道下沉设计的“智能刹车系统”应运而生。团队提前为管道注入足量海水，通过精确控制预先设置的气囊充气量，为管道提供预定浮力，确保其下沉至预定位置。其次，操作人员割断牺牲吊带，使预设增长的吊带保持连接气囊与管道，让管道再次缓慢下沉并在水下保持“悬浮”状态。此时，操作人员再逐步释放气囊中的空气，将管节缓缓沉入海底。整个沉放过程中，“智能刹车系统”将管道下沉速度控制在每秒0.3米内，整体下沉精确率高达99%，管道以几乎完美的姿态轻盈落位。 2025年6月，随着项目团队顺利完成S2至S7段管道浮运安装工作，S8至S9管道也即将下水安装。“未来，我们将不断完善这套‘导航+刹车’柔性管道安装技术，推动其在更广阔的海域稳定落地。”王晓东坚定地说道。 ———— / END / ————来源丨中国交建微信公众号