【中交一航】筑港者说 | 李一勇：八十载深耕强基础，新领域创新谱新篇 ——对三座跨海通道工程技术创新工作的回顾 ①

中交一航点击上方「」可快速关注深耕基建八十载震撼世界的超级工程背后 一航人奋勇攀登技术巅峰不断破解创新密码值此局庆即将到来之际 “”微信推出《筑港者说》特别栏目 特邀一航各领域专家共话企业发展本期由全国水运工程建造大师 一航局总技术顾问李一勇 讲述三座跨海通道的创新思考（上篇） 八十载深耕强基础，新领域创新谱新篇  ——对三座跨海通道工程技术创新工作的回顾 一航局有着“筑港摇篮”的称号，从历史烽烟中走来，在时代浪潮中前行，已经走过了80年的风雨历程。80年来，我们创造了行业发展的无数个“第一”，也培育了一代代的筑港英才。如 我国的第一个重力式沉箱码头，第一个四十万吨级码头、第一个十万吨级船台、第一个湿法施工的船坞、最大的能源港、最长的跨海沉管隧道…… 这些都铭记着一代代一航人的努力与追求，记载着一航技术人员不畏惧困难，努力创新的成果和业绩。 我们这一代人，有幸赶上了祖国发展的好时机，作为一名一航人，更有幸参与和见证了改革开放后国家的发展和企业的壮大。我们个人也在这一过程中成长为有经验、有见识的合格工程技术人员。 一航局从成立之初就肩负着国家和行业的发展使命。筑港前辈们不断努力，克服了无数困难，建立了完整的企业文化体系、施工管理体系及技术创新体系。从港口建设、船坞建设、航道治理等多方面形成了完整施工工艺和施工技术，并在此基础上完成了企业的技术创新和技术标准，有些也成为了行业的工法和标准。这些工作都为行业的发展做出了应有的贡献，也为国家的经济发展起到了应有的支撑和促进作用。 进入21世纪后，随着国家经济发展需求和市场竞争的变化，一航局积极努力开发新市场，先后进入了铁路和跨海通道等建设市场。在这个历史机遇下，本人也有幸成为港珠澳大桥、深中通道和大连湾海底隧道这三大工程施工建设的策划人、参与人和见证人。 经过近二十年的努力和创新，一航人不辱使命、努力拼搏、勇于创新，终于成功地完成这三大跨海通道工程建设。从总的情况来看，顺利完成三项工程的前提条件是一航局有着几十年的水运工程经验，有着丰富海上作业经验的员工和各种水上施工装备，再加上对新项目的超前研发和创新投入，才使得我们的创新能力和施工能力得以持续提高，进而获得了适应新市场的核心装备和核心技术，扩大了市场影响力，也为企业在我国跨海沉管隧道建设领域的技术进步和创新做出了应有的贡献。 借此机会，我简单介绍一下一航局在三大工程中研发工作的背景和成果，也回忆一下和团队同志们的合作和努力。 一、关于三大工程技术创新过程的回顾 （一）港珠澳大桥岛隧工程的主要创新成果 1.深水整平装备和技术的研发 深水整平无人化、机械化、信息化，是水工工程人员一直以来的梦想和目标。上世纪80年代起，二公司就已开始研究整平机械，本世纪初一航局又申请了交通部立项，完成了水深30米条件下深水整平船的研发，获得了一航局第一个国家专利金奖。在这些条件的前提下，港珠澳大桥施工前期，我们又顺利获得了国家科技支撑计划的整平船研发课题。 经过几年的创新努力，我们完成了水深50米条件下平台式整平船装备和技术的研发，并很好地完成了港珠澳大桥沉管隧道近30万平米基础的整平，整平精度达到4厘米以内，实现了整平作业的无人化、机械化、信息化、自动化。该整平船的设备研发，获得了中国水运建设行业协会科技进步特等奖。 2.液压锤夯平装备和工艺的研发 港珠澳大桥沉管基础夯平工序是国内外类似工程少有的，当时一航局主动请战，领下任务。但如何在外海条件下实现6000米长、55米宽的基础夯平并满足工序和工期要求，非常困难。如果使用传统的港工重锤夯实工艺，相当于近乎30公里长万吨级码头的基础夯平。如何在外海风大浪高，且仅有3年建设时间的条件下，保质保量保工期地完成基础夯平施工？答案只有创新工艺，提高工效。 研发中遇到的第一个问题就是夯实控制标准。传统港工是用夯击能和夯次来控制夯实过程的，而我们当时选用液压锤夯实的控制指标和锤夯的夯击能没有必然联系。最后经过研发和决策，决定采用类似爆夯的夯沉率指标来控制基床夯实工序。 通过几项工程的验证证明，液压锤夯实工艺一次夯实面积达20平方米，较传统重锤夯实工艺提高工效近20倍，并通过采用GPS或北斗卫星控制落点，提高了夯实质量，避免了漏夯情况的发生。 第二个问题是由于抛石基床不平，夯板在夯击过程产生侧滑，不能保证夯点的固定和垂直夯实，后来我们提出了夯板下焊接一定数量夯棒来实现夯点的固定和垂直夯实。经过现场验证，这个措施圆满地解决了上述问题。液压夯平船的工艺，为水运工程的施工技术创新提供了成功范例，该项目获得中国水运建设行业协会科技进步二等奖。 3.大直径钢圆筒打设及8锤联动锤组装备和工艺的研发 当港珠澳项目提出采用大直径钢圆筒作为人工岛岸壁结构后，采用何种施工方式来施打直径22米的大直径钢圆筒成为新的课题。为了更好地优化施打方案，我们组织了国际上四家液压锤生产厂家对大直径钢圆筒打设方案和费用进行了三轮竞标，最终选定了生产厂家，并严格论证优化了锤组的各项指标参数。 在大直径钢圆筒的打设施工监测上，港研院研发了监测软件，完成了锤组施打过程的完美监测。监测过程可以对大直径钢圆筒进行四个自由度的监测，实现过程的高精度数字化控制，圆筒倾斜精度控制可达1/1000，打设过程实现了硬件和软件完美结合，在国际上首次实现采用8锤联动进行大直径钢圆筒打设施工。该项目获得美国打桩承包商协会2012年工程项目奖，获得中国航海学会科学技术特等奖、中国水运建设行业协会科技进步一等奖。 （二）港珠澳大桥CB03标段的主要创新成果 1.墩柱基础的桩基施工 港珠澳大桥桥梁工程首次采用全预制埋置式墩台整体吊装方案，为实现墩台与桩基础的“装配化”连接，要求沉桩的泥下设计标高处平面偏差小于100毫米、垂直度小于1/250，沉桩精度要求远高于现行国家标准。考虑到传统沉桩工艺很难达到要求，桩基施工团队研发了具备高精度纠偏功能的移动导向架吊打沉桩工艺。 导向架载体选择稳定性高的“天威号”700吨全回转起重船，进行改装形成定位船；并研发了定位系统，实现多目标群桩同步定位功能，通过不同高度扫描的桩心坐标，实现钢管桩倾斜度的高精度监测。 本工程408根钢管桩，最大桩长87.7米，全部采用移动导向架沉桩施工工艺施工，合格率达100%，为后续嵌岩灌注桩和埋置式墩台安装施工奠定基础。 2.全预制的干法装配式桥墩 在港珠澳大桥工程之前，一航局曾在上海长江隧桥和杭州湾大桥工程中承担了装配式湿法接头桥墩的预制和安装施工。全预制的干法接头的装配式桥墩，比湿法施工难度要大很多，尤其是对接面的预制精度要求非常高。另外，预制后如何运到现场，也需要认真研究和计算才能通过方案审查。 桥墩预制施工中，技术人员通过车床加工刚性模板板面，使预制段底面和顶面的平面误差达到毫米级，解决了对接安装精度要求。采用车床加工模板板面，这在一航局也是第一次。 预制完成后需要使用专用船舶将墩柱运到现场安装。对于使用半潜驳运输几千吨沉箱， 我局 还是有信心的，但用半潜驳运送重达两三千吨、高达十几米的墩柱、运送距离达55海里，难度还是很大的。为了解决运输的安全问题，施工团队和天津大学力学计算团队共同合作，计算了各种海况作用下的受力情况，并完善了拖运加固方案，最终圆满完成了113个墩柱的安全运送（总运输里程达6000海里以上）。 3.预制墩柱的现场安装 按设计要求，预制墩柱安装需要在墩柱上安装围柃，并将墩柱预留孔在水下和打入桩进行对接。考虑到水下施工止水和加固的难度，最后提出了使用大直径钢圆筒代替围柃，然后抽干围柃中的水，实现墩柱对接、剪力键焊接及固接混凝土的浇注都在无水条件下施工，真正保证全部施工过程的质量并提高了工效，工期相比其他标段提前了一年。 大直径钢圆筒的使用效率达到了每个筒打拔8次，既加快了施工效率、保证了施工质量，又降低了施工成本。该施工技术方法是国际上首次使用，获得了交通部专家很高评价，也获评中国水运建设行业协会科技进步二等奖。（未完待续） 素  材 | 科学技术部 责  编 | 黄   宁 校  核 | 潘祚声 转载请注明出处