在距離廣東陽江沙扒鎮(zhèn)海岸線20公里的海域，純凈湛藍(lán)的海水包圍著整片天空。遠(yuǎn)處，白云朵朵點(diǎn)綴在天邊，干凈、皎潔，好似那潔白的雪蓮花。
這里是粵電陽江沙扒海上風(fēng)電場的所在地。一臺(tái)臺(tái)白色風(fēng)車組成的“鋼鐵森林”迎風(fēng)傲立，同蔚藍(lán)的海洋構(gòu)成了一幅多彩的畫卷。而美麗的外衣下也潛藏著諸多危險(xiǎn)：水深、浪高、涌急、臺(tái)風(fēng)頻繁、季風(fēng)期長……
面對(duì)重重困難，2020年中鐵大橋局在施工過程中創(chuàng)造性提出并應(yīng)用植入嵌巖三樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)施工，為項(xiàng)目按期履約奠定了基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)形式在國內(nèi)是首創(chuàng)，其技術(shù)成果——“惡劣海況、復(fù)雜條件下海上風(fēng)電植入嵌巖三樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)植入樁施工技術(shù)”于今年6月榮獲中國施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)工程建造微創(chuàng)新技術(shù)大賽特等獎(jiǎng)，并在近日獲評(píng)中鐵大橋局2021年度科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
趙勇是該課題的主要完成人之一。他告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“你可以把風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)看作是一棵樹，鋼管樁是它的根，導(dǎo)管架則是樹干。”趙勇說，常用于水上樁基施工的作業(yè)平臺(tái)為打入樁式平臺(tái)，這種形式需要經(jīng)過定位（支撐）樁插打、聯(lián)結(jié)系統(tǒng)安裝、上部平臺(tái)鋪設(shè)等工序，最終形成一個(gè)固定平臺(tái)，再通過分解上部平臺(tái)、解除聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、拔出定位（支撐）樁等工序轉(zhuǎn)移到下一個(gè)施工點(diǎn)進(jìn)行倒用，其施工工序多、周期長、占用船機(jī)資源多、經(jīng)濟(jì)成本高。
如何將這口“鍋”打好打牢，成了擺在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面前的第一道難題。
趙勇說，與傳統(tǒng)的工裝平臺(tái)相比，吸力樁式工裝平臺(tái)在結(jié)構(gòu)組成上差別不大，主要由桁架平臺(tái)和支撐系統(tǒng)兩部分組成，鋼管立柱、聯(lián)結(jié)系、導(dǎo)向框、吸力樁、水管路便是它的主“經(jīng)脈”。不同之處在于，吸力樁式工裝平臺(tái)采用“整體制造、運(yùn)輸、安裝、拆除、轉(zhuǎn)運(yùn)”的施工方法，可以說是對(duì)海上作業(yè)平臺(tái)新的定義。
“在新型的工裝平臺(tái)系統(tǒng)方案下，陽江風(fēng)電只需要設(shè)立了7個(gè)工裝平臺(tái)，就可以滿足嵌巖基礎(chǔ)施工需要，其搭設(shè)周期也由原來的6天縮短至1天?！壁w勇說，這種工裝平臺(tái)最大的特色就是踐行了“快速化”施工理念，實(shí)現(xiàn)了裝備化作業(yè)，施工效率高、周轉(zhuǎn)速度快、機(jī)械化程度高，可有效地減少海上作業(yè)時(shí)間、船機(jī)和平臺(tái)投入數(shù)量，既節(jié)省了大量資金成本，又極大提升了基礎(chǔ)施工速度。
“具備同樣特點(diǎn)的還有鋼管樁植入施工技術(shù)?！备翟瘟耍瑯淠静拍軈⑻?。而鋼管樁就是基礎(chǔ)的“根”，只有“根”牢固，海上風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)才有保障。
“普通的芯柱嵌巖樁施工需要先下護(hù)筒、鉆孔、成孔、分節(jié)對(duì)接并下放鋼筋籠，最后進(jìn)行混凝土澆筑。”而植入嵌巖樁猶如“在大海里插筷子”，只需要在成孔后將其整體插入孔內(nèi)，施工過程連貫，簡單高效，可有效保證成樁的垂直度和質(zhì)量?！斑@種基礎(chǔ)形式在國內(nèi)是首創(chuàng)。”
但“筷子”制作容易，想將它準(zhǔn)確插入孔內(nèi)可一點(diǎn)都不簡單。
“鋼管樁的頂部位于海面以下21至25米的位置，海上風(fēng)浪大，海底暗流涌動(dòng)，導(dǎo)管架的安裝難度很大?！壁w勇介紹，單個(gè)導(dǎo)管架的重量超過800噸，在這個(gè)“大家伙”的底部設(shè)置了一個(gè)支腿，需要通過起吊裝置準(zhǔn)確下放插入至鋼管樁內(nèi)，再通過灌漿連接成型。用他的話說，這個(gè)過程就相當(dāng)于在大海里“穿針引線”。
為了保證“針”準(zhǔn)確插入鋼管樁內(nèi)，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新施工管理BIM平臺(tái)與水下攝像相結(jié)合技術(shù)，BIM平臺(tái)成了技術(shù)人員的“大腦”，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管架支腿的坐標(biāo)，攝像頭成了技術(shù)人員的“眼睛”，實(shí)時(shí)觀察鋼管樁與導(dǎo)管架的對(duì)位情況。
技術(shù)先行，譜寫高質(zhì)量工程。目前，該關(guān)鍵技術(shù)拓寬了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式的選擇，為我國近海岸覆蓋層較淺場址或類似工程的嵌巖基礎(chǔ)施工與設(shè)計(jì)提供了可靠的技術(shù)支撐，在海南、廣西近海岸的部分場址能得到進(jìn)一步的推廣和運(yùn)用。以技術(shù)創(chuàng)新減少施工對(duì)海洋的污染，助力國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)建設(shè)及海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為國家“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)智慧“新力量”。
（文中圖片由中鐵大橋局五公司提供）
