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深水大流速复杂环境条件航道整治工程成套技术及装备研发

时间:2017-10-29 点击:



申报单位:中交第一航务工程局有限公司

合作单位:中交一航局第二工程有限公司、中交天津港湾工程研究院有限公司

主要完成人:李一勇、刘德进、岳铭滨、曲俐俐、冯海暴

项目起止时间:2012-08-27至2017-03-31

项目性质和主要来源:由企业立项

获奖情况:

 1.子课题“长江深水航道整治一期工程施工成套技术及装备研发与应用”获得2015年中国航海学会科技进步一等奖

2.子课题“长江深水航道整治工程恶劣工况铺排技术与深水铺排设备研发及应用”获得2015年度山东省科技进步二等奖

3.子课题“长江南京以下深水航道整治一期工程深水铺排关键技术与设备研发应用”获得2014年度中国水运协会科技进步二等奖

4.子课题“深水大流速定点抛填施工技术及装备研发与应用”获得中国交建2017年度科技进步二等奖

项目简介及创新要点:“深水大流速航道整治工程成套技术及装备研发”由中交第一航务工程局有限公司(国家级企业技术中心)和中交一航局第二工程有限公司(山东省企业技术中心)等多家单位联合完成,研发依托于国家黄金水道和重点工程—长江南京以下12.5m深水航道整治一期及二期工程。该成果的研发是结合国家“一带一路”发展战略,国内外航道通航船舶的吨位不断加大,海上交通建设对接内河航道建设在逐步向深水化发展的背景,而传统的航道整治技术及装备适应水深均在20m左右,当升级到46m时,现有技术和装备无法作业,也尚无先例。结合长江深水航道工程异常冲刷46m水深和2m/s的复杂工况,开展了46m水深深水铺排技术、粉细砂地质锚泊系统试验研究、46m水深深水铺排船研发、大型半圆体及齿形构件立式预制水下精确安装技术、超短基线软体排深水定位检测系统、生态区软体排试验等十项专题组成了成套技术,实现了超大水深恶劣工况条件下的深水航道整治,并形成了以下创新成果:

1)首次研发建造了国内外第一艘铺排水深最大、铺排速度最快的35m 水深(可扩展至46m)的先进深水铺排船,形成了深水铺排关键技术,可在水深235m 区间、流速2m/s 往复流工况下作业,铺排效率可达1222.2/h,在一期工程施工中,实现了单艘船舶2035m深水条件下7天铺设10块单块长400m排体的最高记录。

2)采用该技术和新型的施工方法,在二期航道整治工程中经过对工况条件核算后,再次创造了46m水深条件下一次性铺设单幅最长642.6m排体的记录。

3)首次开发应用了大型半圆体构件“立式”一次性整体预制、空中翻转快速安装技术,实现了空中翻转功能和预制工艺多样化,解决了“卧式”预制质量通病,降低了成本;

4)国内外首次通过现场实船实体锚实验和研究,得出了粉细砂地质条件下AC-14HYD-14HY-17大抓力锚的抓重比系数,研发了恶劣工况下的深水铺排锚泊体系和调整技术,极大了抛锚、起锚和作业工效,避免了走锚的隐患。

5)采用GPS+声纳技术,开发了超短基线排体水下检测系统,实现了水下铺排实时检测。

6)开发了生态区软体排施工技术和竹竿法、芦苇种植架、水魔方施工新方法和种植技术。

还创新的开发了超长悬挂式排体自动化加工系统、整平船垫板接触式检测系统、无线传输分层沉降监测技术等,解决了恶劣工况深水航道整治的施工和监控技术难题,形成了领先的成套技术与装备。

项目已获授权专利30项,其中发明专利7项、实用新型专利23项;发表论文15篇,国际学术论文3篇,企业标准1部,子课题获交通部一级工法1项。以交通运输部总工程师为组长的鉴定委员会鉴定,一致认为该成果“具有自主知识产权和重大创新突破,成果达到国际先进水平”。

经济效益:该成果成功应用于一期工程及二期工程,产生的经济效益达8.7亿元,其中铺排一项施工节约费用近1122万元,效益显著,资助新技术及装备科研经费近千万。

社会效益:该成果实现了深水航道整治工程35m46m)水深、2m/s流速恶劣工况下航道整治施工,为国内外航道整治工程施工提供了一种先进的施工成套技术和装备,在国际上及同行业中实现了施工质量最好、速度最快、成本最低,是公司在该领域独有的核心竞争力,提高了行业施工质量标准,对推动深水航道整治和国家“黄金水道”建设的科技进步意义重大。该技术的实施提高了作业安全性,拓宽了航道整治的限制条件,使5万吨级海轮可从长江口直达南通港,10万吨级及以上海轮也可乘潮抵达,可推广于远海工程及航海配套工程施工,具有广泛应用前景,提高我国新一代深水航道整治建设等方面的装备、技术的国际竞争力,引领世界航道整治技术的进步。

    该成果是依托国家重点工程—长江南京以下12.5m深水航道一期及二期工程,恶劣工况下大流速(2m/s)、大水深(46m)深水航道整治工程的应用研发,开发了深水铺排技术及装备、锚泊系统、半圆体立式预制空中翻转技术、齿形构件混合堤施工技术、生态区软体排施工技术、无线传输分层沉降监测技术等成套技术,成果主要包括(经国内外科技查新证明):我国乃至世界上第一艘46m水深的深水铺排设备的研发、最大水深的35m深水铺排技术研发,先进的半圆体立式预制空中翻转技术、齿形构件混合堤施工技术、生态区软体排施工技术,我国首次进行的粉细砂地质锚泊系统及最优锚泊系统试验研究及应用、超短基线软体排深水水下定位检测系统设计等研究内容。据科技查新证明该工况下进行铺排作业和深水铺排装备的研发在国内外尚属首次,研发多项成果填补了国内外空白。