创新成果候选 首页 >> 工程装备 >>  创新成果候选

疏浚挖掘与输送关键技术实验平台研制及应用

时间:2017-10-30 点击:



申报单位:河海大学

合作单位:中交天津航道局有限公司

主要完成人:倪福生、刘瑞祥、顾磊、王力威、蒋爽

项目起止时间:2007-08-01至2015-12-31

项目性质和主要来源:企业自选项目

获奖情况:20173月,通过了中国水运建设行业协会的鉴定。鉴定结论为:“该成果总体上达到了国际先进水平,其中,疏浚输送实验平台达到了国际领先水平。”

项目简介及创新要点:本项目属于机械设计、电气工程、自动化控制与疏浚技术相互融合的交叉科学技术领域。

根据交通部制定的发展规划,到2020年我国沿海港口的吞吐能力将达到44亿吨。在大量港口、航道建设维护,吹填造陆工程等市场需求推动下,中国疏浚业已从本世纪初年疏浚能力2.65亿立方米,提升到年疏浚10亿立方米。然而与疏浚业发达国家相比,我国疏浚行业依然存在“技术装备研发晚、投入少,整体效率低下;成本和能耗高,疏浚土资源利用率低;基础研究和应用研究尚未形成体系;专业人才紧缺,自主创新能力较弱,核心技术仍需依靠引进”等诸多弊端。

疏浚技术作为一门工程技术,很大程度上依赖于实验技术的进步。国外如荷兰、比利时等国家,在上世纪七八十年代,已经有了不同比尺的疏浚技术实验平台,而我国现有的疏浚实验室多以小比尺、单一模型试验为主。因此迫切需要尺度大、功率大、综合性强的实验研究基地,为疏浚机理研究、疏浚设备机具开发、疏浚工艺优化研究,提供接近工程化实验环境的硬件平台,从而促进疏浚施工从高能耗、低产出、粗放型的初级阶段向高效、精细化施工的高级阶段转变。

本项目在企业科技计划项目支持下,天航局与河海大学联合攻关,研究确定了接近工程化的主尺度,并从疏浚挖掘与输送关键技术研发需求出发,先后突破了挖掘实验装置、挖掘实验环境、输送实验系统、挖掘及输送高精度测量系统、挖掘及输送控制系统和实验基地总体设计等诸多难点,成功研制了大比尺、长距离输送实验平台和水下岩土挖掘实验平台,开创了大比尺、高精度室内疏浚技术实验的先河,在疏浚技术研发手段上取得重大进展,实现了工程化实验研究平台从无到有的突破。已获授权发明专利11件,实用新型专利7件,发表论文20余篇。

平台建成以来,陆续承担了大颗粒砾石输送试验、混凝土切削科研试验等多项科研任务,研究成果成功应用于天津南港、大连太平湾、马来西亚碧桂园、葫芦岛绥中港和河北黄骅港等疏浚工程,为企业创造产值约1.6亿元,经济和社会效益显著,应用前景广泛。

经济效益:疏浚挖掘与输送实验平台包括了泥泵与管道水力输送实验平台和疏浚土挖掘实验平台,近些年在这两个平台的上开展了多项岩土水力输送实验和疏浚土挖掘实验,研究了多项水力输送、挖掘关键技术,以此为基础提出了优化现场施工工艺方案,研发了多款新型挖泥机具,在多项工程中得到了应用,创造了巨大的经济效益。其中,挖掘机具及疏浚工艺实验平台项目成果新增效益11598万元,泥泵及管路输送实验平台项目成果新增效益4100万元,合计约1.6亿元。

社会效益:

(1)现场实验存在边界条件难以控制、实验工况复杂多变、经济成本高、安全风险大、干扰正常施工等诸多不利因素,而实验平台为疏浚装备和技术研究提供了接近工程化的验证环境,经济成本低,安全风险小,不影响施工生产。特别是在实验室环境下,实验的边界条件易于控制,实验工况可以多次重复,从而为研究特定参数变化规律,提供了硬件条件。

(2)面向市场,以生产应用、创造效益、提升企业核心竞争力为根本目的,研究疏浚关键设备、机具、疏浚关键工艺的工程化应用方法、成果转化推广应用的技术途径,降低对国外疏浚关键设备技术的依赖程度。

(3)以国家、行业的战略需求为目标,以技术集成创新为核心,持续不断地为疏浚行业及社会提供工程化技术成果,为疏浚行业和相关领域的发展提供信息和决策咨询服务,引领行业技术进步。