
在小洋山北作业区西侧,一道绵延2300米的海上长城正在拔海而起。这就是西防波堤工程——由中交三航局承建的小洋山北作业区的“海上守护神”,由110组桶式基础结构排列组成,自西向东如同一列列钢铁巨人并肩矗立,为港区抵御外海的惊涛骇浪。作为国内首次将桶式基础结构应用于外海深水无掩护水域防波堤的工程,西防波堤的质量管理,从一开始就注定要走一条前人未走过的路。

外海无掩护海域,浪高流急,地质软硬交错,有效作业窗口期不足全年三分之一。要把单桶最重达5000多吨、高40米的“大圆桶”稳稳安放在深海之中,没有任何先例可循,没有任何工艺可依。项目团队的选择是:用数据说话,用试验铺路。联动中交集团工程结构重点实验室康桥试验基地,开展1:10海域模型试验,历时60余天,模拟近百次极端海况下拖带、定位和负压下沉等工况的大圆桶姿态,最终创新采用借助大圆桶自身浮力、大型船舶助浮的技术,依托精确数值计算与1:10室内模型试验,精准标定稳性临界点,制定分阶段动态吊力施加策略——仅需施加400吨辅助吊力,仅占基础自重的7.3%,即可将稳性储备提升至安全阈值。这一“起重船吊力增稳工艺”,消除了浮运倾覆风险,实现了技术可行性。

桶式基础结构的安装,核心在于“沉贯”二字——通过抽取桶内空气和水,利用负压让数千吨的桶体平稳刺入海床。这一过程对负压控制精度要求极高,差之毫厘,桶体就可能倾斜、导致沉贯困难、甚至超高。针对外海水文环境复杂多变,项目团队开发了沉贯系统平台,设计了自动调节舱室的气压、实时跟踪吊力、倾斜度监测等12项指标。针对海外沉贯装备技术垄断、传统船组操控精度不足的问题,专项攻坚历经5轮迭代,优化升级沉贯系统,实现人工操控向自动化精准沉贯转型。
施工区域海域最高流速可达2.7米/秒,相当于人骑自行车9公里/小时的正常时速。如何精准利用有限的可作业窗口期,在外海高流速下高效作业?项目团队引入海流实时监控系统,编制潮差数据分析表,实现施工数据可视化;精准研判小时级海流数据,最大化盘活海上作业窗口,将单桶安装时长由工程初期的72小时压缩至36小时,作业效率翻倍,创下三个月安装35个桶体的施工纪录。截至目前,西防波堤累计完成110个桶体安装,筑成2.3公里外海挡浪防线。
110个桶体,110种工况。海底地形不同、海流条件不同、地质软硬不同,决定了每一个桶体的安装都不能“一刀切”。项目团队坚持一域精测、一桶微调、全程适配的施工原则,结合每一处点位的勘测数据优化工序细节,同步落实专项技术交底,让施工人员精准掌握不同区域的参数标准、操作要点与管控重点,实现施工工艺与现场工况的精准匹配。
在大洋山岛上,中交三航局为小洋山北作业区“量身定制”了集“大圆桶”预制、运输一体化的综合性生产基地。该基地总占地约10.08万平方米,共布设2条生产线。基地建立质量标准库,实现验收、整改、数据分析一体化管理。从预制场的每一方混凝土浇筑,到运输途中的每一次气象监控,再到现场安装的每一个数据采集,质量管控贯穿“制、运、安”全链条。
桶体沉放过程中,实时监控各项数据,对桶体倾斜姿态进行严格控制,做到及时纠偏。交底、检查、纠偏、验收——质量全过程闭环管理,让每一个桶体都成为放心工程、精品工程。配套形成深水桶式基础安装关键技术及授权专利15项,完全打通深水桶式基础标准化施工路径,形成可复制、可落地的成熟水工工艺。
从72小时到36小时的工效飞跃,从人工经验操控到自动化精准施工的技术升级,从固化工艺施工到数据化动态微调的工序升级,西防波堤工程始终秉持创新筑堤、精工质造的建设理念,以精准测算抢抓施工窗口、以细微调优适配复杂工况、以厘米标准严控工程质量,深耕每一处施工细节、打磨每一项建设工序。如今,这条2300米的海上长城巍然屹立于东海之滨,为国内外海深水水工工程高质量发展树立标杆、筑牢样板。(中交三航局 陈元坤)
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