近日,2009年交通运输部水运工程质量奖初评会在北京召开。申请参加评选的19家企业无一例外地将“如何运用科技创新提升工程质量”作为重点内容介绍。
振冲施工自动监控系统、海上GPS打桩定位系统、疏浚整平装置……一项项新技术、新装备向与会者展示着科技护航工程质量的威力,更让我们惊奇而自豪的是,这些科技全都是施工企业自主创新的结果。统计数据显示,这些新技术在施工中运用,不但有效保证了质量,还降低了生产成本、缩短了生产周期、增大了安全系数。现摘取其中部分技术详细介绍,希望能对更多施工企业有所启发。
监控系统 让地基坚固看得见
在松软的吹填泥沙上建筑港口,地基处理是影响质量的核心环节。洋山港深水港区三期工程要建在30--40米深的粉细砂地基上,如何才能知道处理后的地基是否达到筑港需要?这曾经是困扰建设者的一项难题。上海港务工程公司自主研发的一项新技术让地基坚固度看得见、摸得着,使这一难题迎刃而解。
这项新技术叫振冲施工自动监控系统。“别看名称拗口,它的威力不容小觑。”上海港务工程公司的许月红告诉记者,近年来,振冲法已被广泛应用于砂土和软土地基的大规模加固处理工程中,但工程质量不易控制和检验。振冲法地基处理自动监控系统可以自动采集振冲施工过程中的深度、时间和电流,记录施工工艺参数,并分析、整理、记录,最终形成能直观反映施工过程和工艺参数的图表。
在振冲施工自动监控系统的帮助下,上海港务工程公司在洋山港三期工程地基处理中实现了16米高的粉细砂无填料振冲处理,不仅保证了工程质量,而且大大节省了成本和工期。
定位系统 让打桩毫厘不差
修建港口码头,牢固、精确得打设桩基是保证工程质量的重中之重。然而,茫茫大海,水流遄急,施工船要定位准确十分困难。因为大海上不可能像陆域那样布设点位众多的测量控制网,而且测量控制点只能是从大陆单侧向外延伸,常规的陆域测量网布设方式根本无法达到码头工程建设所需精度。而这一系列可能影响工程质量的隐患都随着《海上GPS打桩定位系统》的研制成功烟消云散。
《海上GPS打桩定位系统》是中交第一航务工程局自主研发的,该系统能对船体位置与型态进行全方位监测和实时修正定位计算误差,并通过由GPS对桩位坐标的直接测控,达到了较高的精度要求,从根本上攻克了海上打桩的关键技术难题。
一航局二公司项目总工段福安告诉记者,在海南炼化续建项目专用码头建设中,尽管施工现场浪大、流急,海况恶劣,但使用《海上GPS打桩定位系统》的“青铺排3#”船仍可以把打桩精度控制到厘米级。
平整器 让疏浚无沟壑
疏浚工程使用自航耙吸挖泥船容易出现沟壑,造成深沟越挖越深,浅埂始终得不到加深,深深浅浅很不平整。这种情况时常会误导航道水深查勘,导致疏浚工程量加大,或航道达不到设计水深。这被称为疏浚工程的质量通病。
“为了避免垄沟的产生,耙吸挖泥船施工时需分层定深开挖,即施工时按照2.5米左右的厚度分层,控制下耙深度,全面进行开挖。当第一层普遍达到开挖深度后再开始第二层开挖,如此类推,直至开挖到设计标高。这样大大地降低了耙吸挖泥船的施工效率,是以施工效率换取施工质量。”中交广州航道工程局副总工潘永和告诉记者,即便这样如果分层开挖控制不好,还是会产生垄沟。垄沟一旦形成,再用耙吸挖泥船就很难把浅埂或浅点挖除。
潘永和说,为了解决以上难题,广州航道局自行研制改进了“疏浚整平装置”。该装置是通过安装固定于大功率拖轮艉部吊机吊放的海底整平器,其两端边分别通过整平器吊索和整平器拖索连接。结合多波束测深成果,采用DGPS(差分式全球卫星定位系统)定位,拖轮准确地到达浅埂上方水域,接收潮位遥报仪的潮位数据,通过吊机调节整平装置的下方深度,利用拖轮拖力拖带整平装置把浅埂铲除。
记者在效果图上看到,疏浚整平装置的宽度达13—16米,一趟的耙平宽度为耙吸挖泥船耙宽的4—5倍;整平装置的净重达16—20吨,前方带有刀形切削板和导泥板,很容易地将浅埂直接铲起来,泥土导入周围的低洼处,平整海床的同时,省却了用船将泥土运载到别处卸掉的时间和费用,也减少了疏浚弃土对环境的污染。
新技术 让混凝土寿命提两成
混凝土材料是水运工程中广泛应用的工程结构材料,由于混凝土材料与结构的耐久性破坏而导致的经济损失非常巨大。江苏省宿迁市航道管理处针对高性能混凝土的一项研究使混凝土寿命高了20%。
宿迁市航道管理处黄元桂告诉记者,在皂河三线船闸工程建设前期准备时,他们就开展了抗裂耐撞磨高性能混凝土制备技术、性能与应用研究,通过对混凝土原材料的性能评估,优选混凝土主要原材料,采用三掺技术、优化混凝土配合比,变化混凝土的水胶比、含砂率、单位用水量,变化粉煤灰、纤维和外加剂掺量,使混凝土基本性能和长期耐久性得到保证和提高。他们还对船闸重要结构部位混凝土进行工作性、抗裂性、力学性能和长期耐久性研究,船闸混凝土的应用技术要求与质量控制方法研究,从混凝土原材料的质量要求,配合比设计,高性能混凝土制备,到混凝土运输、泵送、浇筑和养护,各个环节的施工技术要求和质量控制方法,提出混凝土的规范性施工方法和适合于船闸混凝土的施工技术要求,大大延长了混凝土寿命。