在海底沉管隧道施工中,沉管基础整平是必不可少的关键工艺,用于铺设管节的碎石整平船又是必不可少的核心装备。深中通道作为港珠澳大桥后的又一超级工程,沉管施工具有超宽、深埋、回淤量大、挖砂坑区域地层稳定性差等难点,国内原有装备难以满足施工需要。早在港珠澳大桥施工后期,中交集团已着手研发制造更先进的整平装备,“一航津平2”应运而生。
由一航局研发、振华重工建造的“一航津平2”于2018年7月20日开工建造,2019年11月18日完成交付,成为集基准定位、石料输送、高精度铺设整平、质量检测验收功能于一体的世界最大、最先进的自升式碎石铺设整平船。“一航津平2”主船体为箱型“回”字结构,船长98.7米,宽66.3米,相当于一个足球场大小;型深6.5米,桩腿总长75米,可根据水深工况环境接长至95米,铺设整平作业最大水深40米,每4个船位即可完成单个沉管的抛石整平作业。
“一航津平2”要想在海底平稳地站立,必须依靠4根单根重达550吨的桩腿,承载桩腿的抬升框架是“一航津平2”最核心结构件,也是制约“一航津平2”下水的重要因素。抬升框架结构非常复杂,施工难度很高,所有结构件制造精度都是毫米级。为保证焊接质量,振华重工经过无数次试验,最终摸索出一套焊接操作规程,并节省近三分之一的时间。
作为超级工程深中通道的核心装备,该船的设计、建造均实现了国产化,“大块头”里装的是纯正的“中国芯”。
“一航津平2”的功能相当于海底铺路机,通过抛石管精准定位,向海床投入碎石并铺平。由于作业效率和自动化程度高,能解决受海底水流影响在碎石上产生回淤量大的难题,“一航津平2”也被称为深水碎石铺设的“3D打印机”。
与我国首艘自升平台式深水抛石整平船“津平1”相比,“一航津平2”在性能、规格、国产化程度等方面都实现了超越。该船铺设范围更广,在不移动船身的情况下,单个船位碎石铺设整平作业范围达2500平方米,等同于6个标准篮球场;整平效率更高,整平速度较“津平1”提升了一倍,最高可达每分钟5米;作业寿命更长,桩腿使用寿命长达2000小时。
纵观水运工程发展史,抛石基床整平一直是困扰工程建设者的一道难题。自上世纪70年代起,从适用水深20米内的第一代框架式水下整平机,到第二代坐底式抛石整平船首次实现基床整平无潜水作业,再到我国具有自主知识产权的漂浮式深水抛石整平船、世界领先且集定位测量、水下抛石、深水整平、质量检测功能于一体的“津平1”,中交集团研发建造的水下整平技术不断实现自我超越。作为我国碎石整平领域的第五代核心装备,“一航津平2”成为各项技术的集大成者,多项性能位居国际领先水平,实现了碎石整平领域的重大突破。