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汉江上的“扫地机器人”

发布时间:2022-11-14阅读次数:

扫地机器人是大家非常熟悉的家用电器,它在地板上来回行走,就能把地面清扫干净,受到很多人喜爱。在襄阳市襄阳大道鱼梁洲隧道施工过程中,汉江东汊水域上,也有一台“扫地机器人”。它的出现,拉开了华中地区首条内河沉管隧道基床清淤的序幕。

鱼梁洲隧道由中交二航局承建,是联系襄阳樊城老区与东津新城的主通道。隧道全长5.4公里,采用沉管方案两次下穿汉江,沉管段总长1.01公里。沉管段地层地质复杂,隧道基底主要位于卵石混圆砾、圆砾层上。

2021年,汉江流域降水异常,河南、山西等地的多场特大暴雨,导致汉江及其支流上游汛情十分严峻——5次上游大流量泄洪、3次封航停工、大量漂浮物聚集,使得处于汉江中游的鱼梁洲隧道沉管基槽内淤积了高达1米的泥沙,给施工带来极大困难。

“房屋要建好,基础必打牢!”项目经理孙晓伟强调,“地基处理是整个沉管隧道工程的基础,也是最重要、最复杂的工序之一,必须做到万无一失!”

收到项目部的需求后,中交二航局技术中心立即组织召开讨论会。项目部技术人员也参与进来,成立了专门的研发小组。大家集思广益,清淤方案有了着落,清淤设备的设计也逐渐展开。

清淤设备制造时间是首先考虑的问题。由于处于梅雨汛期,一次降雨或泄洪就会造成铺好的基床上重新堆积淤泥,而下一节沉管等待安装,施工工期极为紧张,必须要在极短时间内完成清淤设备的制作,并尽快投入使用。此前,为防止基床受淤泥影响,一般是在设计基床整平设备时直接集成清淤功能,例如港珠澳大桥的津平1和深中通道津平2整平船。但鱼梁洲沉管隧道施工处于内河汉江,船舶通航受到上下游船闸限制,船宽不能超过22米,船高不能超过10米,为保证整平船能通过内河船闸,研发小组决定直接采用甲板驳作为整平船,没有集成清淤功能。一场与时间赛跑的“抗淤”攻坚战正式打响。

技术中心清淤设备设计负责人冯先导在一次小组会议上提出了一个非常巧妙的办法:“借助于浮栈桥理念,何不采用现场钢管桩围成的浮式清淤架方案,用几个钢管拼成一个大型浮式平台,再在平台上安装清淤装置,可在15天内制造完成。虽然也可以采用大型浮吊船舶作为载体,但重新租赁船舶不仅花费高,还需要较长时间”。这一想法打开了与会人员的思路,大家觉得这种方案可行。此设计成功解决了清淤设备制造时间的问题。

“浮式清淤设备施工的特点可以用两个词形容:方便、高效!”冯先导介绍。

清淤设备创新采用气举清淤方式,利用现场的空压机作为气源,调整空压机送气速度即可调整抽吸力和清淤速度,操作简便易行。在结构上,浮式平台上装有导轨和行走小车,行走小车上方设有电葫芦,用于起吊吸泥设备,行走小车可沿着轨道移动,轨道长度与基槽宽度相匹配,一次行走即可将整个基槽宽度淤泥吸走。此外,为提高清淤效率,采用联排式清淤头,方便插入较深的淤泥清淤,而浮式平台的宽度则做成三垄基床的宽度,即在行走小车上可安装三台吸泥设备,实现一次清淤三垄基床。在控制方式上,采用自动化控制,可一键控制电动卷扬机拉动行走小车来回运动,现场只要一个人就能实现清淤设备的自动清淤。现场试验显示,在保证清淤效果的前提下,每次清淤三垄时间只要30分钟,而传统的整平船或“浮吊+清淤设备”的方式至少要1个小时。

经过现场技术人员连续15天的工作,鱼梁洲隧道E4沉管基床清淤工作圆满完成,沉管顺利精准沉放到位。该装备开创性地采用“浮桩型自浮平台+行走小车+气举联排式清淤头”的环保型基床清淤专用设备,通过行走小车、起升装置、吸泥装置,实现卵石基床垫层顶部高精度、低成本清淤目标。

2022年上半年,项目10节沉管全部安装到位。漂浮在汉江上的“扫地机器人”,用实力引领内河沉管隧道技术创新与施工装备的未来。(李涛)

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