“接到公司今年001號調度令通知，4月10日咱要調往煙臺裕龍島排水管涵工程。”站在“砂樁1”甲板上，船長匡啟升對大家說道。“自從有了這艘船，現在這活兒一個接一個，心里真高興啊。”大車王善春笑道。“那是，誰讓這艘船渾身都是專利呢！”匡啟生自豪說道。
水下基床整平是碼頭、海底沉管隧道等水工工程建設的重要工序，以便沉箱或沉管平穩安全著陸。現有的整平裝備一般都是為解決大型工程技術問題建造，設備龐大、調遣困難、適用性窄。常規碼頭建設依然采用人工整平，質量、效率與安全都難以保證。碼頭機械化整平作業擁有廣闊市場，為了抓住這次機遇，公司技術研發團隊的研發之路也就此展開。
技術團隊的首要任務是實現裝備輕量化。他們根據作業要求，將裝備精簡為振動模塊、軌道模塊、臺車模塊，無需專用船舶，整個結構可隨集裝箱快速運輸，在確保專業性能的同時兼具便捷組裝的性能。完成了外部瘦身，提升“內功”是關鍵。作為整平裝備的核心，振動模塊是設備的“心臟”。團隊研究發現，傳統的基床整平是通過一個直徑1.5米的鋼制重錘，依靠重力夯實基床石塊，再拋填小塊石，由人工潛水進行整平。“但是重錘夯實落點不穩定，效率慢，質量控制難度大，能不能將機械和人工工序二合一？”一航局副總工程師、公司總工程師劉德進提出新想法。
▲動畫演示
經過研討，團隊將目光聚焦于市場常見的振動錘上，計劃為其設計一套控制系統，使其到達基床厚度指定位置時，自動停止，以保證錘擊始終在同一平面上，確保最終整平效果。為了驗證可行性，團隊成員搬來了振動裝置，在其下方安裝了3平方米的梯形鋼結構平板進行試驗，并觀察到試驗槽的石塊隨著振動，逐漸由高向低填滿溝壑，而且石塊間空隙變小，變得密實，整體平面歸于平整。經過陸上及船塢內的多次試驗，證明在上下振幅超過3毫米時，振動錘夯實整平效果最佳。
有了穩準狠的“拳頭”，還要有一個靈活的“手臂”。技術團隊乘勝追擊，為振動錘接上長23米的振動管，分為3節，可隨時拆解加裝，適配不同深度海域的施工要求。技術團隊還在振動管頂端安裝定位系統，依靠坐標準確測量基床平整度，進而控制振動錘夯實深度。但在試驗中，公司一級專業總師王翔發現，位于振動錘上端的定位系統，因高頻率振動損壞率極高。
一日，王翔在看到磁懸浮列車原理視頻時，突然迸發出靈感：“能不能給定位系統做一套懸浮設備？”團隊購置了長2厘米、寬1厘米的強磁鐵，分3層摞列組裝出一個四四方方的盒子，依靠同極相斥原理，成功將中間層懸浮起來。定位系統通過套管連接到中間層，振動錘振動時，中間層始終保持上下輕微浮動，避免高頻率振動帶來的損壞。
自此，這艘能夠同時滿足深水和淺水基床夯實整平作業需求的專用船研制成功，成為國內首次將振動整平工藝成功應用于基床細平施工的裝備，施工效率可達每天400平方米，精度達到行業細平標準5厘米以內，獲得了“水下構筑物拋石基床高精度密實方法”等6項專利授權。
如今，“砂樁 1”已參與了青島港泛亞碼頭工程等5個碼頭建設，填補了我國振動夯平施工技術的空白。
素 材 | 技術研發與信息化部、黨委工作部
供 稿 | 王曉輝
編 輯 | 方 旭
校 核 | 劉 暢、張慶波
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關鍵詞： 深度報道 重錘出機整平水下基床
