中交四航局六月的紅海之濱,烈日炎炎,咸澀的海風拂過沙特吉贊工業城海水冷卻項目施工現場。在這里,全球最大直徑的高密度聚乙烯管道正緩緩沉入海中,宛如一條巨龍在水中游弋。
由中國港灣承建、四航局負責施工的沙特吉贊工業城海水冷卻項目,建設內容包括一期海上高密度聚乙烯取水管及附屬設施、陸上泵房、排水渠及回流玻璃鋼管道。其中,高密度聚乙烯管道總長度約6.6公里,直徑達3.5米,是目前全球范圍內已安裝的直徑最大的海底同類管道。該管道分為S0至S9共10段,核心施工內容的S2至S9段管道,需進行約3公里遠、最大水深13米的浮運安裝。
“傳統‘浮托+牽引’的出運方案適用于剛性結構管道,但高密度聚乙烯管道屬于柔性材質,浮運期間管段姿態難以控制,沉放易引發局部變形。”項目副經理許云飛解釋道。
2024年10月,團隊通過加固管道結構與增設外部支撐框架來提升浮運穩定性,卻仍存在扭曲風險。許云飛提出:“能否實時監測管道的姿態變化,邊拖運邊修正,或許能解決問題。”此后,項目團隊經過多輪實驗和論證,自主研發出“長大柔性管道浮運導航與實時監控系統”。該系統在管道上每隔150米設置姿態傳感器,實時傳輸位置數據,并通過集成系統計算,形成實時線型圖像。操作人員根據反饋動態調整拖船的牽引角度和力度,確保管道始終保持最佳航行狀態,扭曲、形變風險降低90%以上。
然而,當管道順利“浮穩”后,如何精準且安全地“沉放”又成了新的技術難題。在一次下沉試驗中,因缺乏有效控制手段,管道因下沉角度過陡被猛地“拽”入水中,焊接接頭承受的拉力急劇上升,險些發生撕裂。
在復核沉放全流程數據后,結合現場復盤分析,項目總工程師王曉東指出:“管道下沉時依靠自身重力速度過快,需要配備‘剎車’系統。”團隊初步設想的氣囊緩沖方案,受潮汐影響,每日施工窗口期不足6小時。在此情況下,研發一套既能提高氣囊使用效率,又能精準控制管道下沉速度和姿態的智能系統尤為關鍵。
最終,團隊優化原有工藝,創新形成“氣囊配合犧牲吊帶”的三級自動減速方案,一套專為管道下沉設計的“智能剎車系統”應運而生。團隊提前為管道注入足量海水,通過精確控制預先設置的氣囊充氣量,為管道提供預定浮力,確保其下沉至預定位置。其次,操作人員割斷犧牲吊帶,使預設增長的吊帶保持連接氣囊與管道,讓管道再次緩慢下沉并在水下保持“懸浮”狀態。此時,操作人員再逐步釋放氣囊中的空氣,將管節緩緩沉入海底。整個沉放過程中,“智能剎車系統”將管道下沉速度控制在每秒0.3米內,整體下沉精確率高達99%,管道以幾乎完美的姿態輕盈落位。
2025年6月,隨著項目團隊順利完成S2至S7段管道浮運安裝工作,S8至S9管道也即將下水安裝。“未來,我們將不斷完善這套‘導航+剎車’柔性管道安裝技術,推動其在更廣闊的海域穩定落地。”王曉東堅定地說道。
———— / END / ————來源丨中國交建微信公眾號