攻坚克难破“泥障” 创新为笔铸“磐石”
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2025年盛夏,在广州珠江新城评审会议室内,专家们围绕一项项技术成果展开激烈讨论。最终,水环境公司申报的《深厚海相沉积土水闸基础处理技术》获广东省土木建筑工程学会2025年科技进步一等奖。 泥潭突围:从“困局胶着”到“破壁攻坚” 2022年,经珠海市发展和改革局科学论证,乾务赤坎大联围斗门段海堤(乾务大涌闸段)百年一遇防潮洪提升工程正式启动。作为守护12万亩农田的“水利屏障”,这项工程肩负重任——需将防潮标准跃升至百年一遇,通航标准提至Ⅵ级,其建设质量犹如“压舱石”,直接关乎区域防洪安全与经济社会发展的稳健步伐。 该工程主体结构施工前需要在上下游修建约400米长的临时围堰形成封闭挡水作业环境,并在围堰内进行旧闸拆除及新闸重建施工。这种围堰既要在潮汐变化的水头压力下满足止水要求,还要在厚层淤泥上保证围堰结构的稳定和基坑内部安全施工。 常规的围堰一般为土石围堰、模袋砂围堰或者钢板桩围堰。在本工程类似沿海地质条件下施工困难,土石等原材料稀缺且占地面积广,筑堰工程量大,堰体稳定性不佳,止水效果差,被工程师们形象地喻为“地质果冻”。 传统围堰施工三次“折戟”,沉降均超20厘米,返工再三仍难突破,8个月的既定工期俨然成了“紧箍咒”。 面对困局,公司组建专项攻关团队,“踏平坎坷成大道”的信念在胸中激荡。团队系统梳理全国类似地质工程案例,历经数十次方案论证,创新性提出将地方传统膜袋砂工艺与拉森钢板桩技术“珠联璧合”的思路。团队期望借此揭示深厚淤泥层复合式围堰的工作性能、变形机理和破坏机制,进而发明了钢板桩+膜袋砂相结合的复合式围堰结构及施工技术。 通过建立二维渗流-应力耦合模型,对钢板桩与砂袋组合方案进行模拟试验,对比现场不同深度处的位移测量数据,结果高度吻合。新型钢板桩+大砂袋复合结构终于成功,将沉降量牢牢控制在3厘米以内,较传统方案降低造价约40%,为工程顺利推进筑牢了“铜墙铁壁”。 跨界破壁:从“壁垒阻隔”到“协同贯通” 在技术攻关的深水区,公司以“删繁就简三秋树,领异标新二月花”的魄力,打破专业壁垒,构建起跨领域协同创新的坚实桥梁。初期,各专业团队如同隔着无形的屏障,因理论与实际的差异陷入沟通的迷雾。珠江水利委员会珠江水利科学研究院技术团队依据土力学原理提出的参数要求,与华南理工大学技术团队的算法模型如同两条平行线,难以交汇;项目团队则在其中反复斡旋,竭力协调各方技术标准,每一次现场应用都像是在破解一道道复杂的密码。 在这一过程中,项目团队先是提出了滑坡河道模型试验装置、观测断面位移突变分析方法和系统、观测断面形变趋势分析方法和系统、软土地基抗扰动测试装置等,这些为复合围堰的变形监测提供了可靠手段,助力各团队在数据采集与分析层面找到协同基础。 山重水复疑无路,柳暗花明又一村。2024年春季,随着智能监控系统成功捕捉到水泥土搅拌桩微观应力变化的细腻曲线,三个团队的技术参数终于实现了精准对接。珠江水利委员会珠江水利科学研究院技术团队的土性数据、华南理工大学技术团队的受力计算、项目技术团队的现场监测曲线,如同齿轮般完美咬合,形成了一个高效运转的闭环。 基于这一突破性进展,各团队联合潜心研发出“水泥土—有机质反应模型”,首次揭开了海相沉积土中特殊微生物对固化剂消耗规律的神秘面纱。同时,揭示了淤泥敏感土质水泥固化机理,提出满足成桩完整性和水泥土强度的固化成桩施工工艺,建立云监控辅助水泥土搅拌桩智能施工控制技术,据此优化的搅拌工艺,使地基加固效率大幅提升百分之60,为工程推进注入一剂强心针。 与此同时,搭建的云监控平台宛如一双“千里眼”,实现了3000个监测点数据的实时传输。通过AI算法的精准研判,能够提前48小时预警沉降风险,在项目施工期间,成功规避7次潜在险情,为工程安全筑起了一道坚不可摧的防线。 独开生面:从“技术屏障”到“普遍应用” 面对业主半年的主体施工进度压力,本地区传统的移动吊装已经满足不了施工进度和场地要求。然而便于垂直运输的塔吊因本地区深厚淤泥地质条件在整个珠海区域水利项目从未被尝试使用过。但为了进度和施工场地的要求,项目必须实现珠海地区配备塔吊运输的突破。为解决珠海地区深厚淤泥及淤泥质土中设立塔吊基础的难题,团队研发了预应力高强混凝土管桩——钢板桩新型复合式塔吊基础结构即管桩+钢板桩+石粉+注浆+扩大承台+转换结组合形式,实现深厚淤泥质土条件下复合式塔吊基础的设计,保障了施工过程中大型设备基础的稳定与安全。 为更精准探究工程基础受力与变形,团队发明了大比例模型试验VHM组合荷载加载系统和基桩单向多循环水平静载试验加卸油压系统,实现了水闸基础及复合桩群基础在复杂组合荷载作用下的变形与承载性能的大比例模型试验,为技术研发与方案优化提供了有力的试验支撑。 这种多家单位技术深度融合的创新模式,不仅如催化剂般加速了技术突破的进程,更构建起一套可复制、可推广的协同创新机制,如同播下的创新种子,必将在更多基建领域生根发芽,绽放出绚丽的成果。它印证了“单丝不成线,独木不成林”的深刻道理,彰显了在复杂工程挑战面前,跨领域协同所能迸发的磅礴力量。项目塔吊的成功应用为珠海水利项目开辟了先河,后来多家施工单位进行效仿,提高了珠海市水利工程施工进度,降低了整个区域的施工成本。 百年答卷:从“工程实体”到“行业标杆” 竣工后的乾务大涌闸,看潮起潮落,这座横跨鸡啼门水道的钢铁巨擘稳如泰山,守护一方安宁。作为“深厚海相沉积土处理技术”首个规模化应用标杆,它既以百年一遇的防潮标准筑牢安全屏障,更在生态画卷上添染温暖笔触,尽显“功在当代,利在千秋”的深远考量。 12万亩农田告别台风季的内涝之虞,往昔“雨夜抢粮”的窘迫已成历史,田畴间尽是“稻花香里说丰年”的安稳图景;闸下千株红树幼苗舒展新绿,鱼道中鲻鱼溯流而上——工程肌理与生态脉搏在此同频共振,化作可感可触的民生福祉,印证着“绿水青山就是金山银山”的深刻内涵。 如今,这项技术的价值如涟漪般扩散,彰显着“一花独放不是春,百花齐放春满园”的共享智慧:标准化施工让同类工程工期压缩三成,17项专利构建的技术矩阵为长三角项目节省投资,团队主导的行业标准更让创新成果惠及全行业,让技术突破的红利持续释放。 潮水再次涌上堤岸,拍打着坚固的闸体,仿佛在诉说从“地质拦路虎”到“行业通行证”,电建人的突围之路,正是“满眼生机转化钧,天工人巧日争新”这一创新精神的生动实践。这不仅是一项技术的突破,更是央企担当的彰显,为我国基建事业高质量发展注入了源源不断的动力,向着更广阔的未来坚定前行。 |
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