水下“魔方”大變身
文章來源：中國交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 發(fā)布時間：2021-03-29
春日的大連灣依舊冷風(fēng)刺骨，中交集團(tuán)所屬中交一航局大連灣海底隧道項目設(shè)備倉庫里卻熱鬧非凡，施工人員正緊鑼密鼓地對國產(chǎn)化水下電纜插座進(jìn)行保養(yǎng)調(diào)試。這些水下電纜插座不久前為隧道首節(jié)沉管精確對接提供了強(qiáng)力保障，當(dāng)下正準(zhǔn)備重新“披掛上陣”，循環(huán)使用到第二節(jié)沉管對接中。
大連灣海底隧道是我國北方地區(qū)第一條沉管跨海通道，隧道全長3035米，由18節(jié)大型沉管連接而成?！八码娎|插座是連接安裝船與沉管的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)電力、通訊和水力壓接等系統(tǒng)供電，一旦出現(xiàn)問題，沉管便會在水中失去動力、不受控制，水下毫米級安裝也就無從談起。水下電纜插座有如水下‘魔方’，稍有一個部位拼插錯誤，所有布局將被打亂。”四工區(qū)設(shè)備部副部長王富敬介紹，大連灣海底隧道每節(jié)沉管需要安裝10個水下插座，整體需求量超百個，但受疫情影響，原本需要從德國進(jìn)口的水下插座無法按時進(jìn)場。
首節(jié)沉管安裝作業(yè)逐日迫近，項目團(tuán)隊的創(chuàng)新熱情隨之迸發(fā)?！八虏遄鞍惭b在沉管尾端的鋼封門中，沉管對接完成后若是拆除，就會在鋼封門上留下一個個窟窿，造成沉管內(nèi)部透水，后果不堪設(shè)想。如果把插座安裝到鋼封門內(nèi)表面，就能在沉管對接完成后拆卸出來循環(huán)使用，不影響鋼封門止水?！睉{著多年施工經(jīng)驗，四工區(qū)副經(jīng)理朱春峰為大家?guī)盱`感，但新方案若要實(shí)施，水下插座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必須隨之改變，國內(nèi)廠家暫時還不具備改造能力。
辦法總比困難多。團(tuán)隊通過BIM建模，在鋼封門外表面安裝水下插座的位置加裝防水保護(hù)罩，通過水密隔層達(dá)到防水的效果。沉管對接前，潛水員在沉管外側(cè)打開保護(hù)罩，就能完成電纜插頭與插座的連接。沉管安裝結(jié)束后，拔下電纜將保護(hù)罩封閉好，就可以進(jìn)入沉管內(nèi)拆下插座，循環(huán)使用到下一節(jié)沉管。經(jīng)計算，采用內(nèi)部安裝方案，水下插座需求量將由上百個銳減到十余個，經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。
安裝工藝雖然通過論證，但施工中還是“一座難求”。關(guān)鍵時刻，王富敬想到港珠澳大橋建設(shè)時期曾留下一批備用插座。在進(jìn)行連接試驗后，發(fā)現(xiàn)備用插座腐蝕較大、水密性降低，已達(dá)不到使用要求。團(tuán)隊從插針鍍金工藝及絕緣材料化驗分析入手，制定了“四步走”研究策略：第一步是剖析結(jié)構(gòu)，對插座構(gòu)造和各部件進(jìn)行測繪、放樣；第二步對內(nèi)部絕緣材料和填充物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，并結(jié)合循環(huán)使用的要求，對選材及硫化工藝進(jìn)行優(yōu)化；第三步是利用BIM技術(shù)研究插座的水密結(jié)構(gòu)，進(jìn)行動態(tài)插拔模擬，解密插座的水密“機(jī)關(guān)”；第四步是對插針鍍金硬度逐一進(jìn)行真實(shí)測試，最終發(fā)現(xiàn)在鍍金前先鍍一層鉻金屬，不但使用耐久性顯著提升，同時還能達(dá)到接觸電阻性能要求。
通過“四步走”研究，技術(shù)團(tuán)隊結(jié)合施工實(shí)際需求，對水下插座進(jìn)行了升級改造，并聯(lián)合大連當(dāng)?shù)貜S家，設(shè)計制造了新的水下插座和專用配套法蘭。通過試驗，項目部設(shè)計的水下插座各項技術(shù)指標(biāo)均滿足使用要求，這也意味著海底隧道沉管安裝使用的4芯動力插座和19芯組合插座實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，不再依賴進(jìn)口。
“優(yōu)化后的水下插座在使用耐久性、抗腐蝕性等方面得到了提升，不僅技術(shù)上得到新突破，滿足了循環(huán)使用要求，更節(jié)約了高額采購成本，采購和使用過程中再也不用請外國工程師上門服務(wù)了?！彼墓^(qū)項目負(fù)責(zé)人對新工藝贊不絕口。
【責(zé)任編輯：家正】
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