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科技创新筑就“水下长城”

2005-11-25 来源:光明日报 作者:本报通讯员 马雨 我有话说

“这是一条水下的万里长城!”

全国政协副主席、著名水利专家钱正英看到长江口深水航道治理工程完成的两条导堤后发出了这样的感叹。

人们可以清楚地从长江口卫星遥感照片上看到“两条白线”。这两条白线正是深水航道两侧的坚固导堤,潮水落去时它们才露出水面。

有人认为,要把长江口航道

水深增加,就是挖泥疏浚。事实并非如此简单。有外国专家曾断言:“在长江口用疏浚的方法是完全无效的,一场风暴即可将数月挖泥的成果破坏无遗。”还有外国权威干脆说:“中国的长江口是不可治理的。”

然而,中国的航道专家已经摸清了长江口的“家底”:发育的模式、河床演变规律、细颗粒泥沙在盐淡水交汇处的运动和沉降机理。他们自信地认为:长江口是可以认识的,可以治理的。

核心技术填补世界水运工程空白

长江口深水航道治理工程的关键在“堤坝”。“堤坝”的意义在于:导流、减淤、防沙。抗波浪作用下地基软化技术正是针对堤坝建设的关键技术。由于长江口受波浪作用地基软化,要在松软的土层上筑起坚固的堤坝谈何容易!一位专家用“在豆腐上插筷子”来形容工程之难。日本从事波浪作用下地基软化研究的权威高桥重雄曾说,1997年日本开始作波浪条件下抗地基软化方面的研究,但目前仍停留在室内模型试验阶段,距离解决这一工程难题还有很大的差距。如果中国能解决这个问题,则可以说解决了世界级的技术难题。

交通部长江口航道管理局局长张华麟说,最保险的办法就是把松软的土层全部剥掉再建堤坝,但这种方案工程量大,成本太高,采取排水加固的抗地基软化措施是在长江口局部堤段软基条件下建设重力式结构较经济、合理的措施。他用了一个形象的比喻来解释这项技术:“好比是通过排水,把豆腐压缩成豆腐干,从而增加软土的承载力。”

中国工程院谢世楞院士说,长江口深水航道二期工程中,由我国首创的四项关键技术填补了世界水运工程的技术空白。除了抗波浪作用下地基软化的整套工程措施,还包括:新型空心方块斜坡堤结构,该项技术运用于北导堤堤头部分,适应超软地基条件,堤身重量轻,抗浪稳定性高;创新的半圆型沉箱结构,适合于远离施工基地的外海作业条件;用土工布制作的软体排护底防冲结构,适合于长江口水流流速大的情况。

世界最大河口模型提供关键技术支持

创新的设计是工程成功的基础。长江口整体物理模型的建立为工程设计施工提供了有力支撑。

张华麟说,为配合长江口深水航道治理工程和上海国际航运中心的建设,交通部于1998年6月9日在上海专门设立了交通部长江口深水航道科学试验中心,并建造了当今世界上最大的河口模型――长江口整体物理模型。

该物理模型平面比尺1:1000,垂直比尺1:125,模型长300米,口外最大宽度105米,占地面积近15000平方米。模型范围上至江苏省的江阴市,下至外海约40米等深线处,北边界至苏北嘴,南边界至南汇嘴,完全是长江口的一个“小翻版”。为保证该物理模型能够全年进行试验,该中心专门为长江口整体物理模型建造了一个面积达26000平方米的试验厅。

张华麟说,长江口整体物理模型与长江口深水航道治理工程相伴而生。这一巨大的河口模型,为长江口深水航道治理工程提供了关键的技术支持。这种支持,成为整个工程能够正常施工并实现预期目标的核心保障。

新工艺为施工提供坚强物质保障

创新的施工组织和工艺是工程成功的物质技术条件。

据不完全统计,长江口深水航道二期工程中各施工企业投入的研制开发资金高达4亿多元。企业靠工艺和设备的高起点创新,实现了超常的高效率和水上可作业天的高利用率,在完成本工程建设任务的同时即已获得较丰厚的回报。

二期工程开发的新工艺主要是围绕大型专用作业船形成的,因此,基床抛石和整平、水下棱体机械化抛石、海上塑料排水板打设和沉箱安装等均形成了具有长江口工程特色的自主创新的成套施工工艺。加上沿用一期工程开发的软体排铺设工艺,二期工程整治建筑物的施工基本实现了全部水上主要工序机械化作业,全部采用了不同于传统水运工程施工的新型工艺。

除上述成套施工工艺外,二期工程中的其他工艺改革和技术创新不胜枚举。如:沉箱预制场开发采用了步进式液压装置顶推沉箱纵、横移的新工艺,简洁、稳妥、劳动强度低,取消了地锚、卷扬牵引系统等传统临时设施。根据长江口沙质特点,购进两艘大型散货船,自行组织设计、改造了两艘12500方、适用于长江口疏浚的专用挖泥船“新海象”、“新海鲸”。投资一亿美元建造了当今世界最先进的12000方挖泥船“新海龙”。

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