在港珠澳大橋的建設工地，到處有振華的身影，起重浮吊船、碎石整平船、沉管安裝船、大鋼圓筒、節(jié)管制作模板……年幼的中國海洋工程裝備制造業(yè)，正全力托起世紀工程的建造。裝備技術自我研發(fā)和交建能力的提升，受益于中國龐大的基礎設施投資。

　　工程實現(xiàn)的保障由人才、技術和裝備組成，這是陸地工程的概念；而當往深海發(fā)展時，一定是裝備先行，沒有設備做載體，技術也無用武之地。擁有何種等級的裝備又決定了完成施工難度的等級。“某種意義上，海洋工程的施工水平取決于裝備的能力”，中國交通建設股份有限公司副總裁、上海振華重工董事長宋海良說。

　　上海振華重工是名聲在外的重型設備制造商，主要生產(chǎn)岸邊集裝箱起重機、門座起重機、浮吊和工程船舶等，在大多數(shù)國有企業(yè)為如何走出去而焦慮時，振華港機設備已多年占據(jù)全球港口機械75%的市場份額。以高標準高門檻著稱的德國制造，其港口裝備都是來自中國振華，這是德國唯一退出的重型設備制造領域。但是振華并沒有停下腳步，在過去幾年中，他們開始從港口設備制造向海洋工程制造轉(zhuǎn)型。

　　宋海良說：“全球港機市場每年只有40億美元，而海洋工程全球市場份額有500億美元，隨著匯率的變化，成本要素上升，以及創(chuàng)新速度放緩，逼著我們向海工制造轉(zhuǎn)型。我們鎖定的目標是海洋工程裝備制造的歐美第一梯隊。”

　　在振華南通基地，可以見到正在建造的1.2萬噸全回轉(zhuǎn)起重船，起吊噸位突破了由振華創(chuàng)造的“藍鯨”號7500噸全回轉(zhuǎn)起吊船的世界記錄。他們不斷地創(chuàng)造世界紀錄，隨后又不斷刷新紀錄。而韓國釜山大橋當年正是由于受到起重船3000噸浮吊上限的制約，無法將23個9573噸深水橋墩放置在水下31米的地方，只能把沉箱分成兩個部分制作。除此之外，在這里你還可以看見振華正在建造第二個海洋石油平臺。

　　沉管調(diào)整裝置凸顯自我技術創(chuàng)新

　　振華海洋工程的精細制造與在海洋工程設備創(chuàng)新的能力，在港珠澳大橋的建設中接受了實戰(zhàn)的檢驗。港珠澳大橋工程屬于深海施工，特別是海底隧道沉管預埋，無疑需要多種海工專用設備。林鳴早已想好：建設港珠澳大橋工程，一定要使用中國的海工裝備，這將是提升中國海工制造的機會。“當林總決定港珠澳大橋使用中國海工裝備時，我們甚至都沒有見過他讓我們做的設備長什么樣！”振華重工海上重工設計研究院生產(chǎn)設計所副所長何可耕說。

　　何可耕所在的振華將承擔建造港珠澳大橋最重要的設備，兩艘“沉管安裝船”。為此，工程師們來到韓國。韓國釜山跨海大橋已經(jīng)建成，曾經(jīng)鋪設18個沉管構件的“功臣”已經(jīng)退休。中國工程師們沒有被允許登上這艘船，只是圍著船遠遠地繞了一圈就回來了。大宇集團在釜山隧道尚沒有完工時曾表示，“有信心攜此技術，開辟跨出國門的沉管隧道工程”。而何可耕則說：“從一開始就沒打算用他們的技術”。

　　沉管安裝船的工作是把沉管運到施工海域并進行沉放安裝。安裝船上放置了一個至關重要的設備——沉管調(diào)整裝置（Equipment Position System，EPS），這項專利屬于荷蘭斯特拉頓公司（Strukton）。要建造自己的船有兩種選擇：購買該公司的專利，或者自己創(chuàng)新。前者要付專利費，但因之前未能合作，對方直言不轉(zhuǎn)讓專利。而對這套設備非常了解的日本專家花田坦言：EPS并不好用，并建議中國工程師應該想別的辦法。只剩一條路：在方法和技術上創(chuàng)新，超越EPS。

　　何可耕是創(chuàng)新者之一，他介紹了兩種技術路線的比較。荷蘭的EPS由一個門型框架、兩套液壓油缸將沉管外部定位系統(tǒng)放到海床上，一套800噸垂直千斤頂頂起沉管，一套200噸水平千斤頂負責左右擺動，以調(diào)整沉管的位置。而我們借用了微寸動（Micro inching）原理，在船上配置了8臺大型絞車收放鋼繩，輔以寸動鈕及數(shù)位計時器，根據(jù)管節(jié)上安裝的GPS系統(tǒng)反饋管節(jié)與基準線的偏差，以收放精度2.5厘米的節(jié)奏控制絞車鋼繩的收放，而管節(jié)最小移動速度可以達到每秒鐘不到1厘米。在水下施工，管節(jié)在水中一動就停不下來，要保證對接精度，關鍵是“讓管節(jié)慢下來”。

　　值得一提的是，當初為確保施工萬無一失，選擇了兩套備選方案：其一是在沉管安裝船上放置一臺縱向調(diào)節(jié)絞車，可在縱向水流流速過大時拖動沉管；其二是在沉管里安裝一套糾偏裝置，以調(diào)整對接精度。但這兩套備案至今沒有使用過。對于沉管安裝船的精準度，花田認為，“這是一艘非常專業(yè)的沉管沉放設備”。

　　形象地比喻，EPS是個不斷糾錯的工作原理，振華選擇的是一次到位的技術。而一次到位精準“寸動”的創(chuàng)意，正是來自何可耕岸橋工程的經(jīng)驗。“每當臺風來臨時，港口的岸橋起重機要移到固定的位置，使用插銷讓起重機和地面合為一體。每次對接銷子孔時，按下一次按鈕它自己就走5公分，然后就自動落下來。為了完成這個動作，要有測量系統(tǒng)，控制馬達的轉(zhuǎn)速，安裝編碼器，還有電控等等。我們就把這臺原理移植到沉管安裝船了。”何可耕介紹說。

　　“三個寶貝”吸引業(yè)內(nèi)的密切關注

　　在港珠澳大橋島隧工地幾乎人人皆知，林鳴有三個寶貝，它們是兩艘沉管安裝船“津安2”和“津安3”號，另一個是“津平1”號——高精度深水自升式整平平臺，工程師們更愿意稱它為碎石整平船。如果說“津安2”和“津安3”是對振華創(chuàng)新能力的檢驗，“津平1號”則是對振華海工設備制造工藝水準的測試。

　　33節(jié)沉管要被放置在事前挖好深水基槽的碎石基床上。先由抓斗式挖泥船巨大的抓斗，在水下挖出48米寬、最大48.5米水深的壟溝，之后鋪上2米厚的大塊石，使用振動錘把塊石夯平后，再平整鋪上一層1.3米厚的小碎石。5664米沉管基床需鋪設約56萬方碎石，平整度要求控制在小于40毫米，而工程師們不愿僅滿足于設計要求，不斷地精益求精，E13基床的精度甚至達到了2毫米。

　　港珠澳大橋島隧工程E1碎石基床，受施工環(huán)境制約，只能采用人工鋪設作業(yè)，22名專業(yè)潛水員分成11組潛入14米水下作業(yè)，首先在海底放置導軌，高程誤差控制在±5毫米之間�？梢栽O想，如果整個隧道的沉管基床以這種方式作業(yè)，安全、效率、精度成為最大的不確定因素。

　　此前，總承包商中國交建曾經(jīng)考慮引進專業(yè)設備提高鋪設效率。經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)，國外只有兩艘能擔當此任的施工船，一艘在丹麥，曾在建造厄勒海峽沉管隧道中使用過；另外一艘在韓國，用于釜山海底隧道。但是這兩艘船都不符合港珠澳建設海底隧道建設的要求，工作水深分別是25米、40米。而港珠澳最深水深為48.5米。中交港珠澳大橋島隧工程項目部決定建造一艘新的碎石整平船。振華接受了建船的任務。

　　首先是工程對鋪設碎石的精度要求。“韓國的船采用飄浮作業(yè)方式，船體在水里受到波浪的干擾將直接影響鋪設精度，我們引入了石油鉆井平臺抬升系統(tǒng)的工藝，用四個樁柱把工作平臺抬出水面強化穩(wěn)定性，保證了整平的精度要求。”振華重工海上設計研究院項目經(jīng)理尹剛說。

　　“津平1號”碎石整平船于2012年3月16日下水，他見證了E1與E2的對接。站在船舶并不算寬敞的平臺上，一艘運送碎石的泥駁泊在旁邊，在俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)定位下，通過一根幾十米長鋼結構的導管深入水下將碎石噴射而出，達到96%的拋石精度：即在碎石基床上，隨機選取100個檢測點，96個點的平整精度達到要求。基層精度控制在正負4公分之內(nèi)。尹剛說：“這個是沉管安裝成功的一個先決條件，一旦碎石基床某處出現(xiàn)不平整，將直接影響整個隧道的質(zhì)量，只有高精度的基床才有高精度的沉管對接”。

　　實現(xiàn)精度的關鍵在于船上的拋石管及附著其上的聲納，這讓拋石作業(yè)變得智能。就像水下探頭，基床上某一處坑深，拋石管就會多停一會，多倒些石料。其出色的表現(xiàn)讓船上的日本專家沖山驚嘆：“這樣的精度在世界上也是首屈一指”。

　　“津平1”以十天鋪一個沉管基床的節(jié)奏，每天完成一個船位的作業(yè)移動，移動頻率遠遠高于石油平臺。這就對抬升系統(tǒng)的動力與材料提出要求。為了加快抬升的速度，他們研制了電動抬升系統(tǒng)，每爬升一次只需20多分鐘，而液壓系統(tǒng)則需要3-4小時；為了制造具有高強度及優(yōu)良低溫沖擊韌性的四根齒條，振華挑戰(zhàn)精細加工的極限：四根90米長的齒條鋼，實現(xiàn)加工垂直直線度210毫米，或者說只有1厘米的誤差。尹剛說，“當整個樁腿焊接、制造完成了以后，我們用浮吊往筒里面插入90米長的齒條，四根齒條一次性順暢地插下去，這說明振華制造的精度非常高”。

　　被命名為“津安2”和“津安3”的兩艘沉管安裝船，以及“津平1”碎石整平船，在服役的過程中已經(jīng)受到業(yè)內(nèi)的密切關注。中國已經(jīng)完成港珠澳大橋沉管隧道一半的工程，而籌建中的費馬恩海峽丹麥-德國沉管隧道也進入了最后的采購階段，該大橋總長是港珠澳大橋的三倍，其中包括79節(jié)標準沉管，每個標準沉管長217米，寬42米，高9米，重達73500噸。

　　丹麥國企Fermern A/S負責這項造價高達76億美元的工程。公司技術總監(jiān)Steen Lykke表示：這一流程旨在確保（中國承包商）了解我們的要求，而且我們也了解他們的提議，他補充說明是否能夠競標成功，取決于承包商的設計是否能在各種限制下發(fā)揮創(chuàng)造性。

　　何可耕剛剛訪問了德國、丹麥兩個總承包商（兩個隧道的承包商會從相隔18公里的海岸兩端動工），五個標段中的三個標段對振華的沉管安裝船以及碎石整平船表達了合作意向。

　　在港珠澳大橋的建設工地，到處有振華的身影，起重浮吊船、碎石整平船、沉管安裝船、大鋼圓筒、節(jié)管制作模板……年幼的中國海洋工程裝備制造業(yè)，以全力托起世紀工程的建造。

 

       （本文章摘自11月8日《21世紀經(jīng)濟報道》）

圖片來源：找項目網(wǎng)