一、技术背景
DCM船主要用于沿海港口码头、防波堤、护岸、人工岛围海造地的基础处理的施工,是集锚泊定位、自动调倾、粉料泵送及储存、深层土体切削搅拌、水泥浆制备及注入和智能化施工管理等多项技术于一体的高技术、高附加值的重大施工装备。
二、技术内容及特点
四航局自主研发并建造了国内首艘三处理机水下DCM船(“四航固基”号),具有高度集成的自动化、数字化施工控制系统,集船舶精确定位、深层复杂土体切割搅拌、桩架间距便捷调整、浮态智能调节、水泥粉料快速安全环保入仓、水泥浆拌制多层级精准计量、浆液管路一键高效冲洗等多项先进技术于一体,综合性能优于国内外同类型施工船舶,打破了长期以来国外DCM船舶建造核心技术垄断的局面。
DCM船设置一套船舶调平系统,该系统能够通过人机界面监测控制船舶压载状况,具备预调平、调整重量中心功能。系统运行模式为自动/半自动/停止/手动,可设置偏差范围,且具备各压载舱液位监测功能。DCM处理机动力头采用变频电机驱动,四根钻杆均各由一个电动机带动,前后钻杆相互啮合,能在其中一根钻杆遇到硬物或硬层时,啮合钻杆对其扭矩自动补偿。
水下DCM船每套DCM系统配置一套施工管理系统。起重绞车、DCM处理机、输浆泵等作业设备由施工管理系统集中控制,施工管理系统可以实时记录桩位、浆液配比、浆液比重、喷浆压力、喷浆流量、DCM下沉和提升速度、成桩深度、复喷及复搅次数等数据。施工管理系统通过过程自动化系统严格控制下沉、提升速度,保证浆液搅拌均匀,提高了工艺能力和产能。
DCM施工管理采用成熟的工业自动化控制技术,依靠工程电脑、自动控制设备及各种传感器,通过软件编程,实现施工中的各种动态逻辑控制,确保成桩过程中施工参数的精 确性、可靠性、高效性,实现水下DCM自动化、数字化施工,从而提高DCM桩成桩质量。
三、推广应用情况
水下DCM船舶在香港国际机场第三跑道、深圳至中山跨江通道、中海壳牌惠州三期乙烯项目等国内重大工程中得到了成功应用,已累计优质、高效加固水下软土逾万m³,产生了显著的技术经济效益。
四、前景展望
水下DCM船舶(“四航固基”号),一举攻克了多年来困扰我国水下软基加固工程缺乏核心装备的难题,为沿线相关工程项目提供了坚实技术保障;服务于“一带一路”国家发展战略的同时,极大地提升了我国在外海环境下加固水下软基技术领域的国际地位和话语权。