随着港口、码头等重大水工工程建设规模持续扩大,工期要求日趋紧迫,水下整平机作为水下抛石基床找平和精整的关键装备,其性能直接影响后续施工基础稳定性,地位愈发重要。但传统整平手段短板显著,难以满足需求。研究院海洋工程实验室团队参与研发的智能化步履式水下整平机,凭水下稳定行走与精准控制,为复杂环境施工提供了高效安全新方案。
水下整平机是港口、码头、跨海通道等重大水工工程建设中不可或缺的关键装备,其对水下抛石基床进行找平和精整,为后续沉箱安装及上部结构施工提供稳定可靠的基础。
人工导轨刮道法效率低下、风险高昂;大型专业整平船调遣困难且成本高;传统整平机在深水及复杂海况下往往受限明显,存在定位精度不足、姿态感知有“盲区”、作业效率与质量难以兼顾等问题。尤其是在揭阳港惠来港区南海作业区这样水深17至18米、整平面积达2万余平方米的深水码头建设场景下,传统手段已难以满足需求。
揭阳港惠来港区南海作业区通用码头项目
研发并应用智能化步履式水下整平机成为破局之举,通过步履式设计在水下稳定“行走”,结合多源传感与数字化系统实现精准定位、自动调平与智能可视化作业,为复杂海洋环境下的大型基础设施建设提供了高效、安全、可控的新方案。
研究院海洋工程实验室团队重点围绕“测量定位—控制执行—数据可视化”三大环节进行系统升级。
1.测量定位环节
在测量定位方面,新增全站仪测量系统,利用两台岸基智能全站仪自动追踪整平机四角测量塔棱镜,实时获取整机三维坐标与四角标高。采集到的数据传输至本地服务器,并在数字孪生平台中完成坐标统一与目标差值计算,相当于为整平机建立了“数字标尺”,为后续调平提供了精确依据。
智能化步履式水下整平机结构图
2.控制执行环节
在自动调平方面,控制端根据差值自动驱动液压支腿,小步反复调整高低,直至四点高度接近一致并达到设定阈值。通过这一“测量—计算—调平”闭环机制,整平机能够在复杂水下环境中实现快速找平和精准对标,大幅减少人工干预,使作业过程从依赖经验转变为依托数据的精确控制,有效提升施工精度与效率。
智能化步履式水下整平机自动行走演示动画
3.数据可视化环节
搭建数字孪生平台,汇聚全站仪、传感器等多源数据,实时生成三维可视化画面,支持远程监控、预警与施工日志留痕。整机由此实现了由“人工依赖”向“数据驱动”的跃升,为复杂海况下的港口与码头建设提供了更高效、更精准、更安全的解决方案。
水下整平机数字孪生系统