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2024年11月24日
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“中國(guó)有了在外海建港的實(shí)力”
——記“離岸深水港建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目
記者從交通運(yùn)輸部獲悉，歷時(shí)近１０年研究實(shí)踐，“離岸深水港建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目已取得突破性進(jìn)展。這將解決我國(guó)適合建港的岸線資源不足問(wèn)題，為中國(guó)港口建設(shè)開發(fā)和港口建設(shè)“走出去”奠定雄厚基礎(chǔ)。
“離岸深水港建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，讓中國(guó)有了在世界任何地方建設(shè)港口的實(shí)力。”項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人、中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司總工程師孫子宇說(shuō)。
離岸建港破解我國(guó)岸線資源不足困擾
進(jìn)入２１世紀(jì)以來(lái)，國(guó)際海洋運(yùn)輸船舶向大型化、專業(yè)化發(fā)展，我國(guó)港口基礎(chǔ)設(shè)施也需要進(jìn)一步提升水平。但我國(guó)自然條件優(yōu)良且適合建港的岸線絕大部分已被開發(fā)利用，大型專業(yè)化深水碼頭面臨無(wú)處可建的困境。
交通部科技司司長(zhǎng)趙沖久表示，一是對(duì)現(xiàn)有的港口進(jìn)一步優(yōu)化，另一個(gè)方向是走向深海、依托天然島礁或人工島建設(shè)離岸深水碼頭。“離岸深水港建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”，就是通過(guò)開敞海域、島群或人工島建港等離岸深水港建設(shè)，破解資源環(huán)境制約。
２００６年，國(guó)務(wù)院頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將離岸深水港等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及裝備列為優(yōu)先發(fā)展的主題項(xiàng)目。交通部在協(xié)調(diào)多個(gè)科研機(jī)構(gòu)意見后，確定由中國(guó)交建作為課題牽頭單位。
由此，交通部組織、中國(guó)交建牽頭，院士領(lǐng)銜，聯(lián)合行業(yè)內(nèi)２８家科研、設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)單位的２４７名科技人員，開始了產(chǎn)、學(xué)、研、用聯(lián)合攻關(guān)。該項(xiàng)目成為新中國(guó)成立以來(lái)我國(guó)水運(yùn)工程最大的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目。
讓軟土成為大型碼頭的基礎(chǔ)
孫子宇介紹，找到波浪、地基與港口結(jié)構(gòu)物之間的最優(yōu)關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)后續(xù)港口建設(shè)的安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。
他說(shuō)，比方人站在沙灘上，不動(dòng)的話，沙灘很硬；但一個(gè)波浪過(guò)來(lái)，細(xì)沙就會(huì)流走，腳就慢慢陷進(jìn)沙里。這叫做沙土液化。如果把人換成了建筑物，那是極其危險(xiǎn)的。深水建港，面臨一個(gè)普遍的難題是，軟黏土地基土在波浪動(dòng)力作用下強(qiáng)度可能降低，從而危及建筑物的穩(wěn)定。
對(duì)這一課題，德國(guó)、日本曾提出過(guò)一些簡(jiǎn)單估算公式，但缺乏可靠的驗(yàn)證；國(guó)內(nèi)研究雖有進(jìn)展，但仍不成熟。
在首次對(duì)軟黏土動(dòng)力軟化問(wèn)題開展系統(tǒng)研究后，項(xiàng)目課題組揭示了軟黏土在波浪作用下的軟化機(jī)理，并提出了判別軟黏土動(dòng)力軟化的標(biāo)準(zhǔn)。這是世界海上軟黏土地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的跨越。課題研究還將海洋“搬進(jìn)”了實(shí)驗(yàn)室，成功揭示了波浪作用下箱筒型基礎(chǔ)防波堤的位移特性、破壞模式及影響因素。
在此基礎(chǔ)上，他們研發(fā)了適用于深水港口建設(shè)的受力合理、便于施工、經(jīng)濟(jì)性好的新型重力式復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，可以在陸基大量預(yù)制，再到外海去拼裝，應(yīng)用前景非常廣泛。
總體設(shè)計(jì)上臺(tái)階讓港口運(yùn)營(yíng)更安全
在外海建設(shè)港口，安全是首先要考慮的問(wèn)題。船舶大型化了，航道水深了，過(guò)去在淺水航道設(shè)計(jì)中積累起來(lái)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在深水航道中還能不能繼續(xù)沿用？
對(duì)此，中交水規(guī)院總工程師、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師吳澎等，邀請(qǐng)全國(guó)有經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)，在武漢理工大學(xué)的船舶操縱模擬實(shí)驗(yàn)室里，前后開展了５０００多組船舶模擬操縱試驗(yàn)，確定了轉(zhuǎn)彎半徑、彎道加寬等設(shè)計(jì)參數(shù)與船舶航速的關(guān)系，保障了深水航道的設(shè)計(jì)選線，做到安全、合理、高效。
此外，專家們還研究了風(fēng)暴潮對(duì)港口航道的安全影響，提出了風(fēng)暴潮增水和波高的二維復(fù)合分布公式，為安全合理地設(shè)計(jì)碼頭提供了科學(xué)依據(jù)。
經(jīng)過(guò)一系列攻關(guān)，該項(xiàng)目取得原始創(chuàng)新成果３項(xiàng)、集成創(chuàng)新成果７項(xiàng)、引進(jìn)消化再創(chuàng)新成果３項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專利８項(xiàng)，成果納入《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其成果近年在大型深水港如洋山港、大連港、天津港等港口建設(shè)中全面應(yīng)用。
交通運(yùn)輸部副部長(zhǎng)高宏峰指出，離岸深水港項(xiàng)目不僅技術(shù)水平世界領(lǐng)先，還為交通運(yùn)輸行業(yè)“十二五”重大技術(shù)專項(xiàng)如跨海通道建設(shè)、黃金水道建設(shè)等提供了基礎(chǔ)，今后還將走出國(guó)門，用中國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為世界工程打上“中國(guó)創(chuàng)造”的印記。
