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單根鋼管沉管長度達1060米、口徑達2.2米、重量達1500噸左右、下沉深度深達16米,還要準確無誤地放至水下,其難度可想而知。可是正因為難度大,也成為整個駱馬湖水源地輸水管線施工成敗的關鍵,因此,沉管施工至關重要。
用上這個技術是怎樣讓海底世界呈現三維立體圖像的?董軍宇向記者詳細解釋了工作原理和流程。我以海水養殖的項目為例,給你解釋一下工作流程。他說,通過技術探測,能夠為海參、鮑魚等高附加值海水養殖提供生存環境等詳細信息。先為水下機器人裝上所研發的技術設備,然后讓水下機器人下水探測。先通過聲吶技術遠距離探測出海參等的生存環,熟悉海底環境的大致狀況。隨著距離的不斷靠近,在合適的距離時機器人會打開燈光,設備的攝像頭會拍攝到環境的大體情況,再次形成一個狀況的分析。隨著再次靠近,到達一定距離后,設備的高分辨率系統會自動啟動,通過檢測和分析,能看清毫米級的海參生存環境。海底表面的粗糙度情況能清晰地得知,甚至表面石頭的光滑與粗糙程度也能分析出來。董軍宇說,通過分析形成的三維圖像是彩色的,水上養殖人員能很輕松觀測養殖環境,做出分析。海洋生物學的研究表明,海底地表的幾何及三維紋理特征與生物的棲息、生長具有直接的關系。董軍宇表示,拿水下三維表面缺陷檢測而言,就能體現出技術應用市場的廣泛性?捎糜谒鹿こ讨械臉吨砻鎿p壞狀態評估;水下金屬結構物表面的腐蝕的檢測、銹蝕檢測、焊縫的檢測;結構物表面的撞擊痕跡、扭曲、彎曲、凹凸變形等檢測;底棲生物養殖的海底表面粗糙度評價等。它很聰明,接到任務后會自動去工作通過技術主要輸出三維表面高度及彩色反照率圖,檢測精度達到毫米級。從專業角度來講,該技術研發的內容主要涉及五個方面。
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有的擴散器和取水口裝置可以和管道連接好一起用漂浮-下沉法鋪設(必要時可以在這些部分加上臨時的浮桶增加浮力),有的因為過于笨重,需要分開下沉鋪設,然后在水下由潛水員用法蘭組件連接!
這五個方面分別是:1、基于水下結構光和光度立體學的光學成像系統及同步控制系統設計;2、高精度結構光特征點提取,以及對結構光特征點進行高精度空間幾何重建;3、基于光度立體學的水下吸收、散射系數及三維物體表面梯度、反照率最優化求解;4、基于水下光度立體理論及結構光獲取的表面特征點,對水下目標進行三維表面高精度高度重建;5、水下高精度三維光學虛擬展示及檢測分析。這一系列內容都是設備自我完成的,給設備一個特定任務,設備就會下潛到一定海底位置,進行定量分析,自動工作,建構出三維立體的圖形。該技術填補了高精度三維立體探測海底世界的空缺,在水下目標表面高精度三維實時檢測技術及應用上達到國際領先地位。這就象征著通過該技術能把海底世界高清晰繪制出三維圖像,了解海底的環境。記者了解到,該技術已經處在中試階段,而據董軍宇預測,技術的應用會帶來巨大經濟效益和社會效益。預計投放初期市場,規?蛇_到每年150~200套,加上對外出租設備收入,產值在4500~6000萬元,預計年利潤可達1500~2000萬。除此之外,系統的研制成功,能帶動水下三維成像、水下機器人視覺等相關行業領域的發展,使我國在軍事國防、科學研究、海洋經濟等領域掌握技術主動權。
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(2)路肩砌石質量應符合砌石施工規范要求。(3)路肩壓頂砂漿、混凝土及漿砌石等形式。砂漿、混凝土壓頂施工應滿足強度、尺寸要求;為了充分利用石料,可在路肩砌石上部30cm左右進行漿砌。五、墊層施工墊層的材料應根據設計要求進行選料,鋪設厚度應滿足設計要求,需要碾壓的應按要求進行碾壓;對于片石灌砂墊層應進行片石擺設,片石要留有夠大的縫隙以便灌砂,灌砂時應用水來保證密實,灌滿后還應進行碾壓。六、泥接碎石路面施工:泥結碎石道路包括礦渣回填路基及泥結碎石路面層。碎石墊層厚15cm,泥結碎石面層厚5cm。施工流程如下: (1)路基填筑礦渣壓實作業:礦渣填料在鋪料、平整、灑水潤濕,并要求灑水后進行碾壓壓實,碾壓遍數通過試驗確定。擬選用yz-12t振動碾,采用進退錯距法,進行施工碾跡搭壓寬度不應小于0.1m,碾壓時行駛速度為2km/h。搭接位置不小于平行路軸線方向0.5m,順道路軸線方向行駛,機械碾壓不到的邊角部位,采用12馬力蛙式打夯機夯實,局部人工木夯夯實。在路肩砌筑施工完畢后施工,即可用汽車運砂、碎石料至施工地段上進行路面面層施工,用人工運至現場工作面上進行攤鋪,攤鋪的厚度應達到設計要求,再用振動壓路機壓實。碎石的質量應符合規范要求,且級配良好、不得有超粒徑的現象發生,不得含有石粉、碎石里不得含有風化石或軟石。(2)泥結碎石路面層施工①準備工作。包括放樣、布置料堆、整理路槽和拌制泥漿。泥漿按水土體積比0.8:1—1:1進行拌制,過稀或不均勻,都將直接影響到基層的強度和穩定性。②攤鋪碎石料:將事先準備好的石料按松鋪厚度一次鋪足。松鋪系數為1.2~1.3左右按設計要求的寬度及厚度進行攤鋪。 ③初步碾壓:初碾的目的是碎石顆粒間碾壓緊,但仍包留有一定數量的空隙,以便泥漿能灌進去。因此以選用振動壓路機進行碾壓為宜。碾壓遍數不超過2—4遍(后輪壓完路面全寬,即為1遍),碾壓至碎石無松動情況為度。④灌漿:在初壓穩定的碎石層上,灌漿預先調制好的泥漿。泥漿要澆得均勻,數量要足夠灌滿碎石間的孔隙。泥漿的表面應與碎石齊平,但碎石的棱角仍應露出泥漿之上,必要時,可用竹帚將泥漿掃勻。灌漿時務使泥漿灌到碎石層的底部,灌漿后1—2h,當泥漿,孔隙中空氣溢出后,在未干的碎石層表面上撒嵌縫料(約1~1.5m3/m2),以填塞碎石層表面的空隙,嵌縫料要撒的均勻。 ⑤碾壓:灌漿后,待表面已干而內部泥漿尚處于半濕狀態時,再用三輪壓路機或振動壓路機繼續碾壓,并隨時注意將嵌縫料反勻,直碾壓到無明顯輪跡及在碾輪下材料完全穩定為止。在碾壓過程中,每碾壓1~2遍后,即撒鋪薄層石屑并掃勻,再進行碾壓,以使碎石縫隙內的泥漿泛到表面與所撒石屑粘結成整體。⑥質量要求:泥漿必須澆灌均勻,表面應平整、堅實,不得有松散、彈簧等現象。用壓路機碾壓后,不得有明顯輪跡。面層與其他構筑物接順,不得有積水現象。施工完的路面外觀尺寸允許偏差應符合有關規范要求。 還可采用另一種施工方法:拌和法。拌和法施工與灌漿法施工不同之處,是土不必制成泥漿,而是將土直接鋪撒在攤鋪平整的碎石層上,用平地機、多齒耙或多鏵犁均勻拌和,然后用振動壓路機進行碾壓,碾壓方法同灌漿法。在碾壓過程中,需要時應補充灑水,碾壓4-6遍,撒鋪嵌縫料,然后繼續碾壓,直至碾壓到無明顯輪跡及在碾輪下材料完全穩定為止。七、下田坡道下田坡道的寬度應滿足耕作機械下田的行走寬度和轉彎半徑。坡度不能大于耕作機械的最大爬坡度。
為了實現自己的海洋夢,背后有一段勵志的科研故事。說起我的夢想,真的想通過我們團隊的努力,實現大海撈針的夢想。董軍宇說,大海撈針這個成語他想變成現實,通過給水下機器人裝上高精度的眼睛,能撈起海底像繡花針大小的物體。說起這個夢想,董軍宇說并不是不切實際。每每想到我們科研團隊在做的項目對海底世界的開發和勘探有著作用,我就倍加努力。他說,他們的這項技術在兩年前開始運作研發 ,開辟了技術的空白,而真正讓這項技術成熟還要研發十年左右的時間。燈光和激光的配合運用是這個技術的關鍵,我們反復做了上千次實驗。經常是加班到深夜,忘記了吃飯。而談起他為何能整日面對枯燥的科學實驗,董軍宇表示,這和他的出國留學經歷有關。大學時代的董軍宇在海大數學系念書,有著海洋科研夢想的他大學畢業后去英國攻讀計算機相關專業的博士。英國是一個海洋業發達的國家,在英國的大學念書時我發現海洋技術對一個國家的經濟和軍事發展都有關鍵作用所以我決心用自己的專長解決海洋探測技術的關鍵核心問題。為了實現這個夢想,董軍宇投入到了枯燥但是有意義的科研生活中。研發這個技術的兩三年時間,平時都沒有好好陪家人吃過一頓飯,特別是孩子還在上小學,覺得有點愧對他。談起為了科學犧牲陪伴家人的事情時,董軍宇有些哽咽。也許在不遠的將來,通過我們研發的技術,能繪制出詳細的海底世界三維圖也說不定。在董軍宇的科研道路上,他充滿了期待。
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五、對特殊設備、進口設備或特殊部位的成品保護,由項目部組織編制專項成品保護廊,并組織實施。安全文明施工安全文明施工目標確保施工現場安全文明達標,無重傷死亡,輕傷頻率小于20‰。安全文明施工措施安全文明施工工作要點一、搞好大型設備搬運吊裝安全措施的制定和管理。二、搞好深溝管道作業的安全措施制定和管理,盡量避開雨天溝槽施工,搞好溝槽深坑排水措施,防止溝槽垮踏傷人。三、搞好施工機械安全裝置配備及安全操作規程的懸掛,進場的機械性能必須良好可靠,并搞好機械保護工作,杜絕機械帶病運行。四、搞好施工臨時用電線路的維護檢查,保證各設備具有可靠的保護接地。五、保證施工現場有齊備完好的安全設施提供使用。六、搞好現場治安、消防和防洪工作。七、抓好施工現場辦公室、庫房、加工場地、班組用房、炊事用房的清潔衛生,做到施工現場誰施工,誰清掃,每周組織一次檢查,現場設余料廢料堆場,并及時清運垃圾廢料。八、所有現場人員必須遵守安全文明規定和施工規律,嚴禁酒后進行***操作,***指揮。安全文明施工管理措施一、項目經理部以國家上級有關安全、文明生產的法規、政策規定及本項目工程安全文明生產目標,并結合工程實際對現場職工作好安全教育,提高全體職工安全文明施工意識。樹立“預防為主、安全第一”的思想,確保職工受教育面達到100%。
針對人們擔心的由此或導致海域污染的問題,中海油深圳分公司副總經理梁羽稱,由于泄漏的是僅含少量遇空氣就會揮發的凝析油的天然氣,不會產生像原油泄漏導致的海域污染。泄漏的天然氣并不含硫,但燃燒天然氣確實容易產生二氧化碳增多的問題。梁羽透露,現在,已確定的工程修復方案的目標是盡快消除風險源,等惰性的氮氣置換了管道中的天然氣后,潛水員對現場進行摸查后的作業條件就具備了,他們在對可能導致管道出現漏點的外力因素作出有效判斷后,如果可行的話,將由潛水員首先實施臨時性的封堵措施,第二步才會采取根本性的封堵措施。就此事件或因天然氣管道鋪設過程導致了隱患的質疑,珠海市橫琴新區管委會這條海管鋪設位置是在靠近橫琴的一條叫做磨刀門的水道附近,并非珠江口西側的又名洪灣水道的馬騮洲水道,馬騮洲水道才是珠江入海口的主航道,而磨刀門水道位于其南側,不會威脅到這一主航道的安全。就此問題,這條海管是在2003年申報,2004年鋪設的,整個海管的路由設計與申報、鋪設、水上水下作業,最終的坐標點的確定,有合法證書,而且整個行為也是合法合規的。
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國際上水下鋪設管道領域也是各種管道激烈競爭的市場。塑料管道能夠在很多工程的競標中勝出就是因為有突出的競爭優勢。在水下鋪設的排放管道領域,已經有許多實例證明,采用柔韌性海洋排放管道的成本僅是傳統鋼或混凝土制造排放管道造價的一半。例如被稱為歐洲歷史上至今最大的排海工程-法國Montpellier排海工程,在2001年招標時有超過20家企業參加競標,這些競標單位采用的管道有鋼管、混凝土管、玻璃鋼管和聚乙烯管四種。2002年9月用戶決定采用聚乙烯管道,認為是最佳的競標方案。理由是:該方案最可靠和最安全、鋪設時間最短可以減小對該地生活的干擾、管道完全不會腐蝕確保了長期使用壽命和維護運行成本低。到2004年1月工程在規定時間和規定預算內竣工,客戶非常滿意。