“接到公司今年001号调度令通知，4月10日咱要调往烟台裕龙岛排水管涵工程。”站在“砂桩1”甲板上，船长匡启升对大家说道。“自从有了这艘船，现在这活儿一个接一个，心里真高兴啊。”大车王善春笑道。“那是，谁让这艘船浑身都是专利呢！”匡启生自豪说道。
水下基床整平是码头、海底沉管隧道等水工工程建设的重要工序，以便沉箱或沉管平稳安全着陆。现有的整平装备一般都是为解决大型工程技术问题建造，设备庞大、调遣困难、适用性窄。常规码头建设依然采用人工整平，质量、效率与安全都难以保证。码头机械化整平作业拥有广阔市场，为了抓住这次机遇，公司技术研发团队的研发之路也就此展开。
技术团队的首要任务是实现装备轻量化。他们根据作业要求，将装备精简为振动模块、轨道模块、台车模块，无需专用船舶，整个结构可随集装箱快速运输，在确保专业性能的同时兼具便捷组装的性能。完成了外部瘦身，提升“内功”是关键。作为整平装备的核心，振动模块是设备的“心脏”。团队研究发现，传统的基床整平是通过一个直径1.5米的钢制重锤，依靠重力夯实基床石块，再抛填小块石，由人工潜水进行整平。“但是重锤夯实落点不稳定，效率慢，质量控制难度大，能不能将机械和人工工序二合一？”一航局副总工程师、公司总工程师刘德进提出新想法。
▲动画演示
经过研讨，团队将目光聚焦于市场常见的振动锤上，计划为其设计一套控制系统，使其到达基床厚度指定位置时，自动停止，以保证锤击始终在同一平面上，确保最终整平效果。为了验证可行性，团队成员搬来了振动装置，在其下方安装了3平方米的梯形钢结构平板进行试验，并观察到试验槽的石块随着振动，逐渐由高向低填满沟壑，而且石块间空隙变小，变得密实，整体平面归于平整。经过陆上及船坞内的多次试验，证明在上下振幅超过3毫米时，振动锤夯实整平效果最佳。
有了稳准狠的“拳头”，还要有一个灵活的“手臂”。技术团队乘胜追击，为振动锤接上长23米的振动管，分为3节，可随时拆解加装，适配不同深度海域的施工要求。技术团队还在振动管顶端安装定位系统，依靠坐标准确测量基床平整度，进而控制振动锤夯实深度。但在试验中，公司一级专业总师王翔发现，位于振动锤上端的定位系统，因高频率振动损坏率极高。
一日，王翔在看到磁悬浮列车原理视频时，突然迸发出灵感：“能不能给定位系统做一套悬浮设备？”团队购置了长2厘米、宽1厘米的强磁铁，分3层摞列组装出一个四四方方的盒子，依靠同极相斥原理，成功将中间层悬浮起来。定位系统通过套管连接到中间层，振动锤振动时，中间层始终保持上下轻微浮动，避免高频率振动带来的损坏。
自此，这艘能够同时满足深水和浅水基床夯实整平作业需求的专用船研制成功，成为国内首次将振动整平工艺成功应用于基床细平施工的装备，施工效率可达每天400平方米，精度达到行业细平标准5厘米以内，获得了“水下构筑物抛石基床高精度密实方法”等6项专利授权。
如今，“砂桩 1”已参与了青岛港泛亚码头工程等5个码头建设，填补了我国振动夯平施工技术的空白。
素 材 | 技术研发与信息化部、党委工作部
供 稿 | 王晓辉
编 辑 | 方 旭
校 核 | 刘 畅、张庆波
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关键词： 深度报道 重锤出机整平水下基床
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