水下“魔方”大變身
文章來源：中國交通建設集團有限公司 發布時間：2021-03-29
春日的大連灣依舊冷風刺骨，中交集團所屬中交一航局大連灣海底隧道項目設備倉庫里卻熱鬧非凡，施工人員正緊鑼密鼓地對國產化水下電纜插座進行保養調試。這些水下電纜插座不久前為隧道首節沉管精確對接提供了強力保障，當下正準備重新“披掛上陣”，循環使用到第二節沉管對接中。
大連灣海底隧道是我國北方地區第一條沉管跨海通道，隧道全長3035米，由18節大型沉管連接而成。“水下電纜插座是連接安裝船與沉管的關鍵設備，負責電力、通訊和水力壓接等系統供電，一旦出現問題，沉管便會在水中失去動力、不受控制，水下毫米級安裝也就無從談起。水下電纜插座有如水下‘魔方’，稍有一個部位拼插錯誤，所有布局將被打亂。”四工區設備部副部長王富敬介紹，大連灣海底隧道每節沉管需要安裝10個水下插座，整體需求量超百個，但受疫情影響，原本需要從德國進口的水下插座無法按時進場。
首節沉管安裝作業逐日迫近，項目團隊的創新熱情隨之迸發。“水下插座之前安裝在沉管尾端的鋼封門中，沉管對接完成后若是拆除，就會在鋼封門上留下一個個窟窿，造成沉管內部透水，后果不堪設想。如果把插座安裝到鋼封門內表面，就能在沉管對接完成后拆卸出來循環使用，不影響鋼封門止水。”憑著多年施工經驗，四工區副經理朱春峰為大家帶來靈感，但新方案若要實施，水下插座的內部結構必須隨之改變，國內廠家暫時還不具備改造能力。
辦法總比困難多。團隊通過BIM建模，在鋼封門外表面安裝水下插座的位置加裝防水保護罩，通過水密隔層達到防水的效果。沉管對接前，潛水員在沉管外側打開保護罩，就能完成電纜插頭與插座的連接。沉管安裝結束后，拔下電纜將保護罩封閉好，就可以進入沉管內拆下插座，循環使用到下一節沉管。經計算，采用內部安裝方案，水下插座需求量將由上百個銳減到十余個，經濟效益顯著提升。
安裝工藝雖然通過論證，但施工中還是“一座難求”。關鍵時刻，王富敬想到港珠澳大橋建設時期曾留下一批備用插座。在進行連接試驗后，發現備用插座腐蝕較大、水密性降低，已達不到使用要求。團隊從插針鍍金工藝及絕緣材料化驗分析入手，制定了“四步走”研究策略：第一步是剖析結構，對插座構造和各部件進行測繪、放樣；第二步對內部絕緣材料和填充物質進行化學分析，并結合循環使用的要求，對選材及硫化工藝進行優化；第三步是利用BIM技術研究插座的水密結構，進行動態插拔模擬，解密插座的水密“機關”；第四步是對插針鍍金硬度逐一進行真實測試，最終發現在鍍金前先鍍一層鉻金屬，不但使用耐久性顯著提升，同時還能達到接觸電阻性能要求。
通過“四步走”研究，技術團隊結合施工實際需求，對水下插座進行了升級改造，并聯合大連當地廠家，設計制造了新的水下插座和專用配套法蘭。通過試驗，項目部設計的水下插座各項技術指標均滿足使用要求，這也意味著海底隧道沉管安裝使用的4芯動力插座和19芯組合插座實現了國產化，不再依賴進口。
“優化后的水下插座在使用耐久性、抗腐蝕性等方面得到了提升，不僅技術上得到新突破，滿足了循環使用要求，更節約了高額采購成本，采購和使用過程中再也不用請外國工程師上門服務了。”四工區項目負責人對新工藝贊不絕口。
【責任編輯：家正】
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