打造大湾区首个大型自动化集装箱码头，南沙四期项目水工结构主体完工
2022-02-10 09:38:37 作者：四航二公司点击：1704次
1月10日，南沙四期项目海轮1~4号泊位水工结构主体完工。南沙四期项目是粤港澳大湾区首个全自动化码头，中交四航局在此续写大湾区新的建港奇迹。
项目施工内容为 2个10万吨级和2个5万吨级集装箱海轮泊位，泊位长度1460米；12个2千吨级集装箱驳船泊位，泊位长度984米；4个工作船泊位，泊位长度200米。码头陆域纵深650-840米，陆域总面积约120万平方米。其中海轮码头采用国内首创大型钢管板组合板桩码头结构型式，钢管桩直径达2054毫米。
项目建成后，广州港南沙港区每年集装箱吞吐量预计可超过2000万标准箱，位居全球单一港区前列，届时南沙港区集装箱能力布局将更加完善，整体能力提升促进规模运输的优势将凸现，将成为泛珠三角经济腹地全面深度参与“一带一路”建设的出海大通道。
▲项目建设效果图
板桩码头作为一种柔性结构，码头位移和沉降是施工和使用阶段经常遇到的问题，而自动化码头采用的无人驾驶IGV智能导引车替代了传统的人工驾驶，场地的沉降，特别是不均匀沉降引起的路面、路面与结构物的高差将对IGV小车的行使安全造成较大安全隐患。整个码头沉降的控制精度，成为了建设粤港澳大湾区首个大型自动化集装箱码头的关键技术难题之一，因此，新材料泡沫轻质土作为设计首选，应用在了码头后方回填，以解决不均匀沉降问题。
在公路、铁路建设过程中，为减少跳车现象，通常会采用泡沫轻质土以降低道路本身自重。泡沫轻质土具有重量轻、抗压性好、耐久性好、自稳性好、经济性好等特点，但把泡沫轻质土大规模应用到水工码头结构上在全国还没有先例。
随即，技术团队开展技术攻关，通过不断调节泡沫掺入量，改变泡沫轻质土配合比方案等，经过几十次的试验对比分析，参数修调、样块比对、抗压试验以及环境变更等各项测试，泡沫轻质土施工方案终于出炉。
“没有可以参考的案例和经验，我们只能‘摸着石头过河’。”项目经理廖宏志坦言。2020年10月，所有人的目光都聚焦在第一方泡沫轻质土在海轮码头1号泊位浇筑现场。“三天、七天、二十八天，不间断、全方位的实体检测数据、强度均满足施工设计要求！”试验室通报测验结果，现场响起一片掌声。
码头沉降问题刚解决，组合桩施工又是摆在项目团队面前的一道难题。不同于传统码头钢管，南沙四期码头的钢管桩单根长36.5米，重达43. 3吨，可比拟一辆96A式主战坦克的重量。项目团队决定打破传统水工项目思维定势，创新提出长距离陆路运输的方式运输钢管桩，而采用陆路长距离运输钢管桩在四航局尚属首次。
“导向架高8米，长15米，通过钢结构组装，上下两层对应位置分别布置钢管桩大小孔洞，下放钢管桩，四周布置橡胶导向轮，在微调钢管桩定位精度的同时还能对钢管桩涂层起到保护作用，我们的钢管桩的实际施打精度已经控制在千分之二，远远高于百分之一的设计精度。”项目总工夏晓露介绍道，钢管桩施打精度难题迎刃而解。新设计的导向架不仅为码头施工采用的钢管桩提供了稳定的施工环境，更大幅度提高了工作效率、定位精度和建设质量，有效保障了码头施工的有序推进。
“无人机智能巡检系统应用，使得无人机能够如同科幻大片中的场景一样，脱离飞手自主作业，这也是该系统在国内港口建设领域的首次实践。”夏晓露对参观人员介绍道。
无人机智能巡检系统作为全自动无人值守解决方案，主要由无人机、机场配套系统、机场后台及管控平台组成，系统采用“云-边-端”的应用架构体系。该系统通过管理人员最初的设定后，无人机就能够完成自行判定航行条件、升降自主作业、自动充电、远程操控、实时直播和数据自动回传、处理、分类存储自行拍摄、自行反馈数据等。
秉持着“加大技术创新应用力度，提升项目管理水平”这一理念，项目团队利用BIM技术搭建的“智能脑机”便运营而生。“项目建设面积120万平方米，人工检查一圈耗时多达三个小时，一些险、微位置更是难以有效查看。”项目副总工卢家亿拿着无人机说。“现在有了它的加持，这些工作都变得更加便捷，项目施工整体检查仅需要十几分钟，可以及时地发现问题。”基于BIM构建的工程建设全生命周期智能化管理，BIM技术的一系列创新应用、集成应用和深化应用，让南沙四期的建设变得更“智慧”。
“为了保证施工质量，施工过程中对BIM技术创新应用覆盖施工过程全生命周期。”夏晓露介绍，在临时工程施工前，团队通过无人机智航巡飞系统对基地进行前期踏勘、图纸放样，利用BIM的三维可视化，使施工通过现场平面布置与现场一致；同时，大直径管板组合桩、五轴水泥搅拌桩等也都由BIM深化后先进行工艺模拟。另外，通过BIM技术对各主要阶段的施工组织、大型设备配置、材料分类堆码、临建设施使用等进行管理，力求空间布置集约，使工程施工合理有序地进行，以实现进度、质量、安全管理“三优”的新局面。南沙四期BIM技术创新应用得到业内广泛认可，荣获第五届中国建设工程BIM大赛三类成果、第十一届创新杯建筑信息模型(BIM)应用大赛交通工程类BIM应用一类成果等领域重量级奖项。
