落日余晖,在中海壳牌惠州三期乙烯项目海天相接之处,四航局“四航固基”号正隆隆作响,进行着水下软基加固作业。“有了这个‘得力助手’,我们的单桩处理面积大幅增加,自动化程度也更高了。”四航研究院技术研发中心科室主任滕超介绍道。
2016年,四航局自主研发并建造了国内首艘具备同时施工处理三根DCM桩能力的水下DCM船——“四航固基”号。DCM船作业原理是将水泥等固化剂与软土强制搅拌混合,使软土硬结,达到提高地基强度和稳定性的目的。
三期乙烯项目位于惠州市大亚湾石化产业园区内,项目共需建设16套生产装置及相关配套工程。2023年3月,在填海造地施工过程中,滕超发现施工区域勘察孔间距较大,中间60余排桩的土层分界难以判别。水下软土地层分布复杂,“四航固基”号施工若按深度设定统一的工艺参数,将会与部分土层性质不匹配,极易引发桩体强度过高或不足等问题,引发工程质量风险。
“我们需要探索新的水下施工智能化技术。”滕超坚定地说道。技术团队通过深入挖掘香港机场三跑、深中通道等项目所积累的海量数据,针对各土层检测结果展开分析和溯源,建立起涵盖勘察、施工、检测全过程的加固水下软基全过程大数据体系。
在此基础上,团队借助人工智能技术开发了一款能够识别土层类型且功能丰富的智能模型。该模型可依据实时识别结果灵活调整工艺参数,在出现质量缺陷时还能立即启动补充喷浆、搅拌程序。最终,技术团队将这一模型的功能集成在“四航固基”号智能施工辅助系统中,为施工提供智能化指导。
然而,团队也意识到一个潜在问题:此模型依据已完工项目数据训练,与新项目的地质条件存在差异,预测精准度和可靠性存疑。“要是有其他土层识别方法与该模型预测结果相互印证就好了。”滕超喃喃道。
看到办公桌堆满的资料,滕超思忖:土的种类固然繁多,但施工时只要确定不同区域土层分界点即可,就像在拼图中找到关键的拼接缝隙。他赶忙找到施工原始数据,经过长时间分析,在数据的细微变化中发现了可能与土层分界相关的波动,随后组织技术团队进行了多轮现场勘测、样本分析和数据比对等验证工作,确定了波动界面以上是淤泥,以下是黏土,为技术研发带来了转机。
于是,滕超召集软件开发组,决定增加下贯阶段荷重、扭矩、能耗等与土层类型有着密切关联的指标显示功能,并在系统中添加依据指标修改土层类型的功能。新增加的功能所获取的数据与智能模型的预测结果相互印证,当两者出现偏差时,以现场实测数据为主进行调整,进一步提高了土层识别的准确性。
这一改进为“四航固基”号赋予“智慧大脑”,使其能调整出适合项目实际的工艺参数。同样46万余立方米的水下软土加固工程,仅耗时9个月便顺利竣工,比香港机场三跑项目节省6个月工期。
“‘四航固基’号的智能化施工技术未来可推广至旋喷桩、碎石桩、砂桩等软基处理领域,无疑将为水下施工注入新的活力。”滕超满怀期待地说道。