7月的風(fēng)拂過大灣之濱，國際航空樞紐——香港國際機場,，挺立在碧海青山之間,。
這座建成于1998年的機場,，人群川流不息，飛機往來不停,，國際客運量在全球排名中居于前列,。2022年，隨著第三跑道投入使用，該機場的運輸能力得到了顯著提升,。
在第三跑道背后,，不僅隱藏著一條宛如大動脈般默默工作的輸油管道，還承載著一段鮮為人知的鉆探故事——
一家民營企業(yè),，帶著非開挖定向鉆全套設(shè)備與技術(shù)方案,，在海底百余米深處精準(zhǔn)前進5200米，完成了“世界第一穿”的壯舉,！
非開挖定向鉆好比“微創(chuàng)手術(shù)”
時間回到2015年,，一張“英雄榜”，讓國內(nèi)外無數(shù)個管道穿越公司“炸了鍋”,。
那時的香港國際機場,，正在計劃填海建設(shè)第三跑道。填海后,，原有的輸油管道會被泥土覆蓋無法使用,。全新的海底輸油管道項目建設(shè)迫在眉睫。
高達10余億港元的預(yù)算,，吸引了多家管道穿越領(lǐng)域的公司參與競標(biāo),，來自河北的華元科工股份有限公司（以下簡稱“華元公司”）也是其中之一。
“這是個不折不扣的‘硬骨頭’,?！倍⒅椖抗こ虉D，華元公司董事長史占華陷入了沉思——管道水平穿越長度5200米,，且需要在海底百余米深處穿越200多米長的拋石填海層,、淤泥黏土層，以及硬度極高的花崗巖和軟硬交替的巖石斷裂帶,。
此外,，管道一端在機場內(nèi)，距跑道不到300米,；另一端緊挨著野生鷺鳥等國家保護動物棲居的沙洲島,。安全和環(huán)保都是大事。
前所未有的施工難度,，讓許多競標(biāo)方一籌莫展,，不少業(yè)內(nèi)人士甚至稱之為“世界第一穿”。有的公司提出變通方案——在穿越路線中間,，人工填海造島,，然后把兩頭連接起來。
方案被否,。因為填海造島不僅成本更高,，而且對海洋環(huán)境擾動較大,。
面對挑戰(zhàn)，華元公司的技術(shù)團隊卻信心滿滿：“一定要拿下這個項目,！”
日前接受采訪時,，史占華告訴科技日報記者：“我們的自信，來自公司數(shù)十年的積累,?！?/p>
這要從電纜、管道的鋪設(shè)講起,。傳統(tǒng)的開挖方式,，是直接挖開地表或在海底挖掘隧道，再鋪設(shè)管線,?！皞鹘y(tǒng)開挖方式就像切開-縫合式手術(shù)，創(chuàng)口大,、恢復(fù)慢,。”史占華給記者打了個比方,，“非開挖定向鉆則好比微創(chuàng)手術(shù),，不僅創(chuàng)口小，而且恢復(fù)快,?！?/p>
非開挖定向鉆技術(shù)，是指在地表極小部分開挖的情況下,，通過導(dǎo)向,、定向鉆進等方式，敷設(shè),、更換和修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù),。該技術(shù)起源于國外，我國1985年才開始涉足,。
“那時的非開挖定向鉆工程幾乎完全是外商的‘一言堂’,。”史占華回憶,，“我們連插話的資格都沒有，只能站在遠(yuǎn)處看,，還要接受極高的報價和各種不合理要求,。”
1996年,，作為國內(nèi)首家自主研發(fā)該技術(shù)與設(shè)備的團隊,，華元公司試制出國內(nèi)第一臺大噸位非開挖水平定向鉆機,，并成功應(yīng)用于工程實踐，改變了過去受制于人的局面,。
導(dǎo)向孔對穿猶如“兩人握手”
香港國際機場項目非同尋常,，無論技術(shù)和設(shè)備要求，都超越了以往的極限,?！氨仨殞ふ乙粭l新思路！”史占華斬釘截鐵地說,。
幾次閉門討論后,，一個大膽的思路逐漸清晰——采取導(dǎo)向孔對穿的鉆進方式。
如果采用常規(guī)的單向鉆探方法,，在單端鉆頭長距離鉆進后,，鉆機推力會呈指數(shù)級減小，因為穿越距離越長,，推力越難傳遞到鉆頭上,。
雙向推進則不同?！斑@就猶如兩人握手,。”華元公司團隊成員榮海龍對記者說,，“在一側(cè)正常鉆進的同時,，另一側(cè)也在鉆進。雙向奔赴,，精準(zhǔn)對接,，就可以大大增加穿越長度?！?/p>
史占華帶領(lǐng)團隊在10米×10米的規(guī)劃施工用地中,，反復(fù)試驗，巧妙地設(shè)計出直接穿越5200米,，且不泄漏泥漿的方案,。
這套方案得到了項目方的肯定?！笆澜绲谝淮?，花落華元！
思路和方案解決了,，施工中的挑戰(zhàn)也隨之而來,。
在數(shù)千米鉆進過程中，兩個鉆頭精準(zhǔn)對接的難度極大,。史占華將其比喻為“在100多平方米的房子中,，將兩根縫衣針對接”,。
要保證準(zhǔn)確對接，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位至關(guān)重要,。經(jīng)過反復(fù)實驗,，綜合利用衛(wèi)星定位、海面船體定位和鉆頭地磁傳感系統(tǒng),，技術(shù)團隊成功構(gòu)建了空,、海、陸三位一體的數(shù)據(jù)采集體系,。
基于采集到的數(shù)據(jù),，技術(shù)團隊開創(chuàng)性地研發(fā)出鉆機導(dǎo)向定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)可讓鉆頭按預(yù)定軌跡鉆進,，實現(xiàn)海面百余米下的“穿針引線”,。
2018年，一個晴朗的午后,，海面風(fēng)平浪靜,。史占華一行人目不轉(zhuǎn)睛地盯著液晶屏幕上的鉆頭位置，豆大的汗珠從他們頭上流下,。
隨著一聲清脆的“滴”聲,，歡呼聲爆發(fā)開來，對接成功,！
在“雙向握手”思路的推動下,，該項目于當(dāng)年保質(zhì)保量地完成。
地磁導(dǎo)向系統(tǒng)堪稱“電子眼”
有了“雙向握手”思路加持,，華元公司的施工之路勢如破竹,。在日前完成的媽灣電廠升級改造項目天然氣管道接入工程中，他們又一次大顯身手,。
深圳的7月,，晴空如洗。繁忙的深圳西部碼頭堤岸和美麗的大鏟島海岸上,，在僅有籃球場大小的施工區(qū)域,，水平定向鉆機從陸地斜切入海。鉆桿旋轉(zhuǎn)間,，泥漿靜靜流淌,，為數(shù)不多的工人們默契配合，操作有條不紊,。
深圳媽灣電力有限公司燃?xì)夤芫€建設(shè)項目主管魏傳峰介紹,，媽灣項目管道穿越距離較長、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，且施工區(qū)域受限,，需從大鏟島和媽灣電廠區(qū)域同時鉆進。
“為此,，我們立足‘雙向握手’思路,，果斷采用堪稱‘電子眼’的最新自主研發(fā)的HYMGS地磁導(dǎo)向系統(tǒng)，使得鉆頭按預(yù)定軌跡鉆進,，僅用不到120天時間就完成了兩鉆頭在海底‘對接’,。”魏傳峰說,。
該項目管道已于今年4月成功回拖,，這是世界上最長的陸海定向鉆穿越管道。該工程創(chuàng)造了3項世界紀(jì)錄——直徑600毫米以上大管徑定向鉆穿越長度世界第一,，陸對海定向鉆穿越長度世界第一,，天然氣管道定向鉆穿越長度世界第一。
“這3項紀(jì)錄意味著,，我們對‘雙向握手’思路的運用及其配套裝備的研發(fā),，已日臻成熟?！笔氛既A說,。
在最近召開的全國科技大會、國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會,、兩院院士大會上,，習(xí)近平總書記強調(diào)，要充分發(fā)揮科技領(lǐng)軍企業(yè)龍頭作用,，鼓勵中小企業(yè)和民營企業(yè)科技創(chuàng)新,，支持企業(yè)牽頭或參與國家重大科技項目。
史占華向記者表示：“下一步,，我們還將針對超長距離,、海上及山體等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，在非開挖定向鉆穿越技術(shù)和裝備的研制,、電動鉆機產(chǎn)業(yè)化及標(biāo)準(zhǔn)化方面進行深入研究,，讓‘中國鉆’大放異彩！” （李詔宇 陳汝健 羅云鵬）
責(zé)任編輯：王彥赟
