智斗惊涛建海港——中企科学技术创新筑就阿什杜德新港今日视点

  科技日报驻以色列记者胡定坤实习记者于紫月

  阿什杜德坐落于以色列南部、地中海东岸，是该国最重要的港口城市之一。2014年9月，阿什杜德新港建设项目真正开始启动并于2021年5月提前一年完工交付以色列政府。该项目投资约9亿美元，码头总岸线米，其中集装箱码头长达1243米，年集装箱吞吐量可达200万标准集装箱。以色列总理内塔尼亚胡曾称，阿什杜德新港是“为该国海运基础设施建设打入的一支强心针”。以色列交通与道路安全部前部长卡茨则将阿什杜德新港称作该国“七大奇迹”之一。

  作为中以合作的大型基建项目，阿什杜德新港由中交集团下属的中国港湾泛地中海工程有限公司承建。近日，该公司CEO刘冬冰在接受专访时，向科技日报记者回忆了他们推动科学技术创新，“智斗惊涛建海港”的故事。

  “惊涛拍岸，卷起千堆雪”，诗词中这壮美的意境，却给港口建设施工带来严峻的挑战。

  据刘冬冰介绍，阿什杜德新港区域的海况极其复杂，甚至能够说是中国港湾全球港口建设项目中遭遇过的最恶劣情况之一，根本原因是该海域有着非常明显的“长周期波效应”，越靠近海岸涌浪效应越明显，会导致船只剧烈起伏，甚至有可能造成失重情况，严重干扰海上施工作业的正常进行。而在冬季的风暴期，浪高可超过10米，所有施工船舶都必须进港避风。

  刘冬冰介绍，阿什杜德新港建设的一项关键工程是修建防波堤，以对整个港口形成保护。而要修建防波堤，必须先“换底”，为海底打上坚固的“地基”， 是因为柔软的海底没办法承受防波堤数百万吨的重量，直接筑堤会导致下沉甚至垮塌。传统工艺是挖掉原海底的软泥层换填为石料，施工易受海上风浪影响，施工窗口期短、效率低、安全性差。

  通过自主研发，中国港湾为项目量身定做了世界首台专门用于“海底碎石桩”施工的“超级顶升平台”，使用专用船只由中国托运到以色列现场。平台上有4个可升降的支腿插入海底，当平台升起后就可以稳坐海中而基本不受风浪影响。平台上悬吊高压振冲设备，向海底“注入”碎石，形成间隔密集的数万根碎石桩，最终完成“换底”工程。

  “超级顶升平台的研制和使用大幅度的增加了施工窗口期，明显提升了施工效率和安全性，成为整个项目提前竣工的关键性因素，也为项目节省了数千万美元成本。”刘冬冰和记者说，该平台获得国家发明专利1项，并在国内核心期刊发表了7篇相关论文，也赢得中交集团的多个奖项。

  除了海底碎石桩，当地海域的长周期波效应也给其他海上施工带来了不小的困难。比如在码头钢管桩施工中，传统工艺是使用打桩船或水上平台，但涌浪给这些施工船舶设备带来极大的施工困难和安全风险。

  “为了解决恶劣海况下的海上施工难题，项目团队提出了‘化海上施工为陆上施工’的概念。”刘冬冰介绍称，中国港湾在阿什杜德新港建设中首次使用了基于“步履式液压顶推打桩平台”的海上打桩技术。具体来说，在使用水上平台打下少数钢管桩之后，将液压顶推打桩平台直接安放在已施打的钢管桩之上，通过桩顶的液压顶推装置进行平台移位，这一工艺基本不受风浪影响，实际做到了“化海为陆”。

  刘冬冰解释，这种打桩技术的灵感来源于桥梁实施工程，就像一个人被一条小溪拦住去路，他可以先站在岸边在水里放一块垫脚石，之后，他就可以踩在水里的石头上继续向前放石头，边放石头边往前走，直至到达对岸。实践证明，该工艺的打桩效率超出传统工艺一倍，减少工期8个月，节省本金数百万美元。该技术目前已在中国港湾其他项目中得到推广应用。

  刘冬冰表示，中国港湾坚持以科学技术创新和应用保障绿色可持续发展，在阿什杜德新港项目的实施过程中，通过优化设计和工艺、提升环保设施等措施，保障了施工对附近海域及周边城市的环境影响降到最低，获得了当地各界的好评，为公司塑造了良好的社会形象。

  在防波堤的“换底”工程中，“大开挖、大回填”的传统工艺挖泥体积相当于一个“水立方”，如此大动作必将带来严重的海域污染问题，而海底碎石桩的工艺应用则变粗放施工为精准施工，其对环境的影响与传统工艺相比就像微创和开放性创伤手术对人体伤害的区别。

  在疏浚作业中，项目团队围绕开挖作业范围设置了一道严密的防护帘，防止对周边水域造成影响。同时，项目团队还在施工海域附近设置了多个浊度监测仪，实时监控浊度指标。此外，在打桩噪声、施工粉尘、土壤保护、海洋生物保护等各方面，项目团队都采用了高标准的专门保护措施。