匠心独运执巧手 防汛大器绘宏章

新型复合材料防汛抢险大块石研发纪实

山东黄河河务局门户网站 时间:2024-2-2 来源:本站原创

本站2月2日讯   大河汤汤,其水泱泱。流淌了千年的黄河正裹挟着厚重的历史奔腾向前。一部治河史,半部国史。位于黄河下游流域的聊城,每年都会经历凌汛、桃汛、伏汛、秋汛四次大考。

在一次又一次的汛期大考中,有这样一支科技项目创新团队,以不屈不挠的精神,揭榜挂帅,勇挑重担,积极推动新型复合材料防汛抢险大块石项目的研究,吹响了聊城黄河“智”斗洪魔的冲锋号。

开篇:惟先,预则立

2022年初夏的黄河岸边暑气渐浓,太阳透过垂柳洒下九分明亮,聊城黄河河务局创新团队的成员们正凝神思索,空气中弥漫着一丝急躁——

“传统防洪石料供应困难、采购复杂、开采受到限制,研制新材料的防汛抢险大块石刻不容缓!”创新团队成员张淑红打破了沉默。

这是自山东黄河河务局“揭榜挂帅”专项攻关活动发布以来,该局组织第一次实地考察。

“黄河泥沙资源丰富,如何利用好这一资源呢?”熊长军率先发言,随即现场交流声此起彼伏,随着探讨的不断深入,让大家的头脑瞬间清晰起来。

时间一分一秒过去,河水声伴着交流声如开场乐让思路愈发明晰——“以沙治水。黄河泥沙和尾矿石就是现成资源!”随着意见逐渐统一,“利用黄河泥沙和尾矿石制作新型抢险石料实验研究”项目最终上报省局。

目标已定,前路怎么走?

凡事预则立,不预则废。千人同心,则得千人之力。实施项目“第一步”是要解决人的问题。

“项目组成员不仅要实现数量扩容,更要实现智慧扩容。”在项目研制工作动员会上,该局党组成员、副局长马政委对项目如何“起步”作了部署。

在全局范围内招募人才,建立人才信息库,全面掌握项目组成员的学历、专业、职称等信息,按照各自特长分配工作……

兵马已至,作战开始,上兵伐谋。用兵的上策,是以谋略取胜。2022年7月,揭榜挂帅项目一经省局发布,确定具体实施方案内容迫在眉睫。

项目组成员张淑红组织召开数次项目方案研讨会,多次的头脑风暴不断激发项目组成员的创新热情,经过激烈的讨论和反复研究,项目组最终确定以黄河泥沙和尾矿石为主体、以混凝土增强复合材料为特征的新型复合材料作为研究目标,确定项目调研、实验室研究、制备工艺、现场试验、成果优化等环节为内容的实施方案,并确定各环节的时间节点。

“我们将勇立潮头、争先创优、揭榜挂帅,一定会取得最后的成功!”聊城局“揭榜挂帅”中榜项目调度会上,众多项目组成员掷地有声,预示着项目研制工作正式拉开序幕。

中章:唯实,方则达

“以前只是听别人提起尾矿石?”

“去哪里寻找?”

“价格如何?”

……

深夜,该项目“创新四人行”微信群中讨论依然热烈,尾矿石来源成为项目研制道路上首要解决的难题。

在得知面临的困境之后,聊城黄河河务局立即成立以该局主要负责人为带头人的攻关小组,全面统筹整体项目推进。“没有调查就没有发言权,不仅要在实验室呆得住,更要带着问题走出去,找到解题方法。”该局党组书记、局长刘滨对项目组成员提出宝贵意见。

惟其艰难,才更显勇毅。惟其笃行,才弥足珍贵。带着对领导意见的认真思考,山东安澜工程建设有限公司董事长、总经理杨德生带领项目组有关人员立即成立调研小组分别赴莱芜、济南、泰安等地调研尾矿石储量情况,重点对山东省鲁中矿和金牛矿进行了实地调研,调研结果表明山东省内尾矿石价格较低且资源丰富,获取途径方便简单,经过权威检测机构检测其石料完全符合环保相关政策要求。

“沙石芯”的骨料、填充料都有了,如何加工制作又成为项目研制路上的“拦路虎”。

察势者智,驭势者赢,聚人智而积势成。

项目组正视自身科研场地匮乏的不足,借助“开放治河”、“河地融合”的良好发展契机,在与济南大学、聊城大学等众多专家教授进行交流接洽后,最终与聊城大学土木工程学院倪志强教授带领的科研团队达成战略合作意向,并签订协议,共同为该项目研发增势赋能。

“一开始设计出圆柱体、正方体、长方体、四棱锥、四棱台共五种试块模型,分别测试边坡坡度、边坡粗糙度、水深、流速对落距的影响,最终确定四棱台为最佳模型。”回忆起当时试验的场景,项目组成员王传生浮现出激动的神情。

 研发再次陷入瓶颈!研制过程中用电镜扫描发现黄河泥沙为散粒结构,粒径微小,这说明其胶结性很差。沙石结合成为最大技术难题。

“要注意经济效益,做到成本、质量、应用效果三驾齐驱!”该局党组成员、副局长侯登峰提出新的要求,并多次组织召开项目推进会。

“在成本不增加的情况下,不填充任何添加剂,如何才能让沙、石‘结亲’?”想起遇到的重大难题,项目组成员张淑红介绍道,“那几天我们连做梦都在琢磨这个事,失败一次就重来一次。”

试验、试验再试验!量变生质变!一次次的尝试是永不言弃的坚持。

“士气不能落,我们要享受研制的过程。”每当试验失败的时候,项目主要成员山东安澜工程建设有限公司董事长、总经理杨德生总会耐心鼓励大家。

经过不断讨论与探索,以钢筋混凝土为骨架,沙土和尾矿石为填充材料结构的新型复合材料防汛抢险大块石构造图应运而生,该方法既克服了沙土粘结性较差的弊端,又充分运用了钢筋混凝土较强硬度外壳属性。

试验、试验再试验!质变成蜕变!一次次的努力是越挫越勇的决心!

终于,采用双模法,在顶部四角预埋吊环的位置,设计了内模倒角,增加了混凝土外壳边角的厚度,最佳的混凝土厚度和钢筋笼间距找到,层沙层石的“沙石芯”经过标准的混凝土养护,两块承载着项目组人员艰辛与付出的大块石在实验室成功制作了出来。

掌声、欢呼声、喝彩声一齐冲出实验室,飞向天际,在流淌着黄河的同一片天空下经久不息……

尾篇:善作,为则精

行百里者半九十,项目研制已到了尾期,但仍处于关键期——进行量产。在众多的预制加工厂中选到最符合要求的一个,是项目迈向成功的至关重要的一步。

“面对沿堤的几个预制加工厂资料,我们犯了难,不知道该选哪一个。”项目主要成员熊长军介绍。后来开会研究决定,进行实地考察。”

天下大事,必做于细。实地考察将距离、价格、质量考虑在列。连续两天,项目组在参观了聊城黄河沿岸的绝大多数承制件加工厂后,最终确定距离黄河大堤较近的阳谷王营预制件厂进行加工制作。

从实验室到量产,从量产到实际抛投,问题又接踵而来——

“人工抛投有风险怎么办”

“块石脱钩不顺畅怎么办?”

“吊装不方便怎么办?”

……

面对层出不穷的问题,项目组积极优化制作方案,改进工艺,完善过程,对“四吊点”运装模式改进为重心以上“三吊点”运装模式,两角对吊点方便运输装卸,重心以上“中心”吊点方便抛投,彻底克服了人工辅助抛投存在重大安全隐患的难题。

2023年8月,新研制的防汛大块石在陶城铺险工进行试抛投,借助自动脱钩器,实现了快速高效精准的抛投应用。

 至此,项目即将收官,但追梦人依然步履铿锵,因为等待他们的还有硬仗要打——抛投实战!

后记:善成,优则名

黄河西来决昆仑,咆哮万里触龙门。自古以来,黄河汛期水势异常猛烈。防汛石料成为每年汛期必须准备的重要抢险物资之一。传统的防汛石料不仅造成资源枯竭,而且大大破坏了环境,因此该项目的研制成功对黄河流域生态保护具有极大的意义。

但研制成功不是目的,发挥作用才是目标!

“能不能使用刚刚研制成功的‘新型复合材防汛抢险大块石’参与防汛险情处置?这种防汛大块石能不能够经受住洪水的考验?”这是刘滨局长在2023年8月面对刚刚完成山东黄河防汛抢险技术展演任务的队员时发出的提纲挈领的拷问。

“能,必须能!”该局科技科负责人房敏立即作出正面回应。

2023年9月,聊城黄河沿线防汛形势依然不容乐观,东阿范坡险工根石常年受大溜顶冲,需要进行加固预处理,新型复合材防汛抢险大块石”有了发挥作用的机会。

“第一块块石抛投成功!”

“第二块块石抛投成功!”

……

随着卡车里的大块石在吊车的输送下陆续地被投进咆哮着的黄河,翻腾不止的河水渐渐趋于平静,范坡险工根石得到了加固。

“报告局长,‘新型复合材防汛抢险大块石’抛投顺利,达到了预期的目的”项目组成员熊长军向刘滨局长兴奋地汇报。

“新型复合材防汛抢险大块石”应用效果得到了验证。

2023年10月,山东黄河河务局验收专家组给出了“新型复合材料防汛抢险大块石满足黄河河道工程根石稳定性要求,可替代传统散抛块石、抛铅丝笼等抢险方式,满足快速、高效的抢险要求”的验收结论。12月,新型复合材料防汛抢险大块石研制与应用获山东黄河河务局科技进步“一等奖”。

这场“沙石”与“洪水”的较量,“我方”压倒性获胜!

莫道浮云终蔽日,严冬过尽春蓓蕾。后记虽落幕,序曲已奏响,在黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略相关课题研究的征程上,聊城黄河河务局创新团队正秉承着“严谨务实、守正创新、科学求效”的工作理念蓄力进发。(文:张淑红 程明 熊长军  图:王传生 苏建国)

编辑:田光 录入:徐文彪 审核:陈宁

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