中国文昌航天发射场工程
来源:中国施工企业管理协会 时间:2023-11-21 点击:1280

中国文昌航天发射场工程

总装备部078工程指挥部

一、工程概况

>>建设规模 中国文昌航天发射场工程位于海南省文昌市,工程包括基建、测发、测控、通信、气象、勤务保障6大系统142个建设项目,主要包括长征五号、长征七号两型火箭的两个发射工位、火箭测试厂房、航天器测试加注厂房、转运轨道、铜鼓岭和西沙测控站、办公生活等设施设备,分布在文昌、海口、三沙3市8个区域,是我国首个滨海低纬度航天发射场。

>>主要设备 测发系统:CZ-5、CZ-7大推力新型运载火箭,采用液氢、液氧和煤油等无毒无污染推进剂。建立了变电站接地电阻计算模型,将110KV中心变电站的接地电阻降低至标准值以下。针对高大空间火箭测试厂房恒温恒湿高洁净度空调工艺要求,发明了双面彩钢板内夹阻燃酚醛树脂保温板复合风管加工制作安装技术。研制使用300 m3液氢贮罐和自行多模式特种运输车。研制使用330m3液氧真空粉末绝热贮罐、大流量高扬程液氧输送泵、新型大直径真空绝热低温气动截止阀、调节阀等设备,解决了大流量、多管路并行高效加注的技术难题。创新采用在线压缩(汽化)供气模式、分级供气模式,并成功研制了大流量高压液氮活塞泵、大流量高压无油压缩机、大容量高压氦气集装箱、大口径高压供气阀门。测控系统:以天地基测控相结合,首次采用一体化试验信息系统体系架构,实现了火箭和航天器全程飞行景象的实况记录;建设形成了国内领先的高可靠性国产化试验信息系统;自主设计开发了基于国产软硬件平台的一体化综合指挥软件,并通过研究开发提炼形成了二次开发平台ICS-SDK,首次实现了真正意义上的一体化综合指挥显示;研究出麒麟操作系统下一套面向航天发射任务的三维图形仿真系统,解决了在自主可控平台下三维态势展示的问题。通信系统:创新构建建设了发射场通信体系框架;在全军范围内首次大规模使用软交换技术,首次建设了万门级用户的软交换系统;在原总装范围内率先建设了基于ASON技术的智能栅格光网络;采用NTP和PTP网络授时技术,为网络设备提供毫秒级的时间信号;采用16QAM高阶调制技术,将卫通传输带宽提升至最高25M;建设了内部万兆骨干网络。气象系统:建设了地面气象观探测、高空气象探测、浅层风测量、多普勒天气雷达、雷电监测预警、盐雾监测气象信息网络等11个分系统。

>>参建单位 勘查设计单位1家,监理单位2家,施工单位78家。

>>工程投资 批准投资67.6亿元,竣工决算66.3亿元。

>>建设时间 2007年8月经国务院、中央军委正式批准立项,2009年9月开工建设,2014年11月建成通过验收。已圆满完成CZ-5、CZ-7两型火箭合练和4次发射任务。

二、建设管理

>>工程建设总目标 国内领先、世界一流的现代化航天发射场

>>质量控制目标 精品工程,金牌工程

>>质量追求终极目标 争创“国家优质工程金质奖”

>>建设管理措施

1.通过邀请招标选择国内具有突出业绩和同类工程施工经验的一流队伍承担勘察、设计、施工、监理、检测任务,为工程创优打下坚实的基础。

2.课题攻关,试验先行,样板引路。针对工程中的难点,开展技术攻关,共组织试验段4个、样板件47个,明确材料性能、工艺参数、施工方法。

3.严格工程实体检测。施工过程中70%的检测由监理见证取样试验,30%的抽测由第三方机构平行检测。

4.加强过程档案资料管理。从管理机构、规章制度、设备配置、系统开发全面加强,做到档案与工程建设“三同步”,为质量管理提供了及时、准确、完整的依据。

5.采取“日巡查,周通报,月考评”的形式,建立全场区质量安全管理激励约束机制,实行质量安全一票否决制。

>>建设管理成效

1.开展文昌航天发射场CZ-5、CZ-7火箭测试发射设施建设关键技术研究与应用课题9项,经鉴定为国内领先水平,获中施企协科技创新成果一等奖。

2.自主研发小半径曲线超宽轨距火箭垂直转运轨道施工关键技术含4项课题,成果经山西省科学技术厅鉴定为国际领先水平。

3.自主研发新一代火箭产业基地力学测试厂房关键技术研究与应用含5项课题.成果经国家科学技术奖励工作办公室评定为国际领先水平。

4. 结合本工程位于“三高三强”恶劣气候环境,发射场设施设备环境适应性要求高的实际需求,建立了文昌航天发射场环境气候监测系统,掌握了文昌航天发射场特定区域气候特征,突破了沿海大型工程建设过程中地面设施设备的特定海洋环境适应性关键技术。

三、工程质量

>> 工程共142个单位工程,5643个分部分项工程,100%质量验收合格。

>> 桩基:人工挖孔桩,桩基总数695根,检测结果:Ⅰ类桩672根,占检测桩的96.72%;Ⅱ类桩3根,占检测桩的3.28%。PHC管桩,桩基总数23365根,检测结果:Ⅰ类桩2340根,占检测桩100%;桩基类型:冲孔灌注桩,桩基总数1855根,检测结果:Ⅰ类桩886根,占检测桩的 95.4%,Ⅱ类桩43根,占检测桩的4.6%。均无III、IV类桩。

>> 工程沉降量、差异沉降及速率均符合规程规范要求,并已稳定。

>>钢结构制造精细,安装精度高质量好。

>>35万m3钢筋混凝土结构工程质量优良。

 >>38万m2房屋建筑,无渗无漏,结构表面密实平整。

>>发射场所有建筑物和设备质量都经历了2014年7月18日17级“威马逊”超强台风的考验,没有一个受损破坏。

>>经受住了4次火箭和航天器实战发射考核。

>>引进国际先进的综合监控系统,集成火灾报警、环境和电力监控等,实现多功能联动,指令清晰准确。

四、科技创新

>>科研攻关 开展了13个重大科研项目,发表论文42篇。

>>技术难题 工程位于海南省文昌市,气候环境恶劣,主要表现为“三高三强”(高温、高湿、高盐雾、强雷暴、强台风、强降雨)。

>>技术难题 工艺要求复杂,主要表现在:一是暖通空调系统的温度、湿度、洁净度要求高,其中,部分区域的温度要求在10~25℃范围内可调,调温精度±2℃,相对湿度30~40% ,洁净度高达8级;二是采用液氢液氧和液氧煤油作为推进剂,加注供气系统低温高压、易燃易爆,危险系数大;三是测控系统控制精度要求高,测控网络覆盖面要求广;四是场区气象条件复杂,气象系统精准预报难度大。

>>国内首次 发明了一种摇式自由截流砼漏斗。该技术解决了发射塔钢框柱内自密实混凝土的高空浇筑难题。

>>国内领先 成功研制了300m3液氢贮罐和自行多模式特种运输车,是目前国内最大的液氢贮罐;研发了大型外置增压器增压加注方案,解决了超大流量的液氢安全加注并兼顾小流量补加工况对传热量的要求;创新提出并实现了大规模低压常温氢气的精确在线供给,解决了火箭贮箱安全高效的氢气置换难题。

>>国内领先 成功研制330m³液氧真空粉末绝热贮罐、大流量高扬程液氧输送泵、新型大直径真空绝热低温气动截止阀、调节阀等设备,解决了大流量、多管路并行高效加注的技术难题;解决了流量分配的实时调节,实现了单路主管路对两个助推的同时加注和补加。

>>国内领先 实现了测控系统国产自主可控关键技术的突破,形成了一套完整的国产化集成解决方案,建设了国内领先的高可靠性国产化试验信息系统,验证了国产自主可控在航天发射领域的可行性。

>>国内领先综合运用地面气象观探测、高空气象探测、浅层风测量、多普勒 天气雷达等技术,使得预报精度和预报时效性均达到国内领先水平。

>>国内领先 自主研发文昌航天发射场CZ-5、CZ-7火箭测试发射设施建设关键技术研究与应用含课题9项,经鉴定为国内领先水平。

>>世界领先 自主研发小半径曲线超宽轨距火箭垂直转运轨道施工关键技术含4项课题。经山西省科学技术厅鉴定为国际领先水平。

>>世界领先 自主研发新一代火箭产业基地力学测试厂房关键技术研究与应用含5项课题,经国家科学技术奖励工作办公室评定为国际领先。

>>自主创新 研制出一种屋盖桁架安装装置:利用工程行吊形成高空移动拼装平台,成功解决了跨度30米、临空97m且其下无任何结构构件的高空大跨度钢桁架屋盖施工难题。

>>自主创新 自主创新研制了一套适合安装使用的工装:采用由已知尺寸公差,控制相关尺寸公差的方法控制精度要求,完成超大型( 超重、超长、超宽)悬挑回转平台轴系、铰座组合体的安装,为超大型回转平台解体安装解决了关键性技术难题。

>>自主创新 研制开发了多组地面卷扬机与屋顶固定滑轮组吊装系统:通过小角度变幅控制技术和多点精度控制技术的综合运用,成功解决了81m非标准复合大门的安装技术难题。

>>自主创新 开发了组拼式大模板支撑体系滑升应用技术:采用新型木质定型组拼式大模板代替钢质大模板,利用垂直运输设备实现模板的整体提升代替传统液压爬升装置,解决了导流槽、固定勤务塔基础剪力墙模板搭设施工难题,混凝土表面平整光洁,达到了清水混凝土要求。

五、节能环保

>>通过液压变轨技术,将CZ-5和CZ-7火箭垂直转运轨道直线段共用,这一举措,既满足了两型火箭垂直转运需求,又保护湿地椰林,节省用地,节约投资。

>>采用了钢结构、混凝土框架结构+钢桁架屋盖结构体系、并采用高强钢材,大大降低了钢材和砼的使用量。与普通钢筋砼结构厂房对比,材料成本节约20%-30%。

>>航天产品对外界环境的温度、湿度和洁净度要求极高,并且发射场厂房空间大,因此发射场空调系统是耗能大户。为达到节能目的,针对发射场厂房高大空间的空调保障全部采用分层分区送风方式,每层空调机组可以根据需要单独运行或关闭,大大节约了能源。

>>建设了专用氢燃池,燃烧后生成水,既满足了场区安全需求,更满足环保要求。

>>建设了专用污水处理站,在满足场区生活污水处理需求的基础上,同时还具备火箭及星用燃料等废液处理能力,可对火箭及星用燃料进行无害化无污染处理,处理后出水达到《航天推进剂水污染物排放标准》(GB14374-93)。

>>验收评价

通过了中国人民解放军原总装备部机关组织的发射场工程总体验收。

六、性能指标

1.2014年,文昌航天发射场经受住了7月18日17级“威马逊”超强台风的考验,各项目主体结构安全可靠。

2.2015年,文昌航天发射场完成了CZ-7、CZ-5两型火箭合练任务考核,圆满完成合练任务:合练任务时不但按正常发射任务要求完成既定程序,还模拟产品出现故障后的发射逆程序进行了液氧加注推迟24小时、液氢加注推迟2小时等试验。通过两次合练,表明文昌发射场建设工程质量是合格的,新技术应用是成功的。

3.2016年,文昌航天发射场完成了CZ-7、CZ-5两型火箭首飞任务考核,实现了设施设备零故障,最大限度的考核了文昌航天发射场建设工程的可靠性。

4.2017年,文昌航天发射场完成了CZ-7火箭实战发射任务的考核,实现了天舟一号货运飞船的零窗口(±1sec)或窄窗口(±1min)发射,2017年7月CZ-5发射实践十八号卫星在发射场圆满发射升空。

>>优质工程奖 发射场CZ-7火箭发射塔架项目获2016年鲁班奖,CZ-7和CZ-5两型火箭塔架海南省建设工程“绿岛杯”,502#、503#火箭测试厂房获“中国钢结构金奖”。

>>优秀设计奖 2017年全国工程建设项目优秀设计成果一等奖。

>>获得专利 国家专利26项,其中发明专利13项。

>>成果奖项 省部级及以上科技进步奖5项,工法12项、QC成果8项,全国安全文明工地2项。

>>成果著作 在核心期刊、国家一级期刊及军内期刊发表论文42篇。

七、军事政治及经济社会效益

>>中国文昌航天发射场由国家投资建设,是国家品牌和名片,以把我国航天向强、向高、向深发展为宗旨目标。

>>中国文昌航天发射场的建成,使我国航天发射场的战略布局更为合理,体系更加完善,综合发射能力进一步提高,国际合作领域更加广泛,进一步带动海南旅游和区域经济发展;

>>中国文昌航天发射场的建成,必将成为我国航天由大向强的发展基地、更大推力重型火箭发射的依托基地和群众性的航天科普教育基地。

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