创新铸就精品工程——记中交第三航务工程勘察设计院有限公司总工程师程泽坤
人物简介
1966年11月出生的程泽坤是安徽人,1995年进入中交第三航务工程勘察设计院有限公司(以下简称三航院)工作,先后任高级工程师、教授级高级工程师、所总工程师、院副总工程师、院总工程师。他还是第二届、第三届、第四届交通运输部专家委员会委员,中国土木工程学会港口分会、中国海洋工程学会、上海国际航运研究中心理事,中国工程建设标准化协会水运专业委员会设计组组长,中文核心期刊《海洋工程》、《水运工程》、《中国港湾建设》编委会委员。
他是首批新世纪百千万人才工程国家级人选(2004年)、交通部“新世纪十百千人才工程”第一层次人选(2004年)、交通部交通青年科技英才(1999年)、上海市重大工程杰出人物(2008年)、上海市重大工程建设功臣(2006年),享受国务院政府特殊津贴(2005年)。
作为主要完成人,他获得国家科技进步(重大工程类)二等奖1项,省部级科技进步特等、一等、二等奖共6项;全国优秀设计金、银、铜奖各1项,省部级优秀设计一等奖7项;全国优秀咨询成果一等奖、二等奖各1项,省部级咨询成果一等奖、二等奖共7项。
1995年7月,一位年轻的工学博士走进原交通部第三航务工程勘察设计院的大门,成为中国水运工程设计大军中的一员。25年来,他在追求事业、争创业绩的旅途中实现自身的人生价值,先后成为国务院特殊津贴享受者、首批新世纪百千万人才工程国家级人选、上海市重大工程杰出人物。2014年,他不负众望,被评选为第二届全国水运工程勘察设计大师。他,就是中交第三航务工程勘察设计院有限公司(简称三航院)总工程师程泽坤。
程泽坤先后主持设计了50余项国家大中型港口工程项目,在大型专业化码头、防波堤和驳岸等工程设计方面业绩斐然,有十多个大型项目分别获得国家科技进步(重大工程类)奖,詹天佑土木工程大奖,全国优秀设计金奖、银奖,行业优秀设计一等奖,省部级科技进步一等奖等,成为港口工程中的精品。从一位普通的技术人员成长为业界认可的领军人物,这一切,他究竟是怎样做到的?
以全新理念铸成精品工程
在程泽坤看来,重大工程是技术载体,同时也是稀缺创新资源,要做就做精品工程。在他主持设计的水运工程项目中,一项又一项设计精品工程不断问世。
深圳港盐田国际集装箱码头工程就是一例。该工程是我国首座参照英国标准和香港习惯做法设计的大型集装箱码头,工程许多技术标准均超出当时的国内技术规范,如码头主体结构需满足“50年不修”要求、尽可能提高陆域纵深只有约500米的堆场通过能力等。担任项目技术总工的程泽坤主持制定技术对策:码头主体结构按照全寿命成本最低的理念制定技术方案,通过适当提高不易更换构件的安全度、耐久性,以预留较大结构承载力、耐久性,提高对未来船型和大型设备的适应能力;针对该港区陆域纵深较小的特点,制定“小生产生活辅助设施、大堆场”的布局模式,以提高堆场的通过能力,适应单泊位年通过能力超100万TEU的要求,最大限度地提高资源利用率等。该工程设计的理念对我国诸多码头工程的设计产生了较为深远影响,成为我国集装箱码头高品质的设计力作。2005年该港区在伦敦获得Global Institute of Logistics(GIL)颁发的“全球最佳集装箱港口”称号,这不仅是该组织第一次为港口运营商颁奖,而且也是中国港口第一次获得此类全球性行业大奖。
宝钢马迹山30万吨矿石中转码头工程又是一例。该码头是我国距离大陆最远、地处外海无掩护海域、直接承受太平洋波浪作用的深水港区,港址地质条件复杂、岩基出露、潮流强劲、船舶吨级大、使用要求高、依托条件差。港区水域布置、码头结构选型、裸露基岩施工期稳桩、船舶系泊安全等一个个技术难题纷至沓来,在无类似工程实例参照情况下,程泽坤和他的团队成功解决了外海深水裸露基岩上2800mm大直径嵌岩桩试桩施工平台台风期稳定性问题(即嵌岩桩套管尚未嵌岩),确定了在台风、波浪、水流荷载作用下平台的倾覆稳定性计算方法,为浅覆盖层下嵌岩桩施工期的稳定性的分析提供了指导;通过在码头上设置电动系泊绞车成功解决了大型船舶在外海涌浪作用下的缆绳受力不均问题,确保了码头在开敞水域的安全运行;还提出了海上导管架码头结构新型式等。工程投产后,吸引国内外同行专家多次到现场参观、学习。
被称为“世界建港史奇迹”的洋山深水港区工程,则是程泽坤设计人生的一座重要里程碑。洋山深水港区是世界上首座在强潮流、高含沙外海水域、依托多岛礁地形等复杂自然条件下通过填海造陆、人造深水岸线建设的超大型集装箱港区。工程开创了人类在类似复杂海域建设大型港区的许多先例,在短短的6年时间内先后建设成功了一~三期工程16个大型集装箱泊位,作为港区总设计师的程泽坤和三航院设计团队,在国内外专家的指导和科研院所的协助下,提出并制定的依托外海岛礁群的平面布置技术、岛群建港地形冲淤变化预测技术、软土地基高回填土码头接岸结构新型式、饱和粉细砂地基加固设计技术、水下砂桩和挤密砂桩加固技术等,解决了一系列建港关键技术难题,为快速建设洋山深水港区争夺国际航运中心奠定了坚实的基础。港区气势壮观,环境优美,运营安全高效,成为我国港口工程技术水平和技术品质的标志。
他还在主持连云港徐圩港区防波堤工程、宁波舟山鼠浪湖30万吨级大型矿石中转码头工程、福建国投湄洲湾煤炭码头工程、宁波大榭45万吨原油码头工程等大型水运工程项目设计中,积极创新,铸就一个又一个水运工程的精品。
以技术创新提升工程品质
在程泽坤的心目中,水运工程一直被认为是面对风、浪、流、泥沙、软土地基、船舶荷载、大型起重设备荷载等不定因素最多的土木工程行业之一,每个工程都有自己的环境特点,因此分析问题和处理问题的科研能力是优秀设计人员的基本功。
在主持洋山深水港区工程设计中,面对在强潮流、高含沙海域,依托外海岛礁地形,通过围海造地建设超大型港区所面临的一系列技术难题,他带领设计团队开展了重大工程科研项目“上海国际航运中心洋山深水港区(外海岛礁超大型集装箱港口)工程关键技术”、“高填土下斜顶桩板桩驳岸结构技术研究及应用”、“密排钢管桩挡土墙负摩擦研究及应用”、“洋山深水港区高填土粉细砂地基加固技术及其应用”、“岛群中建港水动力关键技术研究”、“洋山港区疏浚土综合利用”等关键技术的研究,这些课题创新成果有效指导了工程建设,对工程设计起到了重要的支撑作用,同时对于完善现行技术规范等有重要参考价值。
为早日建成洋山深水港区,竞争东北亚国际航运中心地位,一期工程要求3.5年时间内建成投产。上海市政府面向全球征集码头结构方案,当时全球参与竞标的企业达到9家,竞争程度空前激烈。在程泽坤为首的团队的精心研究下,一种新型的码头接岸结构——斜顶桩板桩承台接岸结构终于诞生,凭借结构可靠、后遗症少、建设速度快、可确保码头结构与后方填海同时施工等优势,三航院获得竞标第一名。专家们认为,这项新发明有效解决了洋山工程码头与接岸结构选型关键技术问题,创造了在外海深水深厚软土地基上平均回填高度达到26米、局部达到40米的高回填土挡土结构新纪录,确保了港区陆域形成这一关键工序可以与码头施工同步进行,达到了节省工期的要求,填补了我国港口界在外海实施高填土挡土结构的技术空白,成为我国水运建设事业的技术品牌。
在连云港徐圩港区防波堤工程设计中,由于受地方砂石料供应以及工期要求的限制,深水区防波堤结构必须采用新的结构形式,一种适应于软土地基的新型多格舱桶式结构应运而生。程泽坤带领设计团队,对这种单桶重达3000多吨的结构开展了受力机理、结构特性、浮游稳定、结构计算、负压下沉、检测监测、验收标准等一系列应用技术的研究。该新结构具有可以工厂预制、水上下沉无需大型船机设备、不需地基加固、施工速度快、造价低等优点。目前已实施了6个试验桶,实践证明是成功的。该结构型式还可以推广应用在淤泥质海岸港区陆域形成围堤与驳岸合一,降低工程造价、提高建设速度。
科技创新是解决涉及不定因素最多的水运工程行业的技术难题的最根本手段。也正是认识到这一点,使得程泽坤结合工程项目,不断创新,获得了丰富的技术成果。近年来,他作为主要修订人或主要编制人主持了《高桩码头设计与施工规范JTS167-1-2010》、《港口工程桩基技术规范》、《码头结构加固改造技术指南》、《邮轮码头设计规范》等5本行业技术标准的编制修订工作。他还主持高桩码头结构计算等多个港口工程专用技术软件的开发,获得软件著作权8项,拥有技术专利20多个。
以“两型港口”为设计追求目标
“港口建设占用岸线和水域资源,港区及与其配套的港口物流园区和临港工业区要占用一定的土地资源,这些都是不可再生资源。港口建设和营运必然会对港区周边生态环境产生一定的影响。我们应该在环境利益和港口经济效益之间努力寻求一个可以接受的平衡。” 这是程泽坤经常叮嘱设计团队的话。在多年的港口实践中,他努力探索并实践着这一设计理念。
在洋山深水港区工程的设计中到处都体现了他这种“绿色环保”的设计追求。为了保护港区原生态景点,他和设计团队对港区后方山坡上的风景点“姐妹石”的稳定性进行分析,并制定提出开山爆破控制的技术要求,项目按计划完成后,“姐妹石”如预期安然无恙。同样在港后主干高架道路设计时,采用零距离大跨度并行隧道技术方案,又为洋山港保住了小洋山山体这一独特风景线。为了修复岛礁生态环境,他和设计团队以及有关科研单位首创外海岛礁建港陆域碱性吹填沙深层基质改良技术,开创了国内在外海岛礁边坡采用柔性防冲蚀技术的首例,成功解决了边坡防冲刷固土问题。港区植被修复效果显著,这些技术也填补了外海岛礁建港陆域生态修复技术的国内空白。他还主持在港区设计观景点,让同行和参观者充分领略到洋山深水港区现代文明建设的风貌。
“我国港口岸线资源并不丰富,尤其是深水岸线资源极为珍贵,目前老港区能力趋于饱和,沿海优质岸线基本开发完毕,这决定了港口建设在适应经济发展的前提下,应走节约型道路。规划设计是关键。事实上,港口的规划、设计适度超前,对于引领港口建设走资源节约型道路是非常关键的。”程泽坤认为,港口规划应特别注重深水岸线的使用并考虑建设使用标准超前。比如,深水枢纽港由于有深水优势,港区设计船型就应适度超前,在满足当前最大营运船舶到港作业要求,同时满足在今后一段时间内可能出现的船型发展的需要。
目前,程泽坤正在主持洋山深水港四期工程的设计工作。该工程的可行性研究报告已通过有关部门组织的评审。工程竣工后将成为我国规模最大、最先进的全自动化无人智能环保型集装箱码头,不但可大大提升上海国际航运中心集装箱码头的技术和服务水平,进而提高国际竞争力,还将在建设“环境友好型、资源节约型”港口和体现“以人为本”的发展理念等方面迈出关键性的一步,这必将又是我国水运工程建设领域的一座里程碑。
“简单地说,设计就是在满足技术标准的前提下,花最少的钱干最多的事。”程泽坤表示。在主持洋山深水港区港桥连接段工程设计时,有人基于高速公路交通条件考虑,在初步设计审查时主张在大乌龟至颗珠山之间1.2公里的范围内建造大桥。而程泽坤主持、带领项目组技术人员,根据高速公路的使用要求,结合港区总体规划和地形地质资料,提出并科学论证造堤的可行性及经济优势,改变了当初的一些主张,为港区后续工程的建设节约了上亿元的重复投资。
以不断学习实践丰富自己
大连理工大学博士毕业,师从钟万勰院士的程泽坤勤奋好学、勇于实践,这也使得他能在发现问题、分析问题、研究问题和破解问题中变得更加得心应手。
每天,忙完工作后,他总爱翻一翻资料或书籍。多年来,他已养成一个习惯,就是关注业界期刊杂志,跟踪前沿技术领域动态。他喜欢收集工程档案材料,尤其是外单位的工程技术档案材料。走进他的办公室,就会发现书架和储柜里全是书籍和资料,地上还放着两个大袋子,里面堆满了厚重的材料。他笑称,这些材料都是公司别的专家准备扔弃的,被他“回收”了,他不放过吸收营养的任何机会。事实上,他在主持设计中,许多创新灵感也正源于他的这一爱好。正是这份对学习的韧性和实践的勇气,程泽坤一直迈着坚实的步履,活跃在我国港口勘察设计的前沿,并迅速崛起为水运行业的技术带头人。
“学习的目的就是为了在实践中解决问题,能解决问题就证明没白学。”25年来,他始终坚守生产实践第一线,先后主持和参与各类规划和设计项目百余项。对每一项勘察设计任务,程泽坤都不遗余力、事必躬亲。
发生在2002年的一件事让三航院参与盐田港设计的员工至今仍然记忆犹新。当时三航院派驻在盐田港国际集装箱码头工程现场的设计团队总负责人按照计划要求,准备上报三期工程的前期结构设计方案,并在第二天一早同业主所雇用的外方技术专家进行讨论。由于方案属空间结构,需采用大型通用分析软件计算,而熟悉该软件的人并不多,现场设计人员对第二天的交流心中不免有些担心。这时,三航院委派时任院副总工程师的程泽坤到深圳处理此事。年轻不失之稳沉、谦和不失之自信的程泽坤亲自动手,挑灯夜战,终于对设计方案有了更加充分的把握,在此基础上,他从方案利弊的分析上,按照不同标准和要求,另外又提出备选方案供会议研究。第二天会议上,业主方对三航院的技术方案表示高度赞赏,同时对程泽坤这位年轻的副总工程师产生了深刻的印象。
要做一名优秀的设计人员,不去现场而漫天空想是出不了好的设计成果的,只有不断学习,深入一线实践才能成长。在处理现场问题时,程泽坤不喜欢简单听汇报,总爱深入一线,在对现场全面观察和分析后,再在拟定的处理对策基础上,进行独立思考、多方法分析,最终给予业务指导。这些特点他多年未变,而这份对学习和实践的执着,也逐渐成为他从事设计工作的一抹底色,跟随他调和出海内外众多精品工程的赤橙蓝紫。
多年来一直工作在设计一线的程泽坤有几句工作心得,如“设计就是在给定标准下花最少的钱干最多的事”、“工程无小事,无事莫胆大”、“创新必须以提高质量、安全、效率和效益为衡量指标”等,无不体现出他作为一名设计人员的经济意识、安全意识和创新意识。也正是这几句工作心得,他培养和带领的团队,解决了一个又一个技术难题,获得了一项又一项创新成果,创造了一座又一座精品工程。