三峽升船機:領(lǐng)先世界的“國威工程”

不久以前,世界最大水利樞紐三峽工程的最后一個建設(shè)項目——三峽升船機正式進入試通航階段,這標(biāo)志著三峽工程揭開了最后的神秘面紗。

升船機,是利用機械裝置升降船舶,以克服航道上水位落差的通航設(shè)施,因此被稱為“升船電梯”,在重大水利樞紐上廣泛使用。

世界技術(shù)難度最高、規(guī)模最大的三峽升船機,銘刻了“中國制造”的印記。劉華攝/光明圖片

“三峽升船機過船規(guī)模為3000噸級,最大提升總重量達(dá)1.55萬噸,支撐著承船廂垂直升降最大高度113米,是世界上技術(shù)難度最高、規(guī)模最大的升船機。”中國長江三峽集團公司機電工程局副局長、升船機項目部負(fù)責(zé)人吳小云表示。

“為了確保三峽樞紐的安全”

據(jù)了解,三峽升船機的建造設(shè)想要追溯到新中國成立初期,經(jīng)歷了60余年的勘察論證。三峽工程1994年開始施工,但升船機卻擱置下來。

原來,三峽升船機技術(shù)難度很大,而相對三峽的雙向五級船閘,其航運運力提升有限。耗費巨大的資源修建升船機是否有必要?

“船閘閘室消防安全是航運界的國際難題,如果能把客船、特種船舶分流到升船機,這將大大降低船舶安全風(fēng)險系數(shù),同時保障三峽樞紐自身的安全。”三峽總公司原副總經(jīng)理、升船機技術(shù)專家組組長楊清表示。

專家組理性的觀點說服了質(zhì)疑的聲音。然而,如何建造這個龐大的工程?

“它的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)大幅超越曾經(jīng)的世界第一,其開創(chuàng)性和難度可謂是‘一步登天’。”三峽總公司原副總經(jīng)理秦中一表示。

記者找到一份當(dāng)年的《德國升船機考察札記》,這是2001年由時任長江三峽通航管理局副局長唐冠軍撰寫的,其中提到德國最先進的升船機是位于易北河上呂內(nèi)堡升船機,其過船噸位1350噸,最大提升總重量5700噸,提升高度38米。而擬建的三峽升船機,這幾項重要指標(biāo)都是它的近3倍!

經(jīng)過多方考察和綜合比較,三峽集團在擁有先進升船機技術(shù)的比利時和德國間,選擇了方案安全穩(wěn)定性更優(yōu)的德國當(dāng)“老師”。

2003年9月,經(jīng)專家審查,中德合作設(shè)計的新“齒輪齒條爬升”升船機方案獲準(zhǔn)修建。

“沒有標(biāo)準(zhǔn),那就自己立規(guī)矩”

方案確定后,怎樣制造和施工,成為建設(shè)者們的新難題。

“三峽升船機較之比其小的升船機而言,絕不是模型放大這么簡單,設(shè)計、材料、建設(shè)施工等方面的技術(shù)工藝都是全新的,在建設(shè)中甚至連可供參考的基本標(biāo)準(zhǔn)都沒有。”吳小云表示。

“沒有標(biāo)準(zhǔn),那就自己立規(guī)矩。”楊清表示。作為體現(xiàn)國家意志的三峽樞紐工程配套設(shè)施,三峽升船機點燃了所有參建單位和建設(shè)者的熱情,他們以最高昂的斗志、最極致的標(biāo)準(zhǔn)和最飽滿的熱情,投入到三峽升船機的建造中。

中船重工是中國最大的造修船集團之一,他們承擔(dān)了三峽升船機主體設(shè)備制造、安裝、調(diào)試工程和系統(tǒng)集成工作。為了達(dá)到設(shè)計要求,中船重工一次次攻關(guān),成功實現(xiàn)將上百米長的巨型部件安裝誤差,控制在5毫米以內(nèi)。

葛洲壩集團是水利水電工程的“行家里手”,它承擔(dān)了三峽工程65%以上的工程量。三峽升船機兩側(cè)高逾百米的薄壁要求平整無縫,德國人堅持要用金屬材質(zhì),但老水電人反復(fù)研究,成功創(chuàng)造了“無裂縫混凝土”的業(yè)界奇跡。現(xiàn)在這項工藝已被德國人借鑒。

升船機最關(guān)鍵的齒輪、齒條等零部件,最初交由德國廠商生產(chǎn),但他們在加工過程中也出現(xiàn)了裂紋等瑕疵。為攻克制造難關(guān),三峽集團組織鄭州機械研究所、中國第二重型機械集團對德方工藝的制造材質(zhì)進行調(diào)整。經(jīng)過兩年艱苦嘗試,終于制造成功第一節(jié)不開裂的齒條,實現(xiàn)了升船機重大裝備的國產(chǎn)化。

“三峽升船機代表著非同凡響的巨大成就,其提升能力超過了這一領(lǐng)域現(xiàn)有的所有標(biāo)志性工程建筑。”國際水電協(xié)會表示。

“站上行業(yè)價值鏈的最高端”

三峽升船機的研發(fā)制造,檢閱了中國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展,也帶動了相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進步。一些新的中國標(biāo)準(zhǔn),重新定義了行業(yè)內(nèi)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

在過去,國內(nèi)外大量升船機因為故障而長期停運。鑒于此,三峽升船機的第一大設(shè)計原則就是零事故,定下“持續(xù)穩(wěn)定過船1000閘次”才算合格的要求。今天,“首穩(wěn)千閘次”已經(jīng)成為廣泛使用的國際標(biāo)準(zhǔn)。

不要小看這個可靠性標(biāo)準(zhǔn),德國、美國、日本制造業(yè)著名的“精益生產(chǎn)”、“6西格瑪”等管理理論都是強調(diào)確保質(zhì)量,不正是這些促成了德國制造、日本制造的崛起嗎?

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。就在我國提出“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的前后,美國的再工業(yè)化、制造業(yè)回歸戰(zhàn)略、德國的工業(yè)4.0、英國的工業(yè)2050戰(zhàn)略紛紛出臺,引領(lǐng)這些國家的制造業(yè)強勁增長。面對經(jīng)濟脫實向虛的突出問題,為三峽升船機等項目揮灑汗水的制造業(yè)企業(yè)和員工值得“點贊”。

雖然我國目前已經(jīng)成為世界第一制造大國,有220多種主要工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界首位,但裝備制造業(yè)仍面臨大而不強的問題,亟待發(fā)揮重大科技項目的突破和帶動作用,打通研發(fā)、生產(chǎn)、需求的鏈條,推動制造業(yè)企業(yè)向價值鏈更高的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)型升級。

在三峽采訪時,吳小云的話言猶在耳——“目前,我們已經(jīng)掌握了世界先進的升船機技術(shù)。如果其他國家有升船機的建造需求,三峽升船機可以實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的走出去,站上行業(yè)價值鏈的最高端!”

《光明日報》( 2016年11月20日 01版)