新华网贵阳6月15日电 升船机又被称为“船舶电梯”,是重要的内河通航设施。奔涌江河之上,升船机犹如钢铁巨人,“托举”过往船只,帮助它们翻越大坝。
20世纪90年代以来,随着我国大、中型水电工程建设提速,升船机蓬勃发展,我国现已成为世界水利枢纽修建升船机最多的国家。
从中外联合到独立自主、从引进吸收到突破创新……我国升船机建设攻克了一道道技术难题,不断刷新着世界纪录。
三峡水利枢纽航拍图。新华网发(郑家裕 摄)
三峡升船机:三峡枢纽的一颗明珠
奔腾长江,舳舻相继。
雄伟的三峡大坝,造就了高峡出平湖的壮景。曾被称为三峡工程“最后的谜底”的三峡升船机,于2016年9月揭开了它的“神秘面纱”。
“船只请注意,现在可以进厢,请注意安全!”5月24日,湖北宜昌,三峡升船机内,船厢喇叭传出指令。
一艘等待上行过坝的船舶缓缓驶入承船厢,厢门关闭;随后,在两侧直立塔柱上巨大的齿轮齿条带动下,承船厢载着水和船舶垂直上升;大约10分钟,货船“翻越”大坝,被提升至水位落差100多米的上游。
据了解,三峡大坝最大水位落差达113米,让数千吨重的船只翻越大坝,难度可想而知。
历时数十载,我国工程建设者们在三峡大坝左岸,建造了一座三峡升船机。
三峡升船机由长江设计集团负责总成设计,全线总长7300米,最大提升高度113米,过船规模为3000吨级,承船厢总重(含水体)1.55万吨,其设计建设的初衷,主要是为客轮及特种船只提供快速过坝通道。
长江三峡通航管理局局长刘亮说:“在没有升船机之前,船只都是通过五级船闸过坝。三峡升船机运行后,排水量不超过3000吨级的船只可以通过升船机过坝,让更多大吨位货船通过五级船闸过坝,提高了船闸闸室面积利用率和平均过闸吨位,缩短了船舶过坝时间,提升了三峡枢纽通航效率和过坝调度灵活性。”
犹如镶嵌在三峡枢纽上的一颗明珠,三峡升船机在为船舶提供稳定、安全、高效的过坝服务的同时,吸引着中外专家、同行和社会各界人士惊叹的目光。
图为三峡升船机。新华网发
后来居上,跻身世界前列
中国工程院院士、长江设计集团有限公司董事长钮新强说:“近30年,我国先后建成了三峡、向家坝、亭子口、构皮滩等近20座大中型升船机,其中60%由长江设计集团承担勘测设计。我国成为世界上拥有现代升船机最多的国家,被誉为‘升船机的国度’。”
我国升船机建设一派欣欣向荣,背后凝结的是一代又一代科技人员和工程建设者们攻坚克难、大胆创新的智慧和汗水。
钮新强说:“与欧洲建在运河上的升船机不同,我国升船机大多建在上游水位变幅大、下游水位变率快的水利枢纽上,通航条件复杂,具有更高的技术难度。”
三峡升船机,世界上规模最大、技术和施工难度系数最高的升船机,但它却是我们在没有先例和参考标准的情况下,完成的世界奇迹。
据介绍,三峡升船机自20世纪50年代开始研究论证,70年代后期进入选型设计阶段,初步设计于1993年通过审查。不过,由于这座升船机体型巨大、技术复杂等原因,1995年缓建。
“在三峡升船机之前,我国的升船机都是钢丝绳卷扬式。”钮新强说,三峡建设者们经过反复论证,决定将原设计的钢丝绳卷扬提升方案改为齿轮齿条爬升式方案,进一步加强升船机的安全性,项目于2007年恢复施工。
三峡集团升船机项目部副主任路卫兵说:“三峡升船机包括承船厢、齿轮、齿条、螺母柱等在内的关键设备都由中国企业生产,它推动我国重大装备的成套制造、安装、调试技术达到世界先进水平。”
同时,三峡升船机设计建设,还推动我国形成了齿轮齿条爬升式升船机全产业链技术标准。长江设计集团先后编写出版了世界首部升船机设计规范、大型齿轮齿条爬升式升船机专著,我国升船机设计从此有了理论与实践依据。
航拍构皮滩水电站通航建筑物。新华网 李征峥 摄
不断创新,向更高峰攀登
曾经白纸上作画,如今一次次攀上世界升船机技术的新高峰。
在金沙江,向家坝升船机是我国第二座齿轮齿条爬升式升船机,于2018年建成。向家坝升船机提升高度114.2米,过船规模1000吨级。
在嘉陵江,亭子口升船机是我国已建规模最大的钢丝绳卷扬全平衡式垂直升船机,于2019年启用。亭子口升船机提升高度85.4米,可同时容纳两条500吨级船舶通航。
在乌江,构皮滩升船机是世界首座采用三级升船机的通航建筑物,于2021年建成。构皮滩升船机过船规模500吨级,三级垂直升船机总提升高度199米……
长江设计集团三峡升船机项目部总工程师于庆奎说,多年来,长江设计集团在升船机项目中不断探索创新,现在已拥有比较完整的升船机设计成套技术,并取得了船厢对接锁定装置、自锁式升船机顶紧装置、智能控制安全系统等30多项升船机领域的技术专利。
钮新强说:“我国升船机设计和建设不仅推动了世界升船机技术的发展和应用,部分创新技术还填补了世界升船机领域的空白,标志着我国升船机的研究和制造水平已跻身世界前列。”(刘桔)