三峡升船机:领先世界的“国威工程”

不久以前,世界最大水利枢纽三峡工程的最后一个建设项目——三峡升船机正式进入试通航阶段,这标志着三峡工程揭开了最后的神秘面纱。

升船机,是利用机械装置升降船舶,以克服航道上水位落差的通航设施,因此被称为“升船电梯”,在重大水利枢纽上广泛使用。

世界技术难度最高、规模最大的三峡升船机,铭刻了“中国制造”的印记。刘华摄/光明图片

“三峡升船机过船规模为3000吨级,最大提升总重量达1.55万吨,支撑着承船厢垂直升降最大高度113米,是世界上技术难度最高、规模最大的升船机?！敝泄そ考殴净绻こ叹指本殖?、升船机项目部负责人吴小云表示。

“为了确保三峡枢纽的安全”

据了解,三峡升船机的建造设想要追溯到新中国成立初期,经历了60余年的勘察论证。三峡工程1994年开始施工,但升船机却搁置下来。

原来,三峡升船机技术难度很大,而相对三峡的双向五级船闸,其航运运力提升有限。耗费巨大的资源修建升船机是否有必要?

“船闸闸室消防安全是航运界的国际难题,如果能把客船、特种船舶分流到升船机,这将大大降低船舶安全风险系数,同时保障三峡枢纽自身的安全。”三峡总公司原副总经理、升船机技术专家组组长杨清表示。

专家组理性的观点说服了质疑的声音。然而,如何建造这个庞大的工程?

“它的设计标准大幅超越曾经的世界第一,其开创性和难度可谓是‘一步登天’?！比孔芄驹弊芫砬刂幸槐硎尽?/p>

记者找到一份当年的《德国升船机考察札记》,这是2001年由时任长江三峡通航管理局副局长唐冠军撰写的,其中提到德国最先进的升船机是位于易北河上吕内堡升船机,其过船吨位1350吨,最大提升总重量5700吨,提升高度38米。而拟建的三峡升船机,这几项重要指标都是它的近3倍!

经过多方考察和综合比较,三峡集团在拥有先进升船机技术的比利时和德国间,选择了方案安全稳定性更优的德国当“老师”。

2003年9月,经专家审查,中德合作设计的新“齿轮齿条爬升”升船机方案获准修建。

“没有标准,那就自己立规矩”

方案确定后,怎样制造和施工,成为建设者们的新难题。

“三峡升船机较之比其小的升船机而言,绝不是模型放大这么简单,设计、材料、建设施工等方面的技术工艺都是全新的,在建设中甚至连可供参考的基本标准都没有?！蔽庑≡票硎尽?/p>

“没有标准,那就自己立规矩。”杨清表示。作为体现国家意志的三峡枢纽工程配套设施,三峡升船机点燃了所有参建单位和建设者的热情,他们以最高昂的斗志、最极致的标准和最饱满的热情,投入到三峡升船机的建造中。

中船重工是中国最大的造修船集团之一,他们承担了三峡升船机主体设备制造、安装、调试工程和系统集成工作。为了达到设计要求,中船重工一次次攻关,成功实现将上百米长的巨型部件安装误差,控制在5毫米以内。

葛洲坝集团是水利水电工程的“行家里手”,它承担了三峡工程65%以上的工程量。三峡升船机两侧高逾百米的薄壁要求平整无缝,德国人坚持要用金属材质,但老水电人反复研究,成功创造了“无裂缝混凝土”的业界奇迹。现在这项工艺已被德国人借鉴。

升船机最关键的齿轮、齿条等零部件,最初交由德国厂商生产,但他们在加工过程中也出现了裂纹等瑕疵。为攻克制造难关,三峡集团组织郑州机械研究所、中国第二重型机械集团对德方工艺的制造材质进行调整。经过两年艰苦尝试,终于制造成功第一节不开裂的齿条,实现了升船机重大装备的国产化。

“三峡升船机代表着非同凡响的巨大成就,其提升能力超过了这一领域现有的所有标志性工程建筑。”国际水电协会表示。

“站上行业价值链的最高端”

三峡升船机的研发制造,检阅了中国高端装备制造业的发展,也带动了相关行业的技术进步。一些新的中国标准,重新定义了行业内的国际标准。

在过去,国内外大量升船机因为故障而长期停运。鉴于此,三峡升船机的第一大设计原则就是零事故,定下“持续稳定过船1000闸次”才算合格的要求。今天,“首稳千闸次”已经成为广泛使用的国际标准。

不要小看这个可靠性标准,德国、美国、日本制造业著名的“精益生产”、“6西格玛”等管理理论都是强调确保质量,不正是这些促成了德国制造、日本制造的崛起吗?

制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。就在我国提出“中国制造2025”战略规划的前后,美国的再工业化、制造业回归战略、德国的工业4.0、英国的工业2050战略纷纷出台,引领这些国家的制造业强劲增长。面对经济脱实向虚的突出问题,为三峡升船机等项目挥洒汗水的制造业企业和员工值得“点赞”。

虽然我国目前已经成为世界第一制造大国,有220多种主要工业产品的产量居世界首位,但装备制造业仍面临大而不强的问题,亟待发挥重大科技项目的突破和带动作用,打通研发、生产、需求的链条,推动制造业企业向价值链更高的环节转型升级。

在三峡采访时,吴小云的话言犹在耳——“目前,我们已经掌握了世界先进的升船机技术。如果其他国家有升船机的建造需求,三峡升船机可以实现全产业链的走出去,站上行业价值链的最高端!”

《光明日报》( 2016年11月20日 01版)