三峽升船機:領先世界的“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項目——三峽升船機正式進入試通航階段,這標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。

世界技術難度最高、規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

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

“為了確保三峽樞紐的安全”

據了解,三峽升船機的建造設想要追溯到新中國成立初期,經歷了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險系數,同時保障三峽樞紐自身的安全。”三峽總公司原副總經理、升船機技術專家組組長楊清表示。

專家組理性的觀點說服了質疑的聲音。然而,如何建造這個龐大的工程?

“它的設計標準大幅超越曾經的世界第一,其開創性和難度可謂是‘一步登天’。”三峽總公司原副總經理秦中一表示。

記者找到一份當年的《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,這幾項重要指標都是它的近3倍!

經過多方考察和綜合比較,三峽集團在擁有先進升船機技術的比利時和德國間,選擇了方案安全穩定性更優的德國當“老師”。

2003年9月,經專家審查,中德合作設計的新“齒輪齒條爬升”升船機方案獲準修建。

“沒有標準,那就自己立規矩”

方案確定后,怎樣制造和施工,成為建設者們的新難題。

“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,設計、材料、建設施工等方面的技術工藝都是全新的,在建設中甚至連可供參考的基本標準都沒有。”吳小云表示。

“沒有標準,那就自己立規矩。”楊清表示。作為體現國家意志的三峽樞紐工程配套設施,三峽升船機點燃了所有參建單位和建設者的熱情,他們以最高昂的斗志、最極致的標準和最飽滿的熱情,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,他們承擔了三峽升船機主體設備制造、安裝、調試工程和系統集成工作。為了達到設計要求,中船重工一次次攻關,成功實現將上百米長的巨型部件安裝誤差,控制在5毫米以內。

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

升船機最關鍵的齒輪、齒條等零部件,最初交由德國廠商生產,但他們在加工過程中也出現了裂紋等瑕疵。為攻克制造難關,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進行調整。經過兩年艱苦嘗試,終于制造成功第一節不開裂的齒條,實現了升船機重大裝備的國產化。

“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域現有的所有標志性工程建筑。”國際水電協會表示。

“站上行業價值鏈的最高端”

三峽升船機的研發制造,檢閱了中國高端裝備制造業的發展,也帶動了相關行業的技術進步。一些新的中國標準,重新定義了行業內的國際標準。

在過去,國內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計原則就是零事故,定下“持續穩定過船1000閘次”才算合格的要求。今天,“首穩千閘次”已經成為廣泛使用的國際標準。

不要小看這個可靠性標準,德國、美國、日本制造業著名的“精益生產”、“6西格瑪”等管理理論都是強調確保質量,不正是這些促成了德國制造、日本制造的崛起嗎?

制造業是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。就在我國提出“中國制造2025”戰略規劃的前后,美國的再工業化、制造業回歸戰略、德國的工業4.0、英國的工業2050戰略紛紛出臺,引領這些國家的制造業強勁增長。面對經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企業和員工值得“點贊”。

雖然我國目前已經成為世界第一制造大國,有220多種主要工業產品的產量居世界首位,但裝備制造業仍面臨大而不強的問題,亟待發揮重大科技項目的突破和帶動作用,打通研發、生產、需求的鏈條,推動制造業企業向價值鏈更高的環節轉型升級。

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

《光明日報》( 2016年11月20日 01版)