揭密三峽升船機建設 創造多項「世界之最」

9月18日,「長江三峽9號」郵輪從三峽升船機通過。

目前世界上技術難度最高、規模最大的升船機——三峽升船機18日下午正式進入試通航階段。這也是世界最大水利樞紐三峽工程的最後一個建設專案。

根據新華網報導,巍巍三峽大壩旁,矗立起新的地標。未來,一艘艘船舶,將經過這座巨型『空中電梯』的托舉,『翻越』三峽大壩。

『大船爬樓梯、小船坐電梯』壯景終於實現

18日15時20分許,在三峽大壩上游海拔150.5公尺的『高峽平湖』上,『長江三峽9號』遊輪沿著引航道緩緩駛入三峽升船機承船廂,開啟了三峽升船機首次試通航之旅。

15時50分許,承船廂載著水和遊輪開始垂直下行,大約8分鐘後就與下游海拔65.2公尺的江面齊平。不一會兒,遊輪緩緩駛出承船廂,到達下游江面。

與此同時,在位於升船機以北不足一公里處的三峽雙線五級船閘,一艘艘載著貨物的巨輪如同往常一樣有序列隊進出上行和下行的各5個閘室。

至此,三峽工程建設者憧憬多年的『大船爬樓梯、小船坐電梯』壯觀景象,正在成為現實。

『長江三峽9號』客輪船長陳國海告訴記者,承船廂載著水和船提升的整個過程都非常平穩,廂內水面幾乎感覺不到任何晃動。走升船機從下游靠船墩到上游靠船墩只用了近一個小時。而過去十幾年來,船舶每次經過三峽船閘過壩,往往要花三四個小時。


9月18日,『長江三峽9號』遊輪駛離升船機進入下游引航道。

長江三峽通航管理局相關負責人介紹說,三峽蓄水成庫後,大壩上游江段水變深、變寬、變緩,通航條件明顯改善。不過,由於壩上與壩下水位落差最大可達上百公尺,船舶需藉助專門的通航設施才能過壩。

作為通航建築物,三峽升船機和三峽船閘一樣,都是三峽樞紐工程的重要組成部分。目前,二者分別為世界最大的升船機和船閘。

2003年6月投運的三峽船閘可容納萬噸級船隊,船舶透過船閘時,就像上下五級台階,故有『大船爬樓梯』的比喻。而三峽升船機過船規模為3000噸級,船舶在承船廂裡像乘垂直電梯一樣在空中升降,故有『小船坐電梯』之說。


7月25日,船舶停靠在三峽五級船閘前等待進閘。

創造多項『世界之最』 攻克諸多技術難題

三峽升船機的建設,創造了多項『世界之最』。

大陸長江三峽集團公司機電工程局副局長、升船機專案部負責人吳小雲此前接受記者採訪時說,三峽升船機為大陸國內首次採用齒輪齒條爬升平衡重式垂直升船機,過船規模為3000噸級,最大提升總重量達1.55萬噸,升船機承重塔柱高達146公尺,支撐著承船廂垂直升降最大高度113公尺。升船機上游通航水位變幅30公尺,下游通航變幅11.8公尺。

『三峽升船機具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位變幅大和下游水位變化速率快的特點,是當今世界上技術難度和規模最大的升船機。』吳小雲說。

三峽升船機的各項重要資料指標都大大超過現有世界水準。此前,世界最大垂直升船機位於比利時中央運河,其過船規模為1350噸級,提升總重量為8800噸,最大提升高度為73公尺。


從左至右為升船機的承船廂從上降下(拼版照片)。

1.55萬噸的重量被抬升至百公尺高空,是否安全?中國工程院院士陸佑楣說,三峽升船機屬於齒輪齒條爬升、長螺母柱短螺桿安全機構、全平衡垂直式升船機。這種形式比人們較為熟知的鋼絲繩卷揚式提升方案更安全可靠。

勘察、論證、設計時間跨度高達60餘年,三峽升船機的動工建設也經歷了反覆研討。長江水利委員會三峽工程代表局提供的資料顯示,三峽工程1994年正式開工,升船機卻由於技術複雜等原因,1995年緩建。三峽建設者們經過反覆論證和方案比選,2003年決定將原設計的鋼絲繩卷揚提升方案改為現有方案以提高升船機安全可靠性。2007年,續建工程正式啟動。

在過去8年多的製造施工過程中,二重集團等大陸國內重型設備製造企業、中船重工等船舶裝備生產企業、葛洲壩集團等水電施工單位參與其中,它們創新設計理念、製造技術、施工工藝和管理方法,成功解決了一系列世界級技術難題,推動了世界升船機技術的發展和應用,為大型垂直升船機建設積累了寶貴經驗。三峽升船機建設在提高大陸專業設備設計製造能力等方面,也發揮了促進作用。


進入承船廂的『長江三峽9號』遊輪在進行固定(9月18日攝)。

升船機與船閘聯合調度提高通航靈活性和保障力

水利部長江水利委員會總工程師、中國工程院院士鄭守仁說,三峽升船機設計建設初衷,主要是給客貨輪和特種船舶提供快速過壩通道。目前,船舶經過三峽五級船閘需要三四個小時;而升船機透過時間計劃控制在40分鐘到1小時。

過去十多年來,隨著國家西部大開發戰略穩步推進,長江黃金水道作用充分發揮,三峽船閘過閘需求快速增長。長江三峽通航管理局的統計資料顯示,三峽船閘2004年貨物量為3400多萬噸,2011年貨運量首次達到1億噸,提前19年達到設計能力。2015年,船閘貨運量已增長至近1.2億噸。

受訪專家表示,最新投運的三峽升船機將成為三峽船閘的輔助,可在一定程度上提高三峽工程的通航調度靈活性和通航保障能力。

『從今(2016)年的統計資料看,三峽船閘的通過量還在增長。』長江三峽通航管理局副局長陳冬元說,除了為客輪提供過壩快速通道之外,三峽升船機投運後也有望帶動乘船過壩觀光旅遊的發展。


9月18日,一名工作人員目送『長江三峽9號』遊輪駛出三峽升船機。