【文/科工力量專欄作者 陳辰】
看似簡(jiǎn)單的“挖泥船”曾被德國(guó)人認(rèn)為中國(guó)絕不可能造出來(lái)，但中國(guó)不僅造出來(lái)了，它還獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
在近日頒發(fā)的“2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”的特等獎(jiǎng)榜單上，《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》與《長(zhǎng)江三峽樞紐工程》兩個(gè)項(xiàng)目獲得殊榮。
與受世人矚目的長(zhǎng)江三峽水利樞紐項(xiàng)目不同，海上大型絞吸疏浚裝備，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是絞吸式“挖泥船”。那么它憑啥能評(píng)這么高的榮譽(yù)？這一相關(guān)話題引發(fā)熱議。
“天鯨號(hào)” 大型絞吸挖泥船
實(shí)際上，疏浚業(yè)是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋建設(shè)的戰(zhàn)略性高精尖產(chǎn)業(yè)，曾由外國(guó)壟斷數(shù)十年。但在遭遇技術(shù)封鎖和不公平的對(duì)待后，中國(guó)吹起了自主建設(shè)大型絞吸船的號(hào)角。
盡管外國(guó)人斷言中國(guó)無(wú)法自行設(shè)計(jì)、建造大型絞吸挖泥船，但中國(guó)不但以震驚世界的速度造出了“天鯨號(hào)”，實(shí)現(xiàn)在南?！霸炝藣u”，還進(jìn)一步締造了亞洲第一、世界第三的“天鯤號(hào)”。
目前，以“天鯨號(hào)”為首的系列中國(guó)大型絞吸疏浚裝備已經(jīng)參與了上海洋山深水港、曹妃甸首鋼工程、馬來(lái)西亞關(guān)丹深水港等國(guó)內(nèi)外一系列項(xiàng)目建設(shè)，并為疏浚國(guó)內(nèi)航道、捍衛(wèi)南海疆土提供等有效保障，是建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的“大國(guó)重器”。
憑什么獲得特等獎(jiǎng)？
1月10日上午，國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京隆重舉行。
經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的評(píng)比，《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》項(xiàng)目與《長(zhǎng)江三峽樞紐工程》項(xiàng)目共同榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
其中，“海上大型絞吸疏浚裝備”通俗講就是絞吸式挖泥船。可能很多人會(huì)不解，挖泥船？聽(tīng)起來(lái)好像很低端的樣子，憑啥這東西能評(píng)這么高的榮譽(yù)？
其實(shí)不然，這類設(shè)備不僅僅是一條挖泥船，它們有另外的一些別名：“造島神器”或者“地圖編輯器”，可謂名副其實(shí)的大國(guó)重器，是實(shí)施疏浚航道、吹填成陸、港口建設(shè)等工程建設(shè)的特種工程船。
“天鯨號(hào)”在青島港建設(shè)
雖然頭頂“功勛船舶”的光環(huán)，一出手就震驚國(guó)際疏浚業(yè)，但以“天鯨號(hào)”為首的系列大型絞吸疏浚裝備獲得國(guó)家級(jí)科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)殊榮，對(duì)于其來(lái)說(shuō)也尚屬首次。
據(jù)了解，大型絞吸挖泥船最重要的功能就是要挖泥挖得快，排泥排得遠(yuǎn)，船身穩(wěn)得住。該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目被認(rèn)為主要在以下三方面表現(xiàn)卓越：
一是掌握海底高強(qiáng)度巖礁快速挖掘破碎技術(shù)，滿足了國(guó)家重大工程“挖得快”的需求。削巖如泥，對(duì)任何巖石都來(lái)者不懼。
二是發(fā)明復(fù)雜海況中重載作業(yè)可靠定位技術(shù)，滿足了復(fù)雜海況工程“立得穩(wěn)”的需求。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)海作業(yè)連續(xù)精確測(cè)控。
三是研發(fā)超遠(yuǎn)距離連續(xù)高濃度輸送技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“排得遠(yuǎn)”的強(qiáng)大能力，單裝備最大輸送距離國(guó)際領(lǐng)先，平均萬(wàn)方能耗降低15.8%。
此外，該項(xiàng)目構(gòu)建了海上大型絞吸疏浚裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系，企業(yè)、高校、科研院所等單位協(xié)同聯(lián)動(dòng)，市場(chǎng)、研發(fā)、建造互促互進(jìn)形成了“系列化”產(chǎn)品自主設(shè)計(jì)和制造能力，目前已取得發(fā)明專利64項(xiàng)、實(shí)用新型專利73項(xiàng)、軟件著作權(quán)43項(xiàng)，編修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。
打破外國(guó)技術(shù)壟斷
根據(jù)當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，疏浚業(yè)已成為關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)和海洋建設(shè)的戰(zhàn)略性高精尖產(chǎn)業(yè)，但本世紀(jì)之前高端疏浚裝備完全由少數(shù)西方國(guó)家壟斷。即便是國(guó)內(nèi)航道疏浚，也得進(jìn)口整船。
據(jù)悉，2008年奧運(yùn)會(huì)之前，首鋼集團(tuán)計(jì)劃用5年時(shí)間搬遷到位于河北唐山市的曹妃甸，但由于土地緊張必須盡快圍海造地。當(dāng)時(shí)的天津航道局打算花高價(jià)進(jìn)口大型絞吸挖泥船，但外方無(wú)法滿足搬遷時(shí)限要求。無(wú)奈之下，他們找到上海交大共同開(kāi)發(fā)。
于是，中交天津航道局于2003年準(zhǔn)備啟動(dòng)大型絞吸船的建造工作，并與作為世界疏浚行業(yè)領(lǐng)軍設(shè)備制造商的一家荷蘭公司商談。“3個(gè)億，這是草簽的價(jià)格。”本次特等獎(jiǎng)項(xiàng)目第二完成人、中交天航局總工程師顧明回憶稱，時(shí)任局領(lǐng)導(dǎo)班子思來(lái)想去，覺(jué)得太貴，想著能否再降50萬(wàn)歐元。
本次特等獎(jiǎng)項(xiàng)目第二完成人、中交天航局總工程師顧明（右一）
可這家荷蘭公司收到降價(jià)請(qǐng)求，不但沒(méi)有降，總價(jià)反倒?jié)q了5%，談判隨之?dāng)R淺。然而，塞翁失馬、焉知非福，國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)、建造大型疏浚裝備的大門(mén)就此打開(kāi)。
“既然外國(guó)人不干，那我們就自己干！不信我們會(huì)比他們做得差！”2006年，天津航道局聯(lián)合國(guó)內(nèi)產(chǎn)、學(xué)、研單位成功建造中國(guó)第一艘擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化大型絞吸挖泥船——“天獅”船，徹底打破了國(guó)外挖泥船的技術(shù)壟斷，且造價(jià)不到進(jìn)口船舶的一半。
不過(guò)，此時(shí)沒(méi)人相信“天獅號(hào)”能夠滿足船東的需求。2007年2月17日，在一片懷疑聲中，船東讓所有同類船只在曹妃甸圍海造地工程的施工中開(kāi)展“勞動(dòng)競(jìng)賽”。最終“天獅號(hào)”以22小時(shí)40分挖泥85177立方米，創(chuàng)下國(guó)內(nèi)絞吸挖泥船單日挖泥量的新紀(jì)錄，超過(guò)了當(dāng)時(shí)的進(jìn)口船。
2006年，天航局成功建造中國(guó)第一艘擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化大型絞吸挖泥船“天獅”船。
“天麒號(hào)”是亞洲最大的非自航絞吸式挖泥船。2008年4月在青島開(kāi)工建造，2009年8月9日10點(diǎn)30分正式投產(chǎn)使用。
此后，以“天獅號(hào)”為基礎(chǔ)，天津航道局邁開(kāi)了大規(guī)模建造絞吸船的步伐，“天?！毕盗小ⅰ盀I?！毕盗小ⅰ靶?15”系列等一大批國(guó)之重器相繼建成投產(chǎn)。
“天獅號(hào)”總設(shè)計(jì)師顧敏童曾表示，“天獅號(hào)”的研制成功，在中國(guó)絞吸挖泥船的發(fā)展史上具有里程碑意義，它使我國(guó)大型絞吸挖泥船第一次有了完整的“中國(guó)設(shè)計(jì)”。
向世界領(lǐng)先水平進(jìn)發(fā)
20多年前，幾乎沒(méi)人相信中國(guó)可以自行設(shè)計(jì)和建造大型絞吸挖泥船。2006年，當(dāng)“天鯨號(hào)”開(kāi)始籌劃時(shí)，船東特地在深圳孖洲島造了船塢和船廠，德國(guó)人去參觀時(shí)斷言：中國(guó)人絕不可能造出來(lái)，因?yàn)榧夹g(shù)難度太大！
據(jù)了解，“天鯨號(hào)”的最初方案由外國(guó)公司提出，但經(jīng)全面計(jì)算、分析后發(fā)現(xiàn)：原方案排水量嚴(yán)重不足，以及航速預(yù)報(bào)有重大失誤。當(dāng)時(shí)，所有合同都已簽訂，采購(gòu)合同也已發(fā)往世界各地，外方認(rèn)為中方不可能自己解決問(wèn)題，提出了苛刻的修改條件。
最終，上海交大船舶設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，使得項(xiàng)目得以順利完成。完工后的“天鯨號(hào)”成為當(dāng)時(shí)亞洲第一、世界第三的大型自航絞吸挖泥船。這標(biāo)志著我國(guó)大型絞吸挖泥船的設(shè)計(jì)、制造能力進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
在性能上，“天鯨號(hào)”的絞刀功率在4400千瓦，單裝備最大輸送距離可達(dá)到6公里以外的地方，每小時(shí)挖掘的海底混合物可填滿一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大、半米深的坑。此外，“天鯨號(hào)”擁有無(wú)限航程的自航能力，可以在全球任意大洋中安全航行。
2010年1月19日上午，深圳孖洲島修造船基地隆重舉行了“天鯨號(hào)”自航絞吸式挖泥船交船儀式。就在當(dāng)年，“天鯨號(hào)”參與了廣西防城港建設(shè)，在惡劣的環(huán)境下絞挖礁石毫無(wú)壓力。
此后，2013年，“天鯨號(hào)”開(kāi)赴南海，在作業(yè)的200天中吹出1000萬(wàn)立方米的砂石，接連吹填了美濟(jì)島、渚碧島、永暑島、華陽(yáng)島、南薰島、東門(mén)島、赤瓜島、永興島8座小島，成為名副其實(shí)的“造島神器”以及“功勛船舶”。這堪稱對(duì)德國(guó)人質(zhì)疑的“硬核”回應(yīng)。
如果說(shuō)“天鯨號(hào)”實(shí)力硬核，且開(kāi)發(fā)建造速度讓全世界震驚，那么，我國(guó)新一代大型絞吸挖泥船——“天鯤號(hào)”更顯得霸氣十足。
資料顯示，“天鯤號(hào)”全船長(zhǎng)140米，寬27.8米，最大挖深35米，最大排距達(dá)15公里，絞刀額定功率6600千瓦，設(shè)計(jì)每小時(shí)挖泥6000立方米，一小時(shí)能造出厚一米、一個(gè)足球場(chǎng)大小的陸地。
“天鯤號(hào)”于2015年12月11日正式開(kāi)工建造。在業(yè)內(nèi)專家看來(lái)，“天鯤號(hào)”核心裝備的建造難度不亞于國(guó)產(chǎn)航母。從船舶初步設(shè)計(jì)到技術(shù)規(guī)格書(shū)制定，再到生產(chǎn)設(shè)計(jì)，整個(gè)過(guò)程步履維艱，船舶建造只能在實(shí)際生產(chǎn)中步步推進(jìn)。
2018年6月8日在江蘇啟東拍攝的由中國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的亞洲最大、最先進(jìn)的絞吸挖泥船“天鯤號(hào)” @東方IC
經(jīng)過(guò)三年多的時(shí)間攻關(guān)，“天鯤號(hào)”逐步攻克了系列世界性技術(shù)難題：研制出世界上最先進(jìn)的油缸式柔性重型鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)，全球首創(chuàng)在“天鯤號(hào)”上配置鋼樁臺(tái)車和三纜定位雙定位系統(tǒng)，自主研發(fā)應(yīng)用了世界領(lǐng)先的自動(dòng)化智能挖泥控制系統(tǒng)等。
2017年11月3日，“天鯤號(hào)”在江蘇啟東成功下水，其設(shè)計(jì)的各項(xiàng)性能指標(biāo)均超過(guò)“天鯨號(hào)”，成為新晉亞洲第一。2018年6月12日，“天鯤號(hào)”成功完成首次試航，向成為一艘真正的疏浚利器邁出了關(guān)鍵一步。
“天鯤號(hào)”在海上航行試驗(yàn)中。
中交天航局總工程師顧明如此評(píng)價(jià)“天鯤號(hào)”：“適應(yīng)惡劣海況的能力全球最強(qiáng)，輸送能力世界第一，挖掘深度亞洲第一，挖掘系統(tǒng)能力居世界前列，真正實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在該領(lǐng)域的“揚(yáng)眉吐氣”?！疤祧H號(hào)”的成功研制，標(biāo)志著我國(guó)疏浚裝備制造業(yè)邁入世界領(lǐng)先水平。
奔向海洋強(qiáng)國(guó)的“大國(guó)重器”
自航絞吸船最初并非填海造陸的專用裝備，而是用于航道疏浚的裝備，主要用來(lái)清理航道中的淤泥。以我國(guó)兩大黃金水道為例，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有將近12億噸黃沙流到渤海之中；長(zhǎng)江的沙流也源源不斷，每年都會(huì)沖來(lái)6000萬(wàn)立方米。
在21世紀(jì)貿(mào)易全球化背景下，如果不打通和疏浚水路，沿線港口的的發(fā)展很快就會(huì)遭遇瓶頸。在此背景下，中國(guó)需要盡快升級(jí)挖泥裝備，并對(duì)相關(guān)航道及企業(yè)進(jìn)行整合，形成有效集中的規(guī)模優(yōu)勢(shì)參與競(jìng)爭(zhēng)，增強(qiáng)在全球航運(yùn)輸浚界的話語(yǔ)權(quán)。
2015年，中交集團(tuán)整合旗下天津航道局、上海航道局和廣州航道局組建全球規(guī)模最大疏浚企業(yè)中交疏浚，目前年產(chǎn)能約7.88億立方米，總裝機(jī)功率居全球首位，僅絞吸疏浚裝備就有59艘，單船最大絞刀功率達(dá)到6600千瓦。
如今，以“天鯨號(hào)”為首的系列海上大型絞吸疏浚裝備成功實(shí)施了遠(yuǎn)海島礁建設(shè)、港珠澳大橋、長(zhǎng)江口深水航道整治工程等國(guó)家重大戰(zhàn)略工程，在上海洋山深水港工程、曹妃甸首鋼工程、環(huán)渤海灣經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)等工程中發(fā)揮了重大作用。
由于“造島神器”的工作效率異常驚人。2017年5月，中國(guó)商務(wù)部發(fā)布公告：為維護(hù)國(guó)家安全，對(duì)大型挖泥船實(shí)施出口管制，未經(jīng)許可任何單位和個(gè)人不得對(duì)外出口。不過(guò)，隨著“一帶一路”建設(shè)和全球化發(fā)展，中國(guó)的 " 造島神器 " 已經(jīng)走出國(guó)門(mén)。
中國(guó)4艘“地圖編輯器”在斯里蘭卡施工現(xiàn)場(chǎng)。圖/環(huán)球網(wǎng)
比如非洲的蘇丹、坦桑尼亞、肯尼亞、莫桑比克，歐洲的俄羅斯、烏克蘭，亞洲的老撾、馬來(lái)西亞、菲律賓、印尼等都出現(xiàn)了中國(guó)挖泥船的身影。此外，中國(guó)疏浚人與疏浚船深度實(shí)施了沙特吉贊人工島疏浚項(xiàng)目、馬來(lái)西亞關(guān)丹深水港項(xiàng)目，以及巴拿馬科隆集裝箱港口工程等“一帶一路”建設(shè)重大工程，建設(shè)工程數(shù)量共計(jì)211項(xiàng)。
為了適應(yīng)快速變化的、多樣的疏浚工程要求，中交疏浚已建成中國(guó)唯一、世界最大的中交疏浚裝備技術(shù)國(guó)家研究中心，還建立了2個(gè)國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、4個(gè)省部級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、1個(gè)省部級(jí)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)博士后工作站以及10個(gè)研發(fā)平臺(tái)。
不過(guò)，值得一提的是，國(guó)內(nèi)目前最先進(jìn)的“天鯤號(hào)” 絞刀額定功率目前排名世界第三，和前兩位的比利時(shí)楊德諾公司（Jan De Nul）的“JDN8069”號(hào)和Ibn BaLLuLa”號(hào)依舊有一定差距。但西方國(guó)家用好幾十年才做到的成就，中國(guó)用約僅10年就已達(dá)到，在不遠(yuǎn)的將來(lái)或?qū)⒃谶@一領(lǐng)域完全超越。
中國(guó)疏浚裝備制造業(yè)邁入世界領(lǐng)先水平
整體而言，中國(guó)疏浚裝備技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展在建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)、維護(hù)國(guó)家領(lǐng)土及領(lǐng)海主權(quán)中創(chuàng)造了震驚世界的中國(guó)速度，為徹底改變我國(guó)沿海戰(zhàn)略態(tài)勢(shì)發(fā)揮了基礎(chǔ)性重要作用，大幅提升了我國(guó)在世界疏浚及航運(yùn)舞臺(tái)上的話語(yǔ)權(quán)和影響力。
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