從險(xiǎn)峻航道到黃金水道

三峽水利樞紐工程。 林海攝

　　7月的三峽大壩常被煙云籠罩，晴空之日舉目眺望，大壩左側(cè)的三峽船閘開(kāi)開(kāi)合合，升船機(jī)上下聯(lián)動(dòng)，大船爬“樓梯”，小船坐“電梯”，有序而繁忙。

　　2023年，三峽船閘通航迎來(lái)20周年，有99.3萬(wàn)余艘船舶從此過(guò)壩，1223.9萬(wàn)名旅客盡覽三峽大壩的雄偉，19.1億噸貨物暢行三峽……曾經(jīng)咆哮的江水已變得平靜，險(xiǎn)象環(huán)生成為過(guò)去，“川江不夜航”成為歷史。

　　高峽平湖泛彩舟

　　“近20年的科技攻關(guān)，一系列原創(chuàng)性成果給三峽—葛洲壩超高水頭梯級(jí)樞紐的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行加裝了強(qiáng)有力的‘安全閥’！”長(zhǎng)江三峽通航管理局局長(zhǎng)齊俊麟由衷感嘆。

　　2003年，三峽水利樞紐開(kāi)始試驗(yàn)性蓄水，“高峽出平湖”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。59公里的三峽航段，逐漸有了“兩壩一峽一機(jī)十三閘”，成為長(zhǎng)江干線連接中上游的咽喉要道。

　　此時(shí)，三峽航段形成的壩上庫(kù)區(qū)航段、兩壩間急流航段和壩下天然航段三段梯級(jí)航道，連續(xù)最大落差達(dá)140米，加上特有的“四灘一彎一關(guān)”之險(xiǎn)，被世界公認(rèn)為最復(fù)雜的通航環(huán)境。

　　船閘運(yùn)行無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循，面對(duì)多閘運(yùn)行聯(lián)控、通航調(diào)度控制、通航保障等諸多難題，如何破解？

　　三峽通航管理局聯(lián)合交通運(yùn)輸行業(yè)10多家科研院所與創(chuàng)新企業(yè)，組建近百人的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展“三峽—葛洲壩梯級(jí)通航運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”課題研究，讓科技創(chuàng)新為運(yùn)維管護(hù)賦能。

　　2019年，眾多原創(chuàng)新科研成果紛紛涌現(xiàn)，建構(gòu)起的通航運(yùn)行理論方法、自動(dòng)控制與智能調(diào)度技術(shù)、服役設(shè)備評(píng)估與快速檢修、通航安全保障技術(shù)“四大體系”，讓船舶通航行為規(guī)范化、過(guò)閘快速化、通航調(diào)度智能化等難題迎刃而解。三峽—葛洲壩通航建筑物實(shí)現(xiàn)了“從用好到好用”“從管好到好管”的蝶變。

　　挖潛提效筑通途

　　隨著“水漲船高”“水落船低”，過(guò)閘船舶由此實(shí)現(xiàn)“上下樓梯”，這需要三峽雙線5級(jí)、葛洲壩3個(gè)單級(jí)船閘精準(zhǔn)地充水、泄水、開(kāi)門、關(guān)門。一個(gè)閘室有問(wèn)題，一條線將癱瘓。

　　“三峽船閘控制系統(tǒng)的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)，都是經(jīng)過(guò)精確計(jì)算而來(lái)。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的公式，從設(shè)想到運(yùn)用，要經(jīng)歷好多年！”談起“通航運(yùn)行理論方法”的研究，參與其中的長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司機(jī)電院副總工程師段波感慨。

　　“三峽船閘的設(shè)計(jì)，是之前以船隊(duì)為主的運(yùn)行環(huán)境，規(guī)劃到2030年通過(guò)量達(dá)億噸?！倍尾ǜ嬖V記者，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一閘室能過(guò)6至7個(gè)船隊(duì)，10分鐘左右進(jìn)閘。但現(xiàn)在航道變?yōu)椤坝兴蠹倚小?#xff0c;過(guò)閘船舶變成以單船為主，進(jìn)閘的間距被拉大，進(jìn)閘時(shí)間最初高達(dá)1小時(shí)。

　　如此效率，如何滿足日益增長(zhǎng)的船舶過(guò)壩需求？“挖潛提效筑通途?！倍尾ń榻B道，通過(guò)多年的科技創(chuàng)新，船閘通過(guò)能力被一分鐘一分鐘地挖掘出來(lái)。

　　三峽通航管理局研發(fā)“同步移泊技術(shù)”，通過(guò)“單船同步進(jìn)閘”組織方式，實(shí)現(xiàn)同閘同排船舶像船隊(duì)一樣“捆綁”進(jìn)閘、出閘、在閘室間移泊，三峽船閘單線從初期一晝夜運(yùn)行7至9閘次，提升到16至17閘次；優(yōu)化船閘閥門運(yùn)行控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩壩船閘最優(yōu)運(yùn)行控制，最大化利用閘室面積與水深；實(shí)施“葛洲壩三閘合一”“船閘機(jī)電水一體”的科研探索……

　　目前，葛洲壩和三峽船閘實(shí)際一次過(guò)閘平均載重噸位達(dá)1.77萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出1.02萬(wàn)噸的設(shè)計(jì)能力；三峽過(guò)閘船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)從3.3米提高到4.3米；過(guò)閘船舶平均單位能耗從蓄水前的每千噸公里7.6千克下降到每千噸公里1.9千克……

　　檢修技術(shù)再創(chuàng)新

　　作為長(zhǎng)江黃金水道的要塞，三峽船閘每檢修一天，一線船閘就要停擺一天，這意味著，約70艘船、28萬(wàn)噸貨物通航受阻。

　　為了減少停航，研發(fā)“人字門同步頂升”迫在眉睫。船閘大修，重點(diǎn)就是“人字門”。它要頂升起相當(dāng)于兩個(gè)籃球場(chǎng)大、重達(dá)900噸的門體，然后查磨損、換配件，再安全回落。

　　兩壩船閘有36個(gè)這樣的“巨無(wú)霸”，僅檢修程序就有幾百道。三峽通航管理局正高級(jí)工程師李然告訴記者：“頂升一個(gè)，就得40名經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員同步操作8個(gè)千斤頂，耗時(shí)一天。若偏差超過(guò)1毫米，輕則損傷門體，重則發(fā)生傾覆事故?！?/p>

　　面對(duì)難題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出，用4個(gè)液壓千斤頂實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高精度頂升，偏差要求不超過(guò)0.5毫米。

　　眼看檢修日期臨近，“必須按時(shí)搞定！”不服輸?shù)难邪l(fā)人員每天只睡三四個(gè)小時(shí)，連續(xù)22天駐扎在試驗(yàn)場(chǎng)，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。最終，研發(fā)人員搶在檢修前完成升降系統(tǒng)的研發(fā)，并一舉試驗(yàn)成功。

　　有了這項(xiàng)獨(dú)門技術(shù)，讓原來(lái)需要40人一晝夜才能完成的高風(fēng)險(xiǎn)工作，只需一摁電鈕，6個(gè)人1小時(shí)搞定?！澳悄?#xff0c;停航檢修時(shí)間從100多天壓縮到50天。”李然表示，在此基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了以大型系列檢修裝備、工藝、工法為主的快速檢修體系，船閘停航大修工期由50多天，再縮短到20—30天。

　　2016年9月三峽升船機(jī)試通航，是又一項(xiàng)世界之最。運(yùn)行時(shí)要提起1.55萬(wàn)噸、相當(dāng)于20萬(wàn)人的總重量，且處在一個(gè)30米的跳變水位中，存在安全隱患。

　　為把安全隱患“扼殺在搖籃”，科研人員“量身定做”了一套船舶安全檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)通過(guò)船舶的船速、吃水、位置，進(jìn)行全方位檢測(cè)，解決了升船機(jī)“水土不服”的難題。

　　如今，船舶“坐電梯”過(guò)大壩，由300分鐘縮短為50分鐘，豎立的硬幣紋絲不動(dòng)……（記者 何亮 通訊員 劉敏）