新華網武漢3月31日電(劉桔、李徵崢)三峽升船機被稱為“船舶電梯”,是三峽工程的收官之作。自2016年9月18日試通航以來,三峽升船機過壩快速通道作用日益顯現。
三峽升船機裏面隱藏了哪些“黑科技”?它有何不一般?近日,新華網調研團隊走進三峽大壩,零距離感受這座巨型“電梯”的科技魅力。
提速度——較五級船閘提速4倍
在三峽大壩的左岸,三峽升船機巋然矗立。從空中鳥瞰,它宛如一條過壩綠色通道,一艘艘船只進入後,經“電梯”托舉,“翻越”大壩,再駛向長江……
據了解,三峽升船機由上游引航道、上閘首、船廂室段、下閘首和下遊引航道等部分組成,全線總長7300米,最大提升高度113m,過船規模為3000噸級,承船廂總重(含水體)1.55萬噸。
在三峽升船機的左側,布置有雙線五級船閘。作為通航建築物,三峽船閘和三峽升船機一樣,都是三峽樞紐工程的重要組成部分。
三峽集團流域樞紐管理中心副主任專業師楊化説:“在沒有升船機之前,船只都是通過五級船閘過壩。三峽升船機設計建設的初衷,主要是為客輪及特種船只提供快速過壩通道。”
據了解,三峽大壩壩前正常蓄水位為海拔175米高程,而壩下通航最低水位為62米高程,意味著這裏最大水位落差達113米。“這個過程,如果船舶從五級船閘通行,大概需要3到4個小時,而通過三峽升船機,過壩時間總共只需要約40分鐘。”楊化説。
同時,三峽升船機還能提高三峽工程的通航調度靈活性和通航保障能力。
中國工程院院士、長江設計集團有限公司董事長鈕新強説:“升船機投入運作以後,一些3000噸級以下的觀光遊船和滾裝船、集裝箱船、散裝貨船都可以通過升船機過壩,而一些大噸位貨船則可以通過五級船閘過壩,從而提高了樞紐的通過能力和通航效率。”
三峽水利樞紐航拍圖。新華網發。
保安全——緊急情況可機械自鎖
乘坐三峽升船機時,“硬幣屹立不倒”的實驗,見證了工程奇跡。
其實,在保障三峽升船機穩定性的背後,三峽升船機的建設者還有著更深沉的考量:1.55萬噸的重量被抬升至百米高空,如何確保絕對安全?
據介紹,三峽升船機是我國第一座齒輪齒條爬升式升船機。在三峽升船機之前,我國的升船機都是鋼絲繩卷揚式。
楊化説:“鋼絲繩卷揚式是通過鋼絲繩拉動船廂運作。這個過程,如果出現危險情況,需要由探測器、電氣監控係統、液壓係統等協同動作,來驅動它的安全機構運作,動作環節較多,相對而言反應較慢,安全風險防控難以做到萬無一失。”
有關資料顯示,三峽工程1994年正式開工,升船機卻由于技術復雜等原因,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齒輪齒條爬升式方案,以提高升船機安全可靠性。2007年,續建工程正式啟動。
鈕新強説:“三峽升船機採用的齒輪齒條爬升式,通過與齒輪齒條驅動機構聯動的螺母柱螺桿式安全機構,進一步加強了升船機的安全性。”
“簡單來説,三峽升船機有四組齒輪齒條驅動點,每個驅動點旁邊都有一組由螺母柱和螺桿組成的安全機構,承船廂一旦發生事故,螺桿便會與螺母柱機械自鎖,可以在113米全程范圍內的任意位置,將承船廂安全鎖定,基本做到了萬無一失。”鈕新強説。
三峽升船機過壩快速通道作用日益顯現。新華網發
夠尖端——攻克世界級技術難題
在三峽工程很多個“世界之最”中,三峽升船機也依然耀眼:它是目前世界上技術難度和規模最大的升船機,機械設備制造難度大、土建結構施工精度高,還有著極為復雜的電腦控制係統。
但這樣一個耀眼的工程,是在沒有任何經驗可以借鑒的情況下設計建成的。
據了解,三峽升船機建設,不僅攻克了重大裝備制造難題,關鍵零部件的制造還達到國際領先水準。三峽集團升船機項目部副主任路衛兵説:“三峽升船機包括承船廂、齒輪、齒條等在內的關鍵設備全部由中國企業生産。比如,齒條螺母柱研制,我們解決了驅動機構齒條、安全機構螺母柱等重大裝備的材料冶煉、鑄造、熱處理、加工、高精度裝配等制造技術,攻克了大模數齒條淬火開裂這一世界級難題。”
三峽升船機建設者們還解決了特大型升船機施工係列技術難題,相關經驗成功在向家壩升船機推廣應用。路衛兵介紹説:“三峽升船機攻克了大型超高設備高精度安裝以及升船機單機、分係統和整機整合聯合調試等一係列技術難題,實現了168m高混凝土塔柱結構施工無裂縫、125m超高齒條、螺母柱安裝垂直度小于3mm、船廂全行程運作同步偏差小2mm等建設成果。”
同時,三峽升船機設計建設,推動我國形成了齒輪齒條爬升式升船機全産業鏈技術標準。鈕新強説:“根據三峽建設經驗,國內陸續制定了升船機設計、制造與安裝、調試規范,填補了我國超大型齒輪齒條爬升式垂直升船機建造技術的空白,也培養了一支高水準的專業化人才隊伍。”
三峽升船機過壩快速通道作用日益顯現。新華網發