【文/科工力量專欄作者 陳辰】
看似簡單的“挖泥船”曾被德國人認為中國絕不可能造出來，但中國不僅造出來了，它還獲得了國家科學技術進步獎特等獎。
在近日頒發(fā)的“2019年度國家科學技術進步獎”的特等獎榜單上，《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》與《長江三峽樞紐工程》兩個項目獲得殊榮。
與受世人矚目的長江三峽水利樞紐項目不同，海上大型絞吸疏浚裝備，簡單來說就是絞吸式“挖泥船”。那么它憑啥能評這么高的榮譽？這一相關話題引發(fā)熱議。
“天鯨號” 大型絞吸挖泥船
實際上，疏浚業(yè)是關系國家經(jīng)濟發(fā)展和海洋建設的戰(zhàn)略性高精尖產(chǎn)業(yè)，曾由外國壟斷數(shù)十年。但在遭遇技術封鎖和不公平的對待后，中國吹起了自主建設大型絞吸船的號角。
盡管外國人斷言中國無法自行設計、建造大型絞吸挖泥船，但中國不但以震驚世界的速度造出了“天鯨號”，實現(xiàn)在南?！霸炝藣u”，還進一步締造了亞洲第一、世界第三的“天鯤號”。
目前，以“天鯨號”為首的系列中國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、馬來西亞關丹深水港等國內(nèi)外一系列項目建設，并為疏浚國內(nèi)航道、捍衛(wèi)南海疆土提供等有效保障，是建設海洋強國的“大國重器”。
憑什么獲得特等獎？
1月10日上午，國家科學技術進步獎勵大會在北京隆重舉行。
經(jīng)過嚴格的評比，《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》項目與《長江三峽樞紐工程》項目共同榮獲國家科學技術進步獎特等獎。
其中，“海上大型絞吸疏浚裝備”通俗講就是絞吸式挖泥船?？赡芎芏嗳藭唤猓谀啻?？聽起來好像很低端的樣子，憑啥這東西能評這么高的榮譽？
其實不然，這類設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”，可謂名副其實的大國重器，是實施疏浚航道、吹填成陸、港口建設等工程建設的特種工程船。
“天鯨號”在青島港建設
雖然頭頂“功勛船舶”的光環(huán)，一出手就震驚國際疏浚業(yè)，但以“天鯨號”為首的系列大型絞吸疏浚裝備獲得國家級科學獎項殊榮，對于其來說也尚屬首次。
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，船身穩(wěn)得住。該獲獎項目被認為主要在以下三方面表現(xiàn)卓越：
一是掌握海底高強度巖礁快速挖掘破碎技術，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。削巖如泥，對任何巖石都來者不懼。
二是發(fā)明復雜海況中重載作業(yè)可靠定位技術，滿足了復雜海況工程“立得穩(wěn)”的需求。實現(xiàn)了遠海作業(yè)連續(xù)精確測控。
三是研發(fā)超遠距離連續(xù)高濃度輸送技術，實現(xiàn)了“排得遠”的強大能力，單裝備最大輸送距離國際領先，平均萬方能耗降低15.8%。
此外，該項目構建了海上大型絞吸疏浚裝備設計制造技術體系，企業(yè)、高校、科研院所等單位協(xié)同聯(lián)動，市場、研發(fā)、建造互促互進形成了“系列化”產(chǎn)品自主設計和制造能力，目前已取得發(fā)明專利64項、實用新型專利73項、軟件著作權43項，編修訂國家標準7項。
打破外國技術壟斷
根據(jù)當前發(fā)展趨勢，疏浚業(yè)已成為關系國家經(jīng)濟和海洋建設的戰(zhàn)略性高精尖產(chǎn)業(yè)，但本世紀之前高端疏浚裝備完全由少數(shù)西方國家壟斷。即便是國內(nèi)航道疏浚，也得進口整船。
據(jù)悉，2008年奧運會之前，首鋼集團計劃用5年時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。當時的天津航道局打算花高價進口大型絞吸挖泥船，但外方無法滿足搬遷時限要求。無奈之下，他們找到上海交大共同開發(fā)。
于是，中交天津航道局于2003年準備啟動大型絞吸船的建造工作，并與作為世界疏浚行業(yè)領軍設備制造商的一家荷蘭公司商談?！?個億，這是草簽的價格?！北敬翁氐泉勴椖康诙瓿扇?、中交天航局總工程師顧明回憶稱，時任局領導班子思來想去，覺得太貴，想著能否再降50萬歐元。
本次特等獎項目第二完成人、中交天航局總工程師顧明（右一）
可這家荷蘭公司收到降價請求，不但沒有降，總價反倒?jié)q了5%，談判隨之擱淺。然而，塞翁失馬、焉知非福，國內(nèi)自主設計、建造大型疏浚裝備的大門就此打開。
“既然外國人不干，那我們就自己干！不信我們會比他們做得差！”2006年，天津航道局聯(lián)合國內(nèi)產(chǎn)、學、研單位成功建造中國第一艘擁有完全自主知識產(chǎn)權的現(xiàn)代化大型絞吸挖泥船——“天獅”船，徹底打破了國外挖泥船的技術壟斷，且造價不到進口船舶的一半。
不過，此時沒人相信“天獅號”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展“勞動競賽”。最終“天獅號”以22小時40分挖泥85177立方米，創(chuàng)下國內(nèi)絞吸挖泥船單日挖泥量的新紀錄，超過了當時的進口船。
2006年，天航局成功建造中國第一艘擁有完全自主知識產(chǎn)權的現(xiàn)代化大型絞吸挖泥船“天獅”船。
“天麒號”是亞洲最大的非自航絞吸式挖泥船。2008年4月在青島開工建造，2009年8月9日10點30分正式投產(chǎn)使用。
此后，以“天獅號”為基礎，天津航道局邁開了大規(guī)模建造絞吸船的步伐，“天?！毕盗?、“濱?！毕盗?、“新215”系列等一大批國之重器相繼建成投產(chǎn)。
“天獅號”總設計師顧敏童曾表示，“天獅號”的研制成功，在中國絞吸挖泥船的發(fā)展史上具有里程碑意義，它使我國大型絞吸挖泥船第一次有了完整的“中國設計”。
向世界領先水平進發(fā)
20多年前，幾乎沒人相信中國可以自行設計和建造大型絞吸挖泥船。2006年，當“天鯨號”開始籌劃時，船東特地在深圳孖洲島造了船塢和船廠，德國人去參觀時斷言：中國人絕不可能造出來，因為技術難度太大！
據(jù)了解，“天鯨號”的最初方案由外國公司提出，但經(jīng)全面計算、分析后發(fā)現(xiàn)：原方案排水量嚴重不足，以及航速預報有重大失誤。當時，所有合同都已簽訂，采購合同也已發(fā)往世界各地，外方認為中方不可能自己解決問題，提出了苛刻的修改條件。
最終，上海交大船舶設計團隊對其進行了重新設計，使得項目得以順利完成。完工后的“天鯨號”成為當時亞洲第一、世界第三的大型自航絞吸挖泥船。這標志著我國大型絞吸挖泥船的設計、制造能力進入世界先進行列。
在性能上，“天鯨號”的絞刀功率在4400千瓦，單裝備最大輸送距離可達到6公里以外的地方，每小時挖掘的海底混合物可填滿一個標準足球場大、半米深的坑。此外，“天鯨號”擁有無限航程的自航能力，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”自航絞吸式挖泥船交船儀式。就在當年，“天鯨號”參與了廣西防城港建設，在惡劣的環(huán)境下絞挖礁石毫無壓力。
此后，2013年，“天鯨號”開赴南海，在作業(yè)的200天中吹出1000萬立方米的砂石，接連吹填了美濟島、渚碧島、永暑島、華陽島、南薰島、東門島、赤瓜島、永興島8座小島，成為名副其實的“造島神器”以及“功勛船舶”。這堪稱對德國人質(zhì)疑的“硬核”回應。
如果說“天鯨號”實力硬核，且開發(fā)建造速度讓全世界震驚，那么，我國新一代大型絞吸挖泥船——“天鯤號”更顯得霸氣十足。
資料顯示，“天鯤號”全船長140米，寬27.8米，最大挖深35米，最大排距達15公里，絞刀額定功率6600千瓦，設計每小時挖泥6000立方米，一小時能造出厚一米、一個足球場大小的陸地。
“天鯤號”于2015年12月11日正式開工建造。在業(yè)內(nèi)專家看來，“天鯤號”核心裝備的建造難度不亞于國產(chǎn)航母。從船舶初步設計到技術規(guī)格書制定，再到生產(chǎn)設計，整個過程步履維艱，船舶建造只能在實際生產(chǎn)中步步推進。
2018年6月8日在江蘇啟東拍攝的由中國完全自主設計建造的亞洲最大、最先進的絞吸挖泥船“天鯤號” @東方IC
經(jīng)過三年多的時間攻關，“天鯤號”逐步攻克了系列世界性技術難題：研制出世界上最先進的油缸式柔性重型鋼樁臺車系統(tǒng)，全球首創(chuàng)在“天鯤號”上配置鋼樁臺車和三纜定位雙定位系統(tǒng)，自主研發(fā)應用了世界領先的自動化智能挖泥控制系統(tǒng)等。
2017年11月3日，“天鯤號”在江蘇啟東成功下水，其設計的各項性能指標均超過“天鯨號”，成為新晉亞洲第一。2018年6月12日，“天鯤號”成功完成首次試航，向成為一艘真正的疏浚利器邁出了關鍵一步。
“天鯤號”在海上航行試驗中。
中交天航局總工程師顧明如此評價“天鯤號”：“適應惡劣海況的能力全球最強，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，真正實現(xiàn)了中國在該領域的“揚眉吐氣”。“天鯤號”的成功研制，標志著我國疏浚裝備制造業(yè)邁入世界領先水平。
奔向海洋強國的“大國重器”
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，主要用來清理航道中的淤泥。以我國兩大黃金水道為例，根據(jù)統(tǒng)計，每年有將近12億噸黃沙流到渤海之中；長江的沙流也源源不斷，每年都會沖來6000萬立方米。
在21世紀貿(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)展很快就會遭遇瓶頸。在此背景下，中國需要盡快升級挖泥裝備，并對相關航道及企業(yè)進行整合，形成有效集中的規(guī)模優(yōu)勢參與競爭，增強在全球航運輸浚界的話語權。
2015年，中交集團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到6600千瓦。
如今，以“天鯨號”為首的系列海上大型絞吸疏浚裝備成功實施了遠海島礁建設、港珠澳大橋、長江口深水航道整治工程等國家重大戰(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)濟帶建設、粵港澳大灣區(qū)建設等工程中發(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，中國商務部發(fā)布公告：為維護國家安全，對大型挖泥船實施出口管制，未經(jīng)許可任何單位和個人不得對外出口。不過，隨著“一帶一路”建設和全球化發(fā)展，中國的 " 造島神器 " 已經(jīng)走出國門。
中國4艘“地圖編輯器”在斯里蘭卡施工現(xiàn)場。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、馬來西亞、菲律賓、印尼等都出現(xiàn)了中國挖泥船的身影。此外，中國疏浚人與疏浚船深度實施了沙特吉贊人工島疏浚項目、馬來西亞關丹深水港項目，以及巴拿馬科隆集裝箱港口工程等“一帶一路”建設重大工程，建設工程數(shù)量共計211項。
為了適應快速變化的、多樣的疏浚工程要求，中交疏浚已建成中國唯一、世界最大的中交疏浚裝備技術國家研究中心，還建立了2個國家級企業(yè)技術中心、4個省部級企業(yè)技術中心、1個省部級企業(yè)重點實驗室、1個省部級重點實驗室、2個博士后工作站以及10個研發(fā)平臺。
不過，值得一提的是，國內(nèi)目前最先進的“天鯤號” 絞刀額定功率目前排名世界第三，和前兩位的比利時楊德諾公司（Jan De Nul）的“JDN8069”號和Ibn BaLLuLa”號依舊有一定差距。但西方國家用好幾十年才做到的成就，中國用約僅10年就已達到，在不遠的將來或?qū)⒃谶@一領域完全超越。
中國疏浚裝備制造業(yè)邁入世界領先水平
整體而言，中國疏浚裝備技術的創(chuàng)新與發(fā)展在建設海洋強國、維護國家領土及領海主權中創(chuàng)造了震驚世界的中國速度，為徹底改變我國沿海戰(zhàn)略態(tài)勢發(fā)揮了基礎性重要作用，大幅提升了我國在世界疏浚及航運舞臺上的話語權和影響力。
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