建设好三峡升船机(图)_新闻中心

建设好三峡升船机(图)

http://www.sina.com.cn 2004年09月17日11:37 中国三峡工程报

　　——就升船机建设访中国三峡总公司副总经理杨清本报记者陈宗清

　　编者按：升船机项目是三峡三期工程的关键性工程之一,也是三峡工程重大技术攻关项目之一。三峡升船机建设规模大、工况条件复杂、可靠性要求高，其建设过程充满挑战性。三峡升船机的建设一直深受各界媒体和广大读者的关注。为了全面系统介绍三峡升船机项目的有关情况,记者日前专访了三峡总公司副总经理杨清。杨清就升船机建设的紧迫性、技术特点、施工计划、技术方案选择等回答了记者提问。

　　记者：三峡工程蓄水以后，川江航道航运条件已有明显改善，水运总量已开始成倍增长。三峡升船机建设对长江航运发展会产生什么影响？

　　杨清：三峡工程自2003年7月开始初期蓄水、通航。一年来的实践表明，三峡水库蓄水改善了库区航道水运条件，由于水的流速变缓，船行速度变快，运输成本大大降低，促进了长江水运的发展。据统计，在三峡船闸试通航的一年中，通过三峡船闸的货运量已超过2900万吨，比历史最高年份的1800万吨增加了1100万吨。随着三峡库区经济快速发展，长江航运总量仍将呈快速增长趋势。

　　双线五级船闸是船舶过坝的主要通道，通过一年的试运行考核，船闸的设施设备性能、质量均满足设计要求，已通过国家验收。尽管船闸充排水等关键工艺流程用时比设计有所缩短，但船舶过闸时间仍比设计的2小时40分钟要长一些。分析原因，主要是因为船型不规范，船舶几何尺寸大小不一，造成船队编组、进出闸室以及闸室间位移速度慢，耗时过长。我们相信，经过一段时间的努力，通过推广船型技术标准化、提高科学编组水平，并随着操作技能水平的不断提高，船闸的通航能力以及过闸时间最终可以达到设计水平。双线五级船闸设计船舶年单向通过能力为5000万吨，上下行双向年运量可达1亿吨，已考虑了长江航运未来的发展需求。

　　目前三峡船舶过闸时间较长的问题对长江客运的发展影响较大，对开发三峡旅游资源不利。因此，加快三峡升船机建设步伐显得十分紧迫。三峡升船机是为客轮和特种船舶设计的快速过坝通道。相当于船舶乘坐电梯一次过坝，设计时间为40分钟。升船机建成以后，可以大大缩短客轮过闸时间，并腾出更多的闸次给货运船舶，对促进长江航运发展将发挥重要作用。

　　记者：三峡升船机在许多技术领域堪称世界之最，请您简要介绍一下它的技术特点。

　　杨清：与国内外已建和在建的升船机相比较，三峡升船机的设计、制造和施工难度都是最大的。具体讲有这样几个方面的特点。

　　一是建设规模大。三峡升船机为单线一级垂直升船机，它由上下游引航道、上下闸首和升船机船厢室段等建筑物组成，全线总长6000米。升船机最大过船吨位为3000吨级，承船厢外型尺寸为长132米、宽23.4米、高10米，承船厢内有效水域为长120米、宽18米、3.5米水深。升船机最大提升高度为113米，提升总量约12800吨。三峡升船机的主要技术参数目前居世界第一。

　　二是工况条件复杂。三峡水利枢纽具有较大的防洪库容，且枯水期和汛期过坝流量差异大，使得上、下游水位变幅大，通航水位差分别达到30米和11.8米；同时，三峡水电站具有较大的调峰容量，造成上游涌浪高、下游水位变化快，分别达到最大涌浪高±0.5米和最大水位变率0.5米／小时。因而，三峡升船机的运行条件比其他水利枢纽或运河设置的升船机要复杂得多。

　　三是安全可靠性要求高。三峡升船机主要是为客轮提供通道，运载对象的特殊性使得安全可靠性的标准高于一般升船机。要求在任何工况条件下，包括发生升船机承船厢大泄漏、承船厢内船舶碰撞（沉船）等特殊工况，甚至在发生地震、火灾、风害等情况时都能够避免重大事故，确保人身和设备安全。

　　三峡升船机的特点决定了其建设的技术难度是前所未有的，在设计、制造、安装、运行等建设全过程充满了探索性和挑战性。

　　记者：我们知道，三峡升船机是在经历了近半个世纪的技术攻关和研究后，才最终确定为目前的“全平衡重齿轮齿条爬升一级垂直升船机”方案。请简要介绍一下这一技术方案的形成过程。

　　杨清：三峡升船机的技术方案研究经历了漫长的过程，大体上分为三个阶段。

　　自1958年开始研究，到1993年5月审查通过初步设计报告，这个阶段初步确定了三峡升船机的选型和技术方案。通过对多种型式的升船机的技术特点进行反复研究和比选，并吸收国外的经验，确定了采用“全平衡重式一级垂直升船机”型式。在设计方案选择方面，针对全平衡垂直升船机的两种典型的提升和安全保障方式进行了大规模的科研、攻关，研究认为两种方案都能满足技术要求，钢丝绳卷扬提升和盘式制动器锁定方案国内已有实践，在设计和制造方面相对难度低，可立足于国内；而齿轮齿条爬升和螺母螺杆锁定方案，在设计、制造、安装方面难度大，国内不易实现。因此，明确了三峡升船机采用“全平衡钢丝绳卷扬一级垂直升船机”技术方案。

　　三峡工程开工以后，升船机项目进入到技术设计阶段。1995年4月，国务院三峡工程建设委员会研究决定三峡升船机缓建，但工程缓建并没有影响设计研究工作。这个期间通过大量的中间试验和模型试验，全面检验三峡升船机的前期科研成果，不断完善技术方案。在1996年水口升船机模型试验和1998年三峡升船机模型试验过程中都出现了承船厢倾翻的情况，引起了高度的重视。通过进一步的调研，德国尼德芬诺和吕内堡升船机在运行中也曾发生过承船厢泄漏导致螺母螺杆安全锁定装置发挥作用的情况，再次引发了对钢丝绳卷扬提升方案安全可靠性的疑虑。同时，随着对三峡工程认识，特别是对三峡升船机特殊性认识的不断提高，提出了安全可靠性是评价技术方案的首要因素，“零事故率”是三峡升船机的最低设计要求。由此决定对三峡升船机技术方案重新研究比选。

　　为了提高三峡升船机技术方案重新比选工作的质量，1999年1月委托德国联邦航道工程研究院（ＢＡＷ）对三峡升船机齿轮齿条爬升及螺母螺杆安全保障系统方案进行可行性研究；同时，对三峡升船机钢丝绳卷扬提升方案按照新的设计要求进一步完善，以利方案能够在同等条件下进行比较。鉴于三峡工程已进入到第二阶段，升船机土建施工已具相当规模，比选研究是在主要几何尺寸和主体塔柱的结构型式已经固定的条件下进行的。为了确保ＢＡＷ方案的适用性，在初步评审通过该方案后，又进行了齿轮齿条爬升及螺母螺杆安全保障系统方案设备机构与土建结构衔接关键技术专题研究。在上述工作的基础上，于2003年2月召开了三峡升船机方案比选论证会，与会专家一致认为两个方案在技术上都是可行的，齿轮齿条爬升方案运行安全可靠性高于钢丝绳卷扬提升方案，在关键设备制造、安装难度和总投资方面相差不大，推荐齿轮齿条爬升方案。2003年9月国务院三峡工程建设委员会批准三峡升船机采用“全平衡齿轮齿条爬升一级垂直升船机”技术方案，并恢复项目建设。

　　记者：“钢丝绳卷扬提升”和“齿轮齿条爬升”两种技术方案应该说都是成熟可行的，为什么选择了后者？

　　杨清：三峡升船机设计方案的不断完善过程，反映了人们对安全可靠性认识的不断提高。不仅是我们，国外新建成和在建的升船机项目也反映了安全可靠性标准的不断提高。比利时斯特勒比升船机可以看作是三峡升船机钢丝绳卷扬提升方案的原型机，已于2002年9月正式投入运行。它在原方案基础上多次优化后，已较大幅度地增加了升船机的提升能力，并能有效防范承船厢大泄漏、承船厢内船舶碰撞（沉船）等特殊事故。同时设计方案的不断完善也反映出我国技术进步，特别是装备工业制造能力的不断发展。三峡升船机的超大型非标设备、部件的设计和制造，已经从“难度极大、不易解决”到“有难度、能够实现”发生了质的变化，为比选研究创造了条件。

　　全平衡重式升船机纲丝绳卷扬提升方案和齿轮齿条爬升方案都已有成功的实践。比选研究的核心是两种技术方案哪一种更适合三峡水利枢纽的特点。在安全可靠性方面，齿轮齿条爬升方案其安全锁定装置是靠“自锁”而不借助“外力”工作，因而在抵御非正常工况下的事故有优势。在适应工况条件方面，对上下游水位变幅大、变率快的三峡工程，齿轮齿条爬升方案沿程保安装置结构简明、适应性较强。而钢丝绳卷扬提升方案沿程保安装置结构比较复杂，有待实践。总体上看，在三峡升船机的特定条件下齿轮齿条爬升方案安全可靠性更高一些、应用技术也更成熟一些。

　　记者：三峡升船机承船厢主体段设计已经开始，请介绍一下升船机建设主要节点工程的进度时间表？

　　杨清：三峡升船机工程规模大、技术难度高，并且在设备工艺方面还存在着不确定的因素，因此要有一个合理的建设工期安排以确保工程质量。大体上划分为设计、制造、安装调试和试运行四个阶段。

　　设计阶段（2004年6月—2006年7月）。三峡升船机已明确由长江水利委员会设计院和德国拉麦尔国际公司、克雷布斯和基福尔工程公司联营体联合设计，德国ＢＡＷ做为项目咨询单位。其中中方设计院负责升船机设计总成和土建结构部分，德方负责升船机承船厢及设备部分。设计阶段首要解决的是提高升船机整体结构安全稳定性问题。对此中德双方聘请了咨询单位进行升船机安全可靠性评价。

　　制造阶段（2006年1月—2009年12月）。通过公开竞标的方式选择优秀的制造厂商和土建承包商提供升船机设备和完成土建工程。可以预见到的难题，包括超大型非标机械部件的加工制造，承船厢拼装、组焊工艺控制，塔柱大体积混凝土薄壁结构浇筑工艺控制等，要组织联合科技攻关。

　　安装调试（2007年7月—2010年12月）。从设备埋件安装开始，经过各种设备和各分部系统的安装调试，逐步完成升船机设备系统的联合调试。承船厢等超大型设备的加工制造延续到现场完成，在现场条件下如何控制和调整设备制造安装的精度、变形和各类配合间隙等是保证质量的关键。

　　试运行阶段（2011年1月—2012年6月）。利用两个枯水期完成升船机的试运行工作。通过一系列的实验全面检验设计成果；并且充分地暴露和消除设备在选型、制造、安装调试阶段存在的各类缺陷和隐患。

　　记者：请问在三峡升船机建设过程中，最需要把握的关键是什么？

　　杨清：三峡升船机是一个事关全局的重要工程项目。不仅在技术上有许多难关需要攻克，在施工实践中肯定还会出现一些预想不到的困难。因此我们一定要坚持以人为本、科学求实的态度，选用谨慎可靠的方案，确保施工质量、确保万无一失，把三峡升船机项目建设好。图片新闻:

　　9月14日，由葛洲坝集团机电建设公司承担制作的三峡冲沙闸事故门埋件高程142米以上反轨、副轨及锁定装置通过出厂验收，至此，由该公司承担的三峡冲沙闸金结设备制造项目全面竣工。

　　图为冲沙闸最后一节弧形工作门正在紧张制作中。

　　本报记者孙荣刚通讯员刘创农摄影报道

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