科工力量：德國人説中國絕不可能造出來！天鯨號：已“造島”

【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與產業化》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，簡單來説就是絞吸式“挖泥船”。那麼它憑啥能評這麼高的榮譽？這一相關話題引發熱議。

“天鯨號” 大型絞吸挖泥船

實際上，疏浚業是關係國家經濟發展和海洋建設的戰略性高精尖產業，曾由外國壟斷數十年。但在遭遇技術封鎖和不公平的對待後，中國吹起了自主建設大型絞吸船的號角。

儘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”，實現在南海“造了島”，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外一系列項目建設，併為疏浚國內航道、捍衞南海疆土提供等有效保障，是建設海洋強國的“大國重器”。

憑什麼獲得特等獎？

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。

經過嚴格的評比，《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化》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。可能很多人會不解，挖泥船？聽起來好像很低端的樣子，憑啥這東西能評這麼高的榮譽？

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“功勳船舶”的光環，一出手就震驚國際疏浚業，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，對於其來説也尚屬首次。

據瞭解，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，船身穩得住。該獲獎項目被認為主要在以下三方面表現卓越：

一是掌握海底高強度岩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，對任何岩石都來者不懼。

二是發明複雜海況中重載作業可靠定位技術，滿足了複雜海況工程“立得穩”的需求。實現了遠海作業連續精確測控。

三是研發超遠距離連續高濃度輸送技術，實現了“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製造技術體系，企業、高校、科研院所等單位協同聯動，市場、研發、建造互促互進形成了“系列化”產品自主設計和製造能力，目前已取得發明專利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

根據當前發展趨勢，疏浚業已成為關係國家經濟和海洋建設的戰略性高精尖產業，但本世紀之前高端疏浚裝備完全由少數西方國家壟斷。即便是國內航道疏浚，也得進口整船。

據悉，2008年奧運會之前，首鋼集團計劃用5年時間搬遷到位於河北唐山市的曹妃甸，但由於土地緊張必須儘快圍海造地。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。

於是，中交天津航道局於2003年準備啓動大型絞吸船的建造工作，並與作為世界疏浚行業領軍設備製造商的一家荷蘭公司商談。“3個億，這是草簽的價格。”本次特等獎項目第二完成人、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，想着能否再降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，總價反倒漲了5%，談判隨之擱淺。然而，塞翁失馬、焉知非福，國內自主設計、建造大型疏浚裝備的大門就此打開。

“既然外國人不幹，那我們就自己幹！不信我們會比他們做得差！”2006年，天津航道局聯合國內產、學、研單位成功建造中國第一艘擁有完全自主知識產權的現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，船東讓所有同類船隻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，創下國內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權的現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分正式投產使用。

此後，以“天獅號”為基礎，天津航道局邁開了大規模建造絞吸船的步伐，“天牛”系列、“濱海”系列、“新215”系列等一大批國之重器相繼建成投產。

“天獅號”總設計師顧敏童曾表示，“天獅號”的研製成功，在中國絞吸挖泥船的發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

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！

據瞭解，“天鯨號”的最初方案由外國公司提出，但經全面計算、分析後發現：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，採購合同也已發往世界各地，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。完工後的“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。這標誌着我國大型絞吸挖泥船的設計、製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，在惡劣的環境下絞挖礁石毫無壓力。

此後，2013年，“天鯨號”開赴南海，在作業的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“功勳船舶”。這堪稱對德國人質疑的“硬核”回應。

如果説“天鯨號”實力硬核，且開發建造速度讓全世界震驚，那麼，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”於2015年12月11日正式開工建造。在業內專家看來，“天鯤號”核心裝備的建造難度不亞於國產航母。從船舶初步設計到技術規格書制定，再到生產設計，整個過程步履維艱，船舶建造只能在實際生產中步步推進。

2018年6月8日在江蘇啓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：研製出世界上最先進的油缸式柔性重型鋼樁台車系統，全球首創在“天鯤號”上配置鋼樁台車和三纜定位雙定位系統，自主研發應用了世界領先的自動化智能挖泥控制系統等。

2017年11月3日，“天鯤號”在江蘇啓東成功下水，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，挖掘系統能力居世界前列，真正實現了中國在該領域的“揚眉吐氣”。“天鯤號”的成功研製，標誌着我國疏浚裝備製造業邁入世界領先水平。

奔向海洋強國的“大國重器”

自航絞吸船最初並非填海造陸的專用裝備，而是用於航道疏浚的裝備，主要用來清理航道中的淤泥。以我國兩大黃金水道為例，根據統計，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，每年都會衝來6000萬立方米。

在21世紀貿易全球化背景下，如果不打通和疏浚水路，沿線港口的的發展很快就會遭遇瓶頸。在此背景下，中國需要儘快升級挖泥裝備，並對相關航道及企業進行整合，形成有效集中的規模優勢參與競爭，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模最大疏浚企業中交疏浚，目前年產能約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略工程，在上海洋山深水港工程、曹妃甸首鋼工程、環渤海灣經濟帶建設、粵港澳大灣區建設等工程中發揮了重大作用。

由於“造島神器”的工作效率異常驚人。2017年5月，中國商務部發布公告：為維護國家安全，對大型挖泥船實施出口管制，未經許可任何單位和個人不得對外出口。不過，隨着“一帶一路”建設和全球化發展，中國的 " 造島神器 " 已經走出國門。

中國4艘“地圖編輯器”在斯里蘭卡施工現場。圖/環球網

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個國家級企業技術中心、4個省部級企業技術中心、1個省部級企業重點實驗室、1個省部級重點實驗室、2個博士後工作站以及10個研發平台。

不過，值得一提的是，國內目前最先進的“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，在不遠的將來或將在這一領域完全超越。

中國疏浚裝備製造業邁入世界領先水平

整體而言，中國疏浚裝備技術的創新與發展在建設海洋強國、維護國家領土及領海主權中創造了震驚世界的中國速度，為徹底改變我國沿海戰略態勢發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台上的話語權和影響力。

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