




烟波浩渺的太湖正在迅速“绿色瘦身”。在竺山湖水域,中交天津航道局环保清淤船“太湖浚清2”号、世界首制余水处理船“太湖之光5”号等5艘模块船拼合的清淤平台,正以单日8000立方米的速度为这一长三角地区重要水源地清淤。
由该平台拆解的脱水减容船“太湖之光4”号在30公里外的梅梁湖摇身一变成为“太湖之星”清淤平台一部分,这便是可拆卸、模块化运输的疏浚船舶(简称可拆卸船舶)。
作为现代船舶的标配,模块化建造技术加速推动超大型船舶的建构,然而,可拆卸船舶却“反其道而行之”,凭借单一功能模块复用、多模块间跨场景适配的优势,在疏浚船舶日益大型化的背景下,其在市场应用中表现突出,越来越受到施工企业的青睐。
大型海船进不了内河
“超大型、可拆解是疏浚船舶发展的两个重要维度,是互补共存的关系。”中交天航局疏浚装备中心主任杨正军介绍,“可拆卸船舶是为解决‘大型海船进不了内河’的瓶颈,研发采用高性能、大型化技术路线,因此可拆卸不与‘小型化’‘低配版’划等号。”
实际上,还有多重因素决定可拆卸船舶必须走大型化、高端化发展——
从生态优先战略与市场需求看,当前我国已建成水库约9.8万座,90%以上建于上世纪50至70年代,普遍进入淤积高发期,我国水库库容年均淤损率为0.5%至1%,北方河流高达2%,这一问题普遍出现在内陆水利、航道、城市景观设施中。
以问题为导向,部分省市已积极部署落实。例如,云南省2025年政府工作报告提出,落实重点高原湖泊水质提升任务清单,推动藻水同治。同时,正在实施的长江中游荆江河段航道整治二期工程、长江口12.5米深水航道维护疏浚等工程催生庞大工程需求,推动应用场景与装备形态延伸的链式反应。
内陆水域工况各异,一水一特色,可拆卸船舶在单位尺寸下更具性能优势。“内陆水域存在深水水库、复杂坚硬土质、长距离输排等苛刻工况,这要求在单体浮箱模块的陆运尺寸限制下,最大限度提升核心作业性能。”天航局疏浚装备中心研发总监张润喜表示。兼具超大型船舶性能优势,可拆卸船舶通过拆卸移动,将疏浚版图向内陆水域延伸,实现内陆河道疏浚技术“腾笼换鸟”。
目前,中交集团江河湖库治理产业链链长单位——中交天航局聚焦江河湖库业务,抢抓内河高等级航道建设机遇,加大可拆卸船舶投用力度,船长65.5米“浚川”号跨越2400公里,从平陆运河航道工程转移至黄土高坡王瑶水库扩容工程;船长67米全球最大全电驱挖泥船“浚澜”号在河北张家口官厅水库投入清淤扩容。
可拆卸船舶优势明显
可拆卸船舶的优势之一是可拆卸。如何实现更具优势的拆卸呢?“拆卸思路并非简单地‘把一艘大船切分成尽可能小的单元’,而是一个在多重关键约束下,寻求最优解的复杂系统工程。”杨正军表示,即综合考量“可运输性”“可组装性”“船舶整体性能”三者关系。
具体来说,拆解后的模块尺寸、重量需满足沿途公铁运输的限高、限宽、限重标准,这是运输的初始条件,还需要有效满足现场设备的吊装能力、组装场地大小和施工条件等。此外,结构设计是为整体性能服务,因此不能追求运输方便而无底线切割,这就要求以目标定任务,保证组装后船舶结构在总纵强度、浮态和稳性等核心指标的稳定。
平陆运河航道15标段城区段航道窄、吃水浅、红树林密布,是典型的入海口施工环境。“天骅”船团队对船舶限高、泥泵系统等进行了90天的改造后,才乘潮进场施工,而反观同场施工的可拆卸船舶“浚川”号,能够灵活适应各类复杂船舶航行和环保疏浚条件,这便是定制化设计在出海口航道上游段、延伸区域以及新建、改扩建运河工程中的优势。
相较于通用型船舶“全能但不专精”的设计,可拆卸船舶平台的模块化和可配置性,可对任意项目的施工特性进行定制化功能开发、集成。例如,在城市水源地或生态敏感水域,采用微扰动、高浓度的环保机具能够最大限度减少对水体、周边环境影响;在超长排距输送的工况中,采用双泵串联等输送方案能够大幅提升泥浆输送效率。“对应工况实际,专门设计船舶,会产生更好的使用效果,发挥运营成本优势,避免‘大马拉小车’困境。”杨正军说。
“研发可拆卸船舶不仅提升‘进得去’的通行能力,更是追求‘干得好、最合适’目标的精准施工。”天航局疏浚装备中心智能监控系统专家罗刚表示,从硬件设备“筋骨”的连接到数字化管理技术的“认知”协同,可拆卸船舶通过搭载全套智能控制系统,确保模块之间独立稳定运行和组合后实现联动作业。天航局通过部署“船舶区域调度系统”对整体施工过程中船舶管控、避碰、航线规划等环节的信息整合、统一管理,实现单船作业各环节、各模块之间以及多船交叉作业之间的有机协同与作业安全。
可拆卸船舶技术实现领跑
可拆卸船舶的发展,源于国外的技术,但最近20年来,随着“浚川”号、“浚澜”号等一批大型可拆卸船舶涌现,我国在可拆卸船舶技术方面已实现从跟跑到领跑的跨越。
“我们深耕内陆江河湖库,水质提升、水库清淤扩容到水利除险加固等工程项目提供了丰富的施工场景,场景的变化是不断实现装备、技术突破的关键因素。”天航局副局长胡保安说。从白洋淀、洞庭湖到太湖、官厅水库,一江一河即是“出卷人”,我国内陆绿水长河的丰富施工场景为装备技术的成熟与独立自主提供了良好的成长环境。
“可拆卸船舶建成后,施工团队进行测试和长期的运维使用,研发团队能直接收到一线施工团队的反馈——哪项设计表现出色、哪个细节还存在不足。这些真实、宝贵的数据和经验会直接反馈到下一代船型的设计中,实现快速的、有的放矢的迭代升级。”杨正军表示。依托海量场景并形成“设计—实践—反馈—迭代”的闭环模式,使得天航局的船舶设计越来越贴合我国复杂多样的工况,也是相较于国外相关设计单位的核心竞争优势。
下一代可拆卸船舶的研发将走向何方?“国内外专家对沿海疏浚船舶的发展趋势是有共识的,例如全电力驱动、调整性能优、挖掘吹填能力强。但在内河疏浚船舶的设计思路不同,国外将大型海工船舶简化处理,而我们需要更高阶、更复杂的功能。”杨正军说。由于国内水利、航道、环保清淤工程需求量大,可拆卸船舶需要克服模块化运输对体积限制并增大对浮箱空间利用、绞刀功率、挖深和排距能力,这一模块化科学划分与高性能的参数指标的主要矛盾是团队一直探索的课题。“我们的研发工作正是在这个狭小的设计空间内进行极限优化,用最精巧的布局和最优的设备,去实现最高的性能指标。”杨正军表示。
以天航局新一代全电驱绞吸船“浚澜船”为例,其绞刀功率达600千瓦,破碎能力强;配备两级串联驱动系统,总功率达2500千瓦,提供了强大的输送动力;最大挖深达25米,足以应对内陆深水作业需求。该大型化船舶通过模块化设计解决运输和进场问题,再通过技术集成实现高性能输出,最终抵达以往无法进入的内陆施工。
编辑:张一坤
责编:蒋利
审核:姜秋华