7月的三峽大壩常被煙云籠罩，晴空之日舉目眺望，大壩左側的三峽船閘開(kāi)開(kāi)合合，升船機上下聯(lián)動(dòng)，大船爬“樓梯”，小船坐“電梯”，有序而繁忙。

　　2023年，三峽船閘通航迎來(lái)20周年，有99.3萬(wàn)余艘船舶從此過(guò)壩，1223.9萬(wàn)名旅客盡覽三峽大壩的雄偉，19.1億噸貨物暢行三峽……曾經(jīng)咆哮的江水已變得平靜，險象環(huán)生成為過(guò)去，“川江不夜航”成為歷史。

　　高峽平湖泛彩舟

　　“近20年的科技攻關(guān)，一系列原創(chuàng )性成果給三峽—葛洲壩超高水頭梯級樞紐的安全、高效、穩定運行加裝了強有力的‘安全閥’！”長(cháng)江三峽通航管理局局長(cháng)齊俊麟由衷感嘆。

　　2003年，三峽水利樞紐開(kāi)始試驗性蓄水，“高峽出平湖”變?yōu)楝F實(shí)。59公里的三峽航段，逐漸有了“兩壩一峽一機十三閘”，成為長(cháng)江干線(xiàn)連接中上游的咽喉要道。

　　此時(shí)，三峽航段形成的壩上庫區航段、兩壩間急流航段和壩下天然航段三段梯級航道，連續最大落差達140米，加上特有的“四灘一彎一關(guān)”之險，被世界公認為最復雜的通航環(huán)境。

　　船閘運行無(wú)經(jīng)驗可循，面對多閘運行聯(lián)控、通航調度控制、通航保障等諸多難題，如何破解？

　　三峽通航管理局聯(lián)合交通運輸行業(yè)10多家科研院所與創(chuàng )新企業(yè)，組建近百人的團隊，開(kāi)展“三峽—葛洲壩梯級通航運行關(guān)鍵技術(shù)與應用”課題研究，讓科技創(chuàng )新為運維管護賦能。

　　2019年，眾多原創(chuàng )新科研成果紛紛涌現，建構起的通航運行理論方法、自動(dòng)控制與智能調度技術(shù)、服役設備評估與快速檢修、通航安全保障技術(shù)“四大體系”，讓船舶通航行為規范化、過(guò)閘快速化、通航調度智能化等難題迎刃而解。三峽—葛洲壩通航建筑物實(shí)現了“從用好到好用”“從管好到好管”的蝶變。

　　挖潛提效筑通途

　　隨著(zhù)“水漲船高”“水落船低”，過(guò)閘船舶由此實(shí)現“上下樓梯”，這需要三峽雙線(xiàn)5級、葛洲壩3個(gè)單級船閘精準地充水、泄水、開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)。一個(gè)閘室有問(wèn)題，一條線(xiàn)將癱瘓。

　　“三峽船閘控制系統的每一項數據，都是經(jīng)過(guò)精確計算而來(lái)。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的公式，從設想到運用，要經(jīng)歷好多年！”談起“通航運行理論方法”的研究，參與其中的長(cháng)江勘測規劃設計研究有限責任公司機電院副總工程師段波感慨。

　　“三峽船閘的設計，是之前以船隊為主的運行環(huán)境，規劃到2030年通過(guò)量達億噸。”段波告訴記者，按照設計標準，一閘室能過(guò)6至7個(gè)船隊，10分鐘左右進(jìn)閘。但現在航道變?yōu)椤坝兴蠹倚小保^(guò)閘船舶變成以單船為主，進(jìn)閘的間距被拉大，進(jìn)閘時(shí)間最初高達1小時(shí)。

　　如此效率，如何滿(mǎn)足日益增長(cháng)的船舶過(guò)壩需求？“挖潛提效筑通途。”段波介紹道，通過(guò)多年的科技創(chuàng )新，船閘通過(guò)能力被一分鐘一分鐘地挖掘出來(lái)。

　　三峽通航管理局研發(fā)“同步移泊技術(shù)”，通過(guò)“單船同步進(jìn)閘”組織方式，實(shí)現同閘同排船舶像船隊一樣“捆綁”進(jìn)閘、出閘、在閘室間移泊，三峽船閘單線(xiàn)從初期一晝夜運行7至9閘次，提升到16至17閘次；優(yōu)化船閘閥門(mén)運行控制參數，實(shí)現兩壩船閘最優(yōu)運行控制，最大化利用閘室面積與水深；實(shí)施“葛洲壩三閘合一”“船閘機電水一體”的科研探索……

　　目前，葛洲壩和三峽船閘實(shí)際一次過(guò)閘平均載重噸位達1.77萬(wàn)噸，遠遠高出1.02萬(wàn)噸的設計能力；三峽過(guò)閘船舶吃水控制標準從3.3米提高到4.3米；過(guò)閘船舶平均單位能耗從蓄水前的每千噸公里7.6千克下降到每千噸公里1.9千克……

　　檢修技術(shù)再創(chuàng )新

　　作為長(cháng)江黃金水道的要塞，三峽船閘每檢修一天，一線(xiàn)船閘就要停擺一天，這意味著(zhù)，約70艘船、28萬(wàn)噸貨物通航受阻。

　　為了減少停航，研發(fā)“人字門(mén)同步頂升”迫在眉睫。船閘大修，重點(diǎn)就是“人字門(mén)”。它要頂升起相當于兩個(gè)籃球場(chǎng)大、重達900噸的門(mén)體，然后查磨損、換配件，再安全回落。

　　兩壩船閘有36個(gè)這樣的“巨無(wú)霸”，僅檢修程序就有幾百道。三峽通航管理局正高級工程師李然告訴記者：“頂升一個(gè)，就得40名經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員同步操作8個(gè)千斤頂，耗時(shí)一天。若偏差超過(guò)1毫米，輕則損傷門(mén)體，重則發(fā)生傾覆事故。”

　　面對難題，研發(fā)團隊提出，用4個(gè)液壓千斤頂實(shí)現自動(dòng)高精度頂升，偏差要求不超過(guò)0.5毫米。

　　眼看檢修日期臨近，“必須按時(shí)搞定！”不服輸的研發(fā)人員每天只睡三四個(gè)小時(shí)，連續22天駐扎在試驗場(chǎng)，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。最終，研發(fā)人員搶在檢修前完成升降系統的研發(fā)，并一舉試驗成功。

　　有了這項獨門(mén)技術(shù)，讓原來(lái)需要40人一晝夜才能完成的高風(fēng)險工作，只需一摁電鈕，6個(gè)人1小時(shí)搞定。“那年，停航檢修時(shí)間從100多天壓縮到50天。”李然表示，在此基礎上，研發(fā)團隊開(kāi)發(fā)了以大型系列檢修裝備、工藝、工法為主的快速檢修體系，船閘停航大修工期由50多天，再縮短到20—30天。

　　2016年9月三峽升船機試通航，是又一項世界之最。運行時(shí)要提起1.55萬(wàn)噸、相當于20萬(wàn)人的總重量，且處在一個(gè)30米的跳變水位中，存在安全隱患。

　　為把安全隱患“扼殺在搖籃”，科研人員“量身定做”了一套船舶安全檢測系統，對通過(guò)船舶的船速、吃水、位置，進(jìn)行全方位檢測，解決了升船機“水土不服”的難題。

　　如今，船舶“坐電梯”過(guò)大壩，由300分鐘縮短為50分鐘，豎立的硬幣紋絲不動(dòng)……(科技日報記者 何 亮 通訊員 劉 敏)