国家队版'挖呀挖'是如何挖通长江口的？

当儿歌“挖呀挖呀挖”走红时，国家队版“挖呀挖呀挖”也在社交媒体上走红，被称为是“用最萌的语气种最硬核的花！”

负责长江口航道疏浚工程的中交上航局，也唱出了自己的“挖呀挖呀挖”，主角就是我国自主建造的万方级大型耙吸挖泥船——“新海虎8”轮。

近日，在由国务院国资委新闻中心、中交集团联合主办，中交上航局承办的“走进新国企·中国智造品牌行”活动暨“交筑·大国重器”媒体开放日活动中，观察者网有幸登上“新海虎8”轮，了解这艘功勋船的故事，还和船长宋加凯做了深入交流。

“新海虎8”轮

观察者网：在对“新海虎8”轮的介绍中，有这样一句话：“开创了我国自主建造万方级大型耙吸挖泥船的先河，打破了国外对大型疏浚船舶建造技术的垄断和封锁”。能不能请您从“自主建造”和“打破垄断封锁”这两个角度，谈谈“新海虎8”轮在技术上的突破？

宋加凯：以前，智能疏浚这套系统的开发建造、应用拓展、更新维护等关键技术，都牢牢掌握在欧洲老牌疏浚船舶建造企业手里。像Boskalis疏浚公司与荷兰IHC联合专门开发的自动寻优系统，这些都是不对外部开放的，诸如此类的前沿技术，对疏浚船舶施工效率起着决定性的影响。

2011年，“新海虎8”轮在广州文冲船厂顺利交付，这是我国自主研发生产的大型耙吸式挖泥船，全船总长130.3米、型宽25.6米、型深9.2米，采用了国内最大的泥泵变频驱动器、高压电网、自动疏浚系统等。实现了国轮国造，也打破了国外对大型疏浚船舶建造技术的垄断和封锁，提升民族造船工业的综合能力。

实际上，我们在“新海虎8”轮建造之初就进行了一系列前瞻性的技术投入，经历了机械化、自动化到智能化的过程。

在早期的大型耙吸疏浚船舶上，我们都是采用柴油机驱动泥浆泵的，而且基本都是手动操作，这个阶段的大型装备解决了从0-1的突破，在疏浚总量上有了质的进步。但随着对施工精细化管控的要求越来越高，对装备的自动化程度、泥泵性能、可靠性等需求也越来迫切。

在智能化升级过程中，我们第一次将国内最大的泥泵、最大的变频器驱动器、高压电网结合起来，应用到“新海虎8”轮上，才有了后来立项开发智能疏浚系统的试验平台，最终形成现在一整套集航行、施工、环保的成体系的智能系统，目前已大批量推广应用到我公司多艘新造船舶上，包括后续即将针对老型船舶的疏浚系统进行选择性升级改造。目前我们“新海虎8”轮的配员在28-30人左右，比之前减少了一半的人员，正是得益于智能化。

“新海虎8”轮挖泥耙操作平台，技术升级后，我们已经实现了智能疏浚的“一键操作”

观察者网：您刚才提到了“智能疏浚系统”，据我了解，“新海虎8”轮采用了国内最大的泥泵变频驱动器、高压电网、自动疏浚系统等。能不能向我们详细介绍下这几项技术？这些技术在国际上水平如何，它们的技术突破和优势有哪些？

宋加凯：传统的耙吸式挖泥船的泥浆泵，基本都是采用柴油机连接减速齿轮箱驱动，通过选择档位来调节泥泵转速。转速调节受限制约着船舶对工程的适应性，比如在扫潜作业时只能保持固定的高转速，能效比会明显不足。

“新海虎8”轮应用的技术是柴油机作为发电机，产生高压电，通过变频器来带动泥泵，这样的优点一是实现无极调速，根据施工工况不同，采用不同的转速配比，达到节能目的；二是基于变频电动机低转速高扭矩的特性，泥泵能在较低的转速下平稳运行，减少了机械磨损；三是高精度的转速控制与自动化疏浚系统的匹配度更好，能根据不同的工程特点，制定更多更优的施工方案。

目前在国际范围内，这些技术在老牌的国际疏浚公司也都在研发应用，与我国基本处于同一水平线上。但是相比之下，我们拥有更大的装备体量，更多元的应用场景，所以我们的智能疏浚研发速度要更领先，应用更加全面。

实际上，中国挖泥船发展的历史，几乎是和港口建设同步的。上海局拥有的第一艘大型耙吸挖泥船“建设”号，还是1933年从德国Schicau船厂订购的，舱容量只有3250立方米。

新中国解放后，为了加快港口建设，我国自主疏浚装备也开启了发展之路。1970年，上航局建造了“劲松”轮，名字取自毛泽东诗句：“暮色苍茫看劲松，乱云飞渡仍从容”，它是由江南造船厂自主设计建造的第一艘万吨耙吸挖泥船，见证了大型疏浚装备国产化的崛起之路，开创了我国拥有世界疏浚行业前列的万吨级耙吸挖泥船的历史。

我国设计建造的首艘万吨耙吸挖泥船“劲松”轮（资料图）

观察者网：在参观过程中，咱们的技术人员提到“新海虎8”轮有“自主学习”能力，能够做到“疏浚效能自动寻优、吹填工程的私人订制”，这个能力是如何实现的？

宋加凯：这个主要是基于这套自研的智能化系统，在我们控制系统后端备有一台专用服务器，实时记录手动操作的施工数据，结合一些前置数据设定，服务器进行统计运算，找到最优效能点，传输给智能化控制器，实习自主学习。

在吹填工程中，根据吹泥作业的工况，动态控制吹泥的泥泵转速，动态调节抽舱真空度，提高质效，同时通过自动调节全船电力分配，让主机发挥最大功率效能，集中力量应对吹泥过程难点，另一方面，智能疏浚系统能通过泥舱检测传感器，对泥舱装舱状态进行实时建模，随动调节泥舱冲水大小与方向，以提高吹填效率。

“新海虎8”轮的“铁齿钢牙”

观察者网：“新海虎8”轮曾参与长江口深水航道治理工程。这项工程分为三期，将长江航道通航水深从8.5米提升到10米，直到现在的12.5米。在外人看来，这可能只是4米的差距，但我们前后花了13年时间。您曾实际参与这项工程，能不能从技术要求、作业难度和经济效益三个方面详细讲讲，这4米的差距意味着什么？

宋加凯：确实，在大家的认知里，4米似乎并不是一个特别大的数字，但是只有当你站到宽阔的长江航道，面对汹涌的长江水时，才能体会到打通长江口的“拦门沙”是一件多么不容易的事情，特别是在我们国家经济实力还不够强、技术水平还不够过硬的年代里，真的是靠一代代疏浚人拼搏而来的。

400米宽，90多公里长的航道，需挖下去的土方约1.5亿立方米，加上每年上游冲刷下的6000万立方米泥沙，13年来光疏浚土方量约10亿立方米，“新海虎8”轮这样的万方大耙，不间断施工需要约100年时间才能完成，可想而知一开这一堆拦门沙难度有多大。

而且长江口水域风、浪、流影响复杂，通航密度大，维护疏浚难度高。为了满足深水航道治理所需，我们也在不断创新研发治理工程装备，经历了从外国进口到自己制造的升级过程。

对此，原交通运输部副部长翁孟勇曾经介绍过：“原先我们大量采购20世纪70年代日本大规模建设港口以后剩下的装备，后来感到不够用，就由自己建造。我们在长江口治理工程中运用的许多大型机具都是原创的、独一无二的。通过这个工程，我们形成了特有的、世界领先的一整套大型河口航道治理的先进技术和机具装备。”

而在长江航道上施工，还面临着很多实际的困难。

首先是干扰因素很多，长江口水域风、浪、流影响复杂，航道水深多变、回淤严重。二是长江口深水航道通航密度很大，日均进出通航船舶数量接近200艘次，大大增加了通航与维护施工之间的协调频率和难度。三是长江口深水航道维护疏浚长度达125公里，各区段泥沙分布不均，工况条件相差巨大。

针对这些困难，我们当时都做了周密的安排。“新海虎8”轮严格遵守相关规定，编制专项施工方案，一方面做好数据校准工作，确保船舶土方计量准确无误，另一方面严格落实安全技术环保交底，要求每一名船员都熟悉长江口工地的施工环境，确保船舶施工和航行安全。此外，项目部实行“驻船制度”，安排疏浚工程师驻船协助船舶开展施工作业，配合船舶解决施工过程中突发性难题，同船员共同优化施工参数、提高施工效率。

同时船舶在任何情况下都使用安全航速，与其他船舶保持足够的安全距离，且高频电话24小时守听，加强与过往船舶联系，严格遵守“主动联系、主动协调、主动避让”的避碰原则，做到早让宽让。

我们还安排操控性能好和施工能力较强的主力船舶投入在回淤强度最大区段实施分段施工，通过不断优化工艺参数，提高船舶施工效率，实现船舶效能最大化，确保长江口航道的畅通。“新海虎8”轮则根据水深情况，充分利用智能疏浚系统，实现精准下耙施工，疏浚效能自动寻优，保障工程高效推进。

“新海虎8”轮在长江口进行疏浚作业

长江口工程完成后，我们将12.5米深水航道向上延伸至南京，南京以下“河港变海港”，长江中上游“江海联运”能力大幅提升。上海港及江苏沿江港口的货物吞吐量迅速增长，通过长江口的货运量由2000年的2.2亿吨，增加到2012年的10.2亿吨，年均增长率在27％以上。上海港的货物吞吐量由2000年的2亿吨增长到2012年的7.36亿吨；集装箱吞吐量由2000年的561.2万标准箱剧增到2012年的3253.9万标准箱，集装箱吞吐量均已稳居世界第一。同期，上海国际航运中心的北翼——江苏沿江港口的吞吐量显著增长，催生了南京、镇江、苏州、南通、江阴、泰州这6个亿吨级大港。

目前，我们的使命就是保护好这条生命通道。12.5米水深大大提高了航道的通过能力，改善了船舶安全航行的条件，提升了大型船舶的营运水平，为长江口及长江货物运输量的迅速增长提供了保证，更是把整个长江经济带“黄金水道”作用的发挥提升了一个数量级。

观察者网：除了航道治理，“新海虎8”轮还在连云港徐圩港建设、上海金山海滩围堰等吹填工程中发挥过重要作用。能不能请您介绍下“新海虎8”轮的吹泥造田能力？有哪些技术上的优势？

宋加凯：“新海虎8”轮单船单日的吹填产量记录是3万方，大概相当于6个足球场的大小。这得益于变频泥泵无极调速的优点，也是“新海虎8”轮与其他主流耙吸船的不同之处。它可以根据土质与排距的不同，进行吹填工程的“私人定制”。

举个例子，连云港30万吨航道二期徐圩航道疏浚工程，当时我们是航道疏浚与港池吹填同步施工。航道上层土质以淤泥为主，中下层以硬黏土和密实粉砂为主，施工要求为必须按设计加强边坡平面、深度控制，施工的难点是在航道疏浚时受风流影响较大，航道和边坡平整度与施工预期进度不符合，在吹泥时受土质影响较大，抽舱效率不高。

“新海虎8”轮作为主力施工船舶，充分发挥智能疏浚系统效能，针对工程不同阶段，在航道疏浚施工中应用自动耙定速定向疏浚功能。在吹填过程中，系统根据最优算法，随动调节两只泥泵转速配比，提高吹填效率，在施工中曾创下一天挖吹5船共3万余方的最高纪录。

“新海虎8”轮泥舱甲板

观察者网：航道疏浚和吹填工程，不可避免要对自然环境带来改造。“新海虎8”轮是如何尽可能减少对环境的干扰，实现清洁化绿色施工的？

宋加凯：我们这套自动化疏浚系统相比以前的手动操作，不仅仅体现在施工效率的提升上，在节能降耗上也可圈可点。就拿长江口航道疏浚维护工程为例，我们使用自动定深疏浚的施工模式，针对航道深度不同，自动化运算中心通过实时调节泥泵的转速、实时进行全船动力分配，达到优化能耗的目的。

通过燃油消耗数据对比，“新海虎8”轮一天能节省4吨燃油，相当于家用小轿车油箱的100倍，这个自动疏浚系统开发成功后，我们进行了推广应用，在上航局近年来下水的多艘疏浚船舶上都配备了这套自动疏浚系统。

观察者网：“新海虎8”轮也积极走出去，曾参与巴基斯坦、巴西等国的港口建设。不同国家、不同海域的情况差别非常大，中国挖泥船承接海外项目，通常面临的最大困难是什么？哪次出海作业经历让您印象特别深刻？

宋加凯：海外工程与国内工程不同，有来自国际市场老牌的疏浚公司的竞争，还面临着与当地政府的沟通，项目获得当地民众支持等问题。而且说实话，我们参建的项目，通常都是难度比较高的项目，也对我们的施工工艺提出了更高的要求。加上一旦出海，经常是成年累月的在外面，面临的后勤成本也会增高。

对我来讲，在尼日利亚工程施工作业让我印象深刻，施工地点几乎贴着码头前沿，且常年风浪大,我们中交队伍进行了多方面的技术攻关后，终于完美收官。

“新海虎8”轮泥浆泵

观察者网：中国在海外一直有“基建狂魔”的称号，您觉得和海外同行相比，中国基建工程队的优势在哪里？市场占有情况如何？到当地后受到的评价如何？

宋加凯：中国队伍的优势体现在中国工程队伍勤劳、睿智，能集中力量办大事。我们的船员特别团结，也很吃苦耐劳，这真的是别人很难具有的品质。

在装备上，我们也有体量优势，中交上航局目前有接近50艘挖泥船，能承接并完成不同种类和难度的工程。在这个过程中，我们也不断积极适应海外市场要求，目前我们在南美的工程份额约占45%左右，在当地已树牢了中交品牌，丝毫不弱于国际老牌疏浚企业。

观察者网：现在除了承接一个个具体的项目外，我们也在致力于推动中国技术、中国智慧、中国方案走向全球。在这个过程中，您所在的中交集团有哪些推动？

宋加凯：我只能从疏浚船舶的角度回答，随着我们越来越多大型装备投产，在智能化、智慧化等科技的研发应用上一定不会停止前进的脚步。将来，我们将努力致力于行业技术标准的制定与输出，竭力为打造国际疏浚头部企业努力奋斗。

来源|底线思维

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