科工力量：德国人说中国绝不可能造出来！天鲸号：已“造岛”

【文/科工力量专栏作者 陈辰】

看似简单的“挖泥船”曾被德国人认为中国绝不可能造出来，但中国不仅造出来了，它还获得了国家科学技术进步奖特等奖。

在近日颁发的“2019年度国家科学技术进步奖”的特等奖榜单上，《海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化》与《长江三峡枢纽工程》两个项目获得殊荣。

与受世人瞩目的长江三峡水利枢纽项目不同，海上大型绞吸疏浚装备，简单来说就是绞吸式“挖泥船”。那么它凭啥能评这么高的荣誉？这一相关话题引发热议。

“天鲸号” 大型绞吸挖泥船

实际上，疏浚业是关系国家经济发展和海洋建设的战略性高精尖产业，曾由外国垄断数十年。但在遭遇技术封锁和不公平的对待后，中国吹起了自主建设大型绞吸船的号角。

尽管外国人断言中国无法自行设计、建造大型绞吸挖泥船，但中国不但以震惊世界的速度造出了“天鲸号”，实现在南海“造了岛”，还进一步缔造了亚洲第一、世界第三的“天鲲号”。

目前，以“天鲸号”为首的系列中国大型绞吸疏浚装备已经参与了上海洋山深水港、曹妃甸首钢工程、马来西亚关丹深水港等国内外一系列项目建设，并为疏浚国内航道、捍卫南海疆土提供等有效保障，是建设海洋强国的“大国重器”。

凭什么获得特等奖？

1月10日上午，国家科学技术进步奖励大会在北京隆重举行。

经过严格的评比，《海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化》项目与《长江三峡枢纽工程》项目共同荣获国家科学技术进步奖特等奖。

其中，“海上大型绞吸疏浚装备”通俗讲就是绞吸式挖泥船。可能很多人会不解，挖泥船？听起来好像很低端的样子，凭啥这东西能评这么高的荣誉？

其实不然，这类设备不仅仅是一条挖泥船，它们有另外的一些别名：“造岛神器”或者“地图编辑器”，可谓名副其实的大国重器，是实施疏浚航道、吹填成陆、港口建设等工程建设的特种工程船。

“天鲸号”在青岛港建设

虽然头顶“功勋船舶”的光环，一出手就震惊国际疏浚业，但以“天鲸号”为首的系列大型绞吸疏浚装备获得国家级科学奖项殊荣，对于其来说也尚属首次。

据了解，大型绞吸挖泥船最重要的功能就是要挖泥挖得快，排泥排得远，船身稳得住。该获奖项目被认为主要在以下三方面表现卓越：

一是掌握海底高强度岩礁快速挖掘破碎技术，满足了国家重大工程“挖得快”的需求。削岩如泥，对任何岩石都来者不惧。

二是发明复杂海况中重载作业可靠定位技术，满足了复杂海况工程“立得稳”的需求。实现了远海作业连续精确测控。

三是研发超远距离连续高浓度输送技术，实现了“排得远”的强大能力，单装备最大输送距离国际领先，平均万方能耗降低15.8%。

此外，该项目构建了海上大型绞吸疏浚装备设计制造技术体系，企业、高校、科研院所等单位协同联动，市场、研发、建造互促互进形成了“系列化”产品自主设计和制造能力，目前已取得发明专利64项、实用新型专利73项、软件著作权43项，编修订国家标准7项。

打破外国技术垄断

根据当前发展趋势，疏浚业已成为关系国家经济和海洋建设的战略性高精尖产业，但本世纪之前高端疏浚装备完全由少数西方国家垄断。即便是国内航道疏浚，也得进口整船。

据悉，2008年奥运会之前，首钢集团计划用5年时间搬迁到位于河北唐山市的曹妃甸，但由于土地紧张必须尽快围海造地。当时的天津航道局打算花高价进口大型绞吸挖泥船，但外方无法满足搬迁时限要求。无奈之下，他们找到上海交大共同开发。

于是，中交天津航道局于2003年准备启动大型绞吸船的建造工作，并与作为世界疏浚行业领军设备制造商的一家荷兰公司商谈。“3个亿，这是草签的价格。”本次特等奖项目第二完成人、中交天航局总工程师顾明回忆称，时任局领导班子思来想去，觉得太贵，想着能否再降50万欧元。

本次特等奖项目第二完成人、中交天航局总工程师顾明（右一）

可这家荷兰公司收到降价请求，不但没有降，总价反倒涨了5%，谈判随之搁浅。然而，塞翁失马、焉知非福，国内自主设计、建造大型疏浚装备的大门就此打开。

“既然外国人不干，那我们就自己干！不信我们会比他们做得差！”2006年，天津航道局联合国内产、学、研单位成功建造中国第一艘拥有完全自主知识产权的现代化大型绞吸挖泥船——“天狮”船，彻底打破了国外挖泥船的技术垄断，且造价不到进口船舶的一半。

不过，此时没人相信“天狮号”能够满足船东的需求。2007年2月17日，在一片怀疑声中，船东让所有同类船只在曹妃甸围海造地工程的施工中开展“劳动竞赛”。最终“天狮号”以22小时40分挖泥85177立方米，创下国内绞吸挖泥船单日挖泥量的新纪录，超过了当时的进口船。

2006年，天航局成功建造中国第一艘拥有完全自主知识产权的现代化大型绞吸挖泥船“天狮”船。

“天麒号”是亚洲最大的非自航绞吸式挖泥船。2008年4月在青岛开工建造，2009年8月9日10点30分正式投产使用。

此后，以“天狮号”为基础，天津航道局迈开了大规模建造绞吸船的步伐，“天牛”系列、“滨海”系列、“新215”系列等一大批国之重器相继建成投产。

“天狮号”总设计师顾敏童曾表示，“天狮号”的研制成功，在中国绞吸挖泥船的发展史上具有里程碑意义，它使我国大型绞吸挖泥船第一次有了完整的“中国设计”。

向世界领先水平进发

20多年前，几乎没人相信中国可以自行设计和建造大型绞吸挖泥船。2006年，当“天鲸号”开始筹划时，船东特地在深圳孖洲岛造了船坞和船厂，德国人去参观时断言：中国人绝不可能造出来，因为技术难度太大！

据了解，“天鲸号”的最初方案由外国公司提出，但经全面计算、分析后发现：原方案排水量严重不足，以及航速预报有重大失误。当时，所有合同都已签订，采购合同也已发往世界各地，外方认为中方不可能自己解决问题，提出了苛刻的修改条件。

最终，上海交大船舶设计团队对其进行了重新设计，使得项目得以顺利完成。完工后的“天鲸号”成为当时亚洲第一、世界第三的大型自航绞吸挖泥船。这标志着我国大型绞吸挖泥船的设计、制造能力进入世界先进行列。

在性能上，“天鲸号”的绞刀功率在4400千瓦，单装备最大输送距离可达到6公里以外的地方，每小时挖掘的海底混合物可填满一个标准足球场大、半米深的坑。此外，“天鲸号”拥有无限航程的自航能力，可以在全球任意大洋中安全航行。

2010年1月19日上午，深圳孖洲岛修造船基地隆重举行了“天鲸号”自航绞吸式挖泥船交船仪式。就在当年，“天鲸号”参与了广西防城港建设，在恶劣的环境下绞挖礁石毫无压力。

此后，2013年，“天鲸号”开赴南海，在作业的200天中吹出1000万立方米的砂石，接连吹填了美济岛、渚碧岛、永暑岛、华阳岛、南薰岛、东门岛、赤瓜岛、永兴岛8座小岛，成为名副其实的“造岛神器”以及“功勋船舶”。这堪称对德国人质疑的“硬核”回应。

如果说“天鲸号”实力硬核，且开发建造速度让全世界震惊，那么，我国新一代大型绞吸挖泥船——“天鲲号”更显得霸气十足。

资料显示，“天鲲号”全船长140米，宽27.8米，最大挖深35米，最大排距达15公里，绞刀额定功率6600千瓦，设计每小时挖泥6000立方米，一小时能造出厚一米、一个足球场大小的陆地。

“天鲲号”于2015年12月11日正式开工建造。在业内专家看来，“天鲲号”核心装备的建造难度不亚于国产航母。从船舶初步设计到技术规格书制定，再到生产设计，整个过程步履维艰，船舶建造只能在实际生产中步步推进。

2018年6月8日在江苏启东拍摄的由中国完全自主设计建造的亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”  @东方IC

经过三年多的时间攻关，“天鲲号”逐步攻克了系列世界性技术难题：研制出世界上最先进的油缸式柔性重型钢桩台车系统，全球首创在“天鲲号”上配置钢桩台车和三缆定位双定位系统，自主研发应用了世界领先的自动化智能挖泥控制系统等。

2017年11月3日，“天鲲号”在江苏启东成功下水，其设计的各项性能指标均超过“天鲸号”，成为新晋亚洲第一。2018年6月12日，“天鲲号”成功完成首次试航，向成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。

“天鲲号”在海上航行试验中。

中交天航局总工程师顾明如此评价“天鲲号”：“适应恶劣海况的能力全球最强，输送能力世界第一，挖掘深度亚洲第一，挖掘系统能力居世界前列，真正实现了中国在该领域的“扬眉吐气”。“天鲲号”的成功研制，标志着我国疏浚装备制造业迈入世界领先水平。

奔向海洋强国的“大国重器”

自航绞吸船最初并非填海造陆的专用装备，而是用于航道疏浚的装备，主要用来清理航道中的淤泥。以我国两大黄金水道为例，根据统计，每年有将近12亿吨黄沙流到渤海之中；长江的沙流也源源不断，每年都会冲来6000万立方米。

在21世纪贸易全球化背景下，如果不打通和疏浚水路，沿线港口的的发展很快就会遭遇瓶颈。在此背景下，中国需要尽快升级挖泥装备，并对相关航道及企业进行整合，形成有效集中的规模优势参与竞争，增强在全球航运输浚界的话语权。

2015年，中交集团整合旗下天津航道局、上海航道局和广州航道局组建全球规模最大疏浚企业中交疏浚，目前年产能约7.88亿立方米，总装机功率居全球首位，仅绞吸疏浚装备就有59艘，单船最大绞刀功率达到6600千瓦。

如今，以“天鲸号”为首的系列海上大型绞吸疏浚装备成功实施了远海岛礁建设、港珠澳大桥、长江口深水航道整治工程等国家重大战略工程，在上海洋山深水港工程、曹妃甸首钢工程、环渤海湾经济带建设、粤港澳大湾区建设等工程中发挥了重大作用。

由于“造岛神器”的工作效率异常惊人。2017年5月，中国商务部发布公告：为维护国家安全，对大型挖泥船实施出口管制，未经许可任何单位和个人不得对外出口。不过，随着“一带一路”建设和全球化发展，中国的 " 造岛神器 " 已经走出国门。

中国4艘“地图编辑器”在斯里兰卡施工现场。图/环球网

比如非洲的苏丹、坦桑尼亚、肯尼亚、莫桑比克，欧洲的俄罗斯、乌克兰，亚洲的老挝、马来西亚、菲律宾、印尼等都出现了中国挖泥船的身影。此外，中国疏浚人与疏浚船深度实施了沙特吉赞人工岛疏浚项目、马来西亚关丹深水港项目，以及巴拿马科隆集装箱港口工程等“一带一路”建设重大工程，建设工程数量共计211项。

为了适应快速变化的、多样的疏浚工程要求，中交疏浚已建成中国唯一、世界最大的中交疏浚装备技术国家研究中心，还建立了2个国家级企业技术中心、4个省部级企业技术中心、1个省部级企业重点实验室、1个省部级重点实验室、2个博士后工作站以及10个研发平台。

不过，值得一提的是，国内目前最先进的“天鲲号” 绞刀额定功率目前排名世界第三，和前两位的比利时杨德诺公司（Jan De Nul）的“JDN8069”号和Ibn BaLLuLa”号依旧有一定差距。但西方国家用好几十年才做到的成就，中国用约仅10年就已达到，在不远的将来或将在这一领域完全超越。

中国疏浚装备制造业迈入世界领先水平

整体而言，中国疏浚装备技术的创新与发展在建设海洋强国、维护国家领土及领海主权中创造了震惊世界的中国速度，为彻底改变我国沿海战略态势发挥了基础性重要作用，大幅提升了我国在世界疏浚及航运舞台上的话语权和影响力。

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