走近大国重器丨海底“挖掘手”
中央纪委国家监委网站 沈东方
疏浚作业及耙头（右）效果图。受访单位供图
吹填作业效果图。受访单位供图
出坞前，建造工人拆除船体尾部支撑。受访单位供图
由我国自主设计研发建造的亚洲最大35000立方米舱容等级超大型耙吸挖泥船“浚广”轮（左）和“通浚”轮（右）在船坞内等待出坞。受访单位供图
随着“嗡”的一声汽笛长鸣，礼炮轰鸣，彩烟腾空而起……8月26日，由我国自主设计研发建造的亚洲最大35000立方米舱容等级超大型耙吸挖泥船“通浚”轮和“浚广”轮在江苏启东成功下水。
近年来，我国海洋经济发展迅猛，海洋生产总值突破10万亿元大关，体量持续增长。国际贸易和港口吞吐量的连年快速增长，带动了我国港口航道基建疏浚市场，国内港口建设呈现大型化、深水化趋势。
这两艘疏浚船最大挖深为120米，相当于耙头可伸入水面下约40层楼的位置；泥舱容量35000立方米，一船吹填量就能将一个标准足球场抬高5米。在海洋工程建设中，疏浚船扮演着怎样的角色？从人工判断到“一键疏浚”，背后隐藏着哪些高精尖技术？请随记者走近疏浚“双子星”——“通浚”轮和“浚广”轮。
“挖掘—运输—投放”三步走，可根据工程目的调整作业功能
有江河湖海的地方，往往与“疏浚”有着密不可分的关系。
从大禹治水“疏川导滞”平息水患，到京杭大运河疏通南北水系、贯通漕运命脉，再到港珠澳大桥建设中通过精准疏浚清理海底淤泥、为桥梁桩基筑牢基础……从古至今，小到排洪灌溉，大到远海岛礁建设，都离不开疏浚技术的支撑。它既是治理水患、改善民生的千年智慧，也是推动国家基建发展、拓展蓝色空间的重要力量。
近年来，中国疏浚坚持自立自强、国轮国造，随着自主研发技术日益成熟，海上大型疏浚装备产业化成果丰硕。
“目前主流的挖泥船主要分为耙吸挖泥船与绞吸挖泥船。”中交疏浚技术装备国家工程研究中心装备事业部建造部经理罗滨介绍，前者在作业时依靠前端的耙头“犁地松土”，通过耙头上的虹吸口、耙臂管，借助泥泵的真空吸力将泥沙吸入船身的储泥船舱，待泥舱装满后，再航行至卸泥点倾倒或通过管道排泥。后者的核心作业部件是绞刀，可通过绞刀切削、松动海底泥沙，同时借助泥泵产生的抽吸力，将泥沙通过输送管道直接输送至指定目的地。
此次下水的“通浚”轮和“浚广”轮都属于耙吸挖泥船，它们的作业流程可概括为“挖掘—运输—投放”这三大步骤。
在挖掘作业中，耙头是耙吸挖泥船的核心部件，当海底泥沙质地较硬时，便会通过高压水流将硬土冲散，使其形成泥浆，随后用耙头将泥浆挖出，再吸入输泥管道进入泥舱。这些泥浆被吸入泥舱暂存，待泥舱装满后，再航行至指定区域进行投放。而最后的投放会根据工程目的、作业距离、环保要求等，分为“吹”“喷”“抛”等多种形式。
据了解，同一日下水的“通浚”轮和“浚广”轮在构造和性能上基本相同，其差异主要集中在泥舱形式的设计。
“通浚”轮采用W型泥舱，双列泥门，舱容利用率98%；“浚广”轮采用V型泥舱，单列泥门，抛泥时间较传统减少30%。罗滨表示，这两种舱型设计属于疏浚船领域不同风格，此次同步建造两艘不同舱型的疏浚船，也是为了在实际作业中对比验证，探索哪种舱型设计在作业效率、经济性方面更具优势。
强破土、大挖深、长吹距、远运距，能在8级风浪下安全作业
船长198米，型宽38.5米，型深18米，舱容35000立方米，最大挖深120米；挖满一整船的泥只需要90分钟，一船吹填量就能将一个标准足球场抬高5米。
这组数据背后，隐藏着“通浚”轮和“浚广”轮的性能密码。两船大力推进设备国产化，船舶重要设备均采用国产优质品牌，全船设备国产化率达95%。船舶作业核心系统自主研制，确保了核心技术的自主可控、安全可靠。
“强破土”——两船配置50吨重型耙头，搭载高压冲水系统，在这个系统的助力下，疏浚船在作业中就能轻松挖掘硬质土、弱风化岩等难挖掘的土质。
“大挖深”——随着国内港口建设呈现大型化、深水化趋势，以及深海管沟开挖工程中60—100米的开挖深度要求，耙吸挖泥船也朝着大挖深方向发展，以应对日益复杂艰巨的作业需求。
这两艘船最大挖深能够达到120米，相当于耙头伸至水面以下约40层楼高度的海底吸挖泥沙，既能满足绝大部分深海管沟开挖工程标准，同时也能使船舶直接在近海区域开展疏浚甚至采矿、采砂作业，无需依赖潜水设备或二次转运。
“120米的最大挖深是为了满足多样化的作业需求。对于这两艘船来说，它们的任务不仅是清理航道、将泥沙运输至其他港口用于填海，更承载着我国海洋工程战略需求。比如，未来可能被用于海洋采矿，即在水深适合的海域环境中以类似挖泥的方式开采海床矿产资源，以及在海底铺设光缆、电缆时协助开挖管沟或进行回填作业。”中交广州航道局有限公司党委书记、董事长姜松介绍。
“长吹距”——在亚洲耙吸船中，两船首次实现10公里以上超长吹距，泥沙能像“远程快递”一样通过管道高效运输到10公里外。
“远运距”——35000立方米的亚洲最大舱容，加上每小时16海里的正常航速，保障了船只能够快速往返于挖泥区与吹填区之间。据统计，这两艘船每小时的整体运输效率较普通耙吸船提升40%以上，工作成本也大大降低。
在海上尤其是深远海作业，“乘风破浪”是必须具备的能力。
“‘通浚’轮、‘浚广’轮具备无限航区航行能力。简单来说，除了全球重结冰海域外，在其他所有海域，即便处于远海、高纬度或气象条件恶劣的环境下，这两艘船都能正常航行与施工。”中交天津航道局有限公司副总经理、总工程师秦斌告诉记者，两船做了冰区加强处理，安装了包括北斗导航系统在内的4套通信导航设备，可在8级风浪下安全作业，适用于绝大部分工况。
刷新同坞同期建造最大舱容纪录，只需一名船员就能实现“一键疏浚”
操纵一艘舱容35000立方米的庞然大物，需要几名船员？答案是难以想象的一名。
在传统作业中，疏浚船需配备专门的操作人员，驾驶员负责船舶航行，疏浚作业员则通过手动操作控制耙头、输泥管道等设备，并依靠个人经验调整设备运行参数。这样的操作模式存在个性化、易疲劳、产能不稳定、安全风险高等问题。
近年来，在数字技术的助力下，水下基建的智能化程度不断提高，疏浚也迈入了“数智时代”。“通浚”轮和“浚广”轮攻克了疏浚作业自动运行、疏浚能效自主寻优、突发情况自主应对等关键技术，搭载了完全自主开发的挖泥船智能疏浚作业系统。在智能系统辅助下，只需一名船员就能实现“一键疏浚”“浚驾合一”。
船员具体需要执行什么操作？罗滨表示，“在作业前，操作人员向系统输入作业目标，系统会调用内置模型自动规划作业路线，实现疏浚设备的自动下放与船舶航行的协同控制。在作业过程中，系统会实时监测疏浚作业的各项参数，例如泥浆浓度、耙头转速、输泥管道压力等，通过分析这些参数，自动调整设备运行状态，使作业过程始终处于最优状态，从而缩短作业时间，提升作业效率。”
跟我们日常使用的AI工具一样，智能疏浚作业系统也会越用越“聪明”。中交疏浚（集团）股份有限公司副总裁、高级专家张晴波说：“我们给挖泥船装上了‘会思考的大脑’，它具备自主学习和进化能力，能自动适应不同土质和海底环境。”
此外，两艘船还采用数字孪生技术，实现模型与疏浚作业真实场景同步联动。在大型跨海跨江沉管隧道、基槽精准开挖工程中，水下地形三维可视化技术如同给船舶装上“水下透视眼”，能够实时掌握水下情况，确保施工精度达到厘米级。
两艘35000立方米舱容的超大型耙吸挖泥船在30万吨级超大型船坞中同时开建，这在全球尚属首次。
“‘通浚’轮和‘浚广’轮同坞同期建造，面临搭载周期短、交叉作业多、精度要求高的巨大挑战。”上海振华重工集团副总工程师严兵介绍，两艘船共由284个分段组成，建造过程类似搭积木，每个分段平均重达100吨以上，建造高峰期现场超2000人同时作业。
时间紧任务重，团队在建造期间创新采用“数字化船坞+模块化建造”，将船坞划分成若干个网格坐标，由多个分段组成的总段都固定在精确的坐标中，并提前在电脑软件中模拟匹配搭载，从而实现快速无余量搭载，两船主船体贯通周期缩减3个月，精度控制在正负4毫米以内。
成功下水后，两艘船后续还要进行疏浚机具、智控系统安装调试等“精装修”工作，计划将于今年年底进行海试并交付使用。在不久的将来，它们将广泛服务于国内外重点工程建设，特别是在大型深水港口航道疏浚与维护、海底管沟施工与回填、深远海取砂与吹填等复杂作业场景中发挥重要作用。
中国企业新闻网摘编：亓淦玉
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