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给江河湖库做“微创手术” 青年工程师“拼”出清淤利器

发稿时间:2025-06-05 05:53:00 来源: 中国青年报

  波澜不惊的水面下,锋利的绞刀削石如泥,以每小时挖空一座标准游泳池的速度为水库清淤……近日,在河北省与北京市交界处的官厅水库,由中交天津航道局有限公司(以下简称“中交天航局”)自主设计建造的世界最大全电驱可拆装环保绞吸船“浚澜”船正式投用。

  这艘为江河湖库疏浚量身定制的清淤利器,出自一支平均年龄35岁的青年工程师团队之手。这支百人研发团队,攻坚300多个日夜,突破数十项关键技术,创新采用“乐高式拼装”法,让疏浚船可以水陆两栖、灵活调遣,轻松穿梭于大江大河中,成为绿水青山的生态守护者。

  官厅水库是海河水系永定河上历史最久的大型水库,也是新中国成立后建立的第一座大型水库。这里曾滋养千万人口,如今却因6.5亿立方米淤泥导致防洪供水、生态涵养功能严重下降,一场清淤扩容、升级改造势在必行。

  中交天航局疏浚装备中心主任杨正军说,官厅水库与传统湖库的清淤作业条件完全不同,水库淤泥表面土质硬度最高达7级、最大挖掘深度需要达到25米。这意味着,传统的清淤设备在官厅水库面前,“挖深够不着,连表层都啃不动,就像没牙的老虎。”

  这位年轻的博士是江河湖库系列疏浚装备的设计研发牵头人,他带着团队一起为官厅水库量身设计出能啃“硬骨头”、能运得远、还绿色智能的挖泥船。

  破局是从“刀刃”开始的。中交天航局疏浚装备中心技术经理林森的掌心至今留着几道浅疤,那是“浚澜”船300次绞刀试验留下的印记。

  为解决普通绞刀“咬不动、啃不烂”的难题,团队决定提升绞刀功率,给挖泥船换颗“强心脏”。

  但新问题接踵而至,如何让“心脏”与“牙齿”完美配合?林森带领攻坚小组搭建1∶3绞刀模型,连续3个月记录上万组数据。他们提出将五臂通用绞刀变得更薄,几个月时间,模型绞刀刀臂厚度从3厘米一点点削至1.2厘米,废金属屑堆成小山。

  “当模型第一次切入硬土,挖掘效率提升10%以上,我们知道‘水下金刚钻’成了!”林森说,这把绞刀的动力等同于小型客机的发动机,推动“浚澜”船每小时啃下2000立方米硬土,效率达到传统装备的3倍。

  挖出来的淤泥如何运走?中交天航局疏浚装备中心疏浚所所长郑选斌带着团队,45天内调试出“水下接力泵+舱内主泵”的联动设计,将淤泥一口气“快递”到5公里以外。

  郑选斌还带领团队为泥泵和绞刀装上了自主研发的变频电机驱动系统,推动疏浚浓度提升30%以上。他解释说:“绞刀和泥泵装上‘聪明大脑’后,能自动根据土质调节功率,遇硬土自动加力,遇软泥节省能耗,船舶效能得到最大程度发挥。”

  此外,官厅水库作为水源地,生态环保是底线,要提升船舶整体的环保效能,必须对传统设计方案进行大升级。为此,船体工程师陈九肖在“浚澜”船设计之初就将全电力驱动纳入整体设计方案,开始对船舶空间布局进行全电驱式的“魔术改造”——团队把边浮箱改造成设备舱,将主发电机、泥泵、变频电机像拼图一样嵌入船体两侧和主浮箱,不仅平衡了浮态,还腾出30%的空间。

  他们还创新采用模块化设计,将“浚澜”船划分为9个主要模块和数千个零件模块,主模块全部控制在长20米、宽4米的“黄金尺寸”,这样一来,这艘庞然大物就能像“乐高”一样实现快速拆卸、灵活拼装,还能水陆两栖调遣使用。

  如今,“浚澜”船的作业区水面清澈如镜,不远处,京张高铁飞驰而过。水下,新型绞刀像“水下手术刀”,精准剥离着污染底泥而不扰动周边水体;高压岸电接入实现零碳排放,每年可减少相当于3000辆轿车的碳排放量。

  “这不是简单的清淤,而是给水库做‘微创手术’。”中交天航局官厅项目部经理李凌站在甲板上说,“今年预计清理350万立方米,相当于填满170个标准泳池,完成官厅水库清淤试点工程总清淤量的三分之一。”

  从图纸到巨轮,这群青年工程师磨破了200多副手套,写下3000多页研发笔记,终于让中国全电驱环保绞吸装备站上了“国际领先”的舞台。“浚澜”船的螺旋桨搅起的不仅是沉积多年的淤泥,更是新时代青年用科技守护绿水青山的铿锵誓言。

  中青报·中青网记者 胡春艳来源:中国青年报

  2025年06月05日 02版

责任编辑:孙佳蔚