“新海旭”的大型絞吸挖泥船

2017年4月，一艘船名為“新海旭”的大型絞吸挖泥船建造完工，它總長138.0米，總裝機功率26100千瓦，標準疏浚能力6500立方米/小時，這是上海交大船舶設計團隊設計的第56艘大型絞吸挖泥船，也是目前世界上最大的非自航絞吸挖泥船，它的核心設備均實現了國內設計和制造，標志我國的大型絞吸挖泥船的設計、制造、使用形成了完整的技術體系，總裝建設和核心設備建造已形成了完整產業(yè)鏈。

12月27日，記者從上海交通大學獲悉，由上海交大牽頭負責，6家單位共同合作的項目《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產業(yè)化》入選2018年度“中國高等學校十大科技進展”名單。

疏浚航道、吹填造陸、碼頭建設……在工程建設領域，疏浚一直扮演著舉足輕重的角色。

2000年之前，中國的大型挖泥船主要是從國外進口。國外對中國采取嚴格的技術封鎖，僅僅高價向中國出口整船。大型現代化的挖泥船是結構復雜、技術含量高的特種工程船，國際挖泥船市場基本被歐洲少數幾個國家壟斷。1966年，中交天航局從荷蘭引進自航耙吸船“津航浚102”輪時，花費的“天價”可折合4噸黃金。

“核心技術受制于人，就如同在別人的墻基上砌房子，再大再漂亮也可能經不起風雨，甚至會不堪一擊”。2002年起，上海交通大學在中交集團、交通運輸部長江航道局、中鐵建港航局集團和大型疏浚企業(yè)支持下，開始了大型絞吸挖泥船設計技術研究及專用疏浚設備開發(fā)，從此，“絞吸挖泥船世家”的傳奇在不斷上演。

當時我國在大型疏浚船方面是一片空白，上海交大科研人員和中交上海航道局技術人員一起實地調研了幾乎所有相關的船型，第一步先看別人是怎么造出來的，接下來回來想為什么這么做，然后研究相關的計算方法與機理。他們秉承“做明白的設計”的理念，邊學、邊做、邊改，一步步地解決關鍵的技術，慢慢地逐步掌握了絞吸疏浚裝備的最核心技術，再也不受國外的制約。

2006年，上海交通大學與天津航道局聯合開發(fā)建成了“天獅”號大型絞吸挖泥船，它是我國首艘自行設計和建造的采用淺水倒樁鋼樁臺車的大型絞吸挖泥船。

每一艘船的背后，都有一波三折的“造船故事”。2010年，設計建設“天鯨”號的時候，本來用的是德國的設計方案，結果德國的設計方案與當時的國內需求“水土不服”，排水量、結構、主要性能都要動“大手術”，對方卻表示“方案沒問題，你改你負責”。設計所前任所長譚家華老師帶領團隊科研人員們經過反復測算，大膽表示“我們改，我們交大負責”！毫不猶豫地按照我方的實際需求修改了船舶設計方案，最后成功設計制造出了這艘我國首艘自航絞吸挖泥船。天鯨號絞吸挖泥船，絞刀功率達4200千瓦，可以挖掘巖石和珊瑚礁，最大挖深30米，總裝機功率20020千瓦，成為當時亞洲第一、世界第三的超大型自航絞吸挖泥船。

2018年3月，完全自主知識產權的世界上最大的重型非自航絞吸裝備“新海旭”交付使用，隨即開赴遠海進行“一帶一路”港口建設。從“航絞2001”到“新海旭”，我國大型絞吸挖泥船設計建造實力得到突飛猛進的發(fā)展，產學研用有機結合，自主創(chuàng)新能力顯著提升，多項技術達到世界領先水平。目前，國產疏浚設備裝船率超過95％，總造價不足國外同類型船50％，與國外同類產品比，具有性價比高和維修服務便捷等優(yōu)勢。至此，上海交通大學已經成功設計了56艘各種挖泥船，這些船的疏浚量達到全國疏�？偭康�60%。

圍海造地等大型基建工程，都需要用大型絞吸挖泥船來實現，而上海交通大學研發(fā)的系列絞吸船誕生后，這一切變得輕而易舉。

堅硬巖石挖掘問題，一直是疏浚行業(yè)的世界性難題。針對遠海快速成島等國家戰(zhàn)略需求，亟需解決水下“挖得動”和“挖得快”的關鍵技術難題。上海交大科研團隊牽頭聯合國內各方力量經過多年探索實踐，解決了“海底高強度巖礁快速挖掘技術（挖得快）、順應式鋼樁臺車定位技術（定的穩(wěn)）、大通道高效疏浚輸送技術（排得遠）、多復雜系統優(yōu)化集成技術（效率高）”4項關鍵技術問題。

擁有強大的挖掘和輸送能力“武裝”，上海交大研發(fā)的系列海上大型絞吸挖泥船可以在不同海況和海底地質條件下進行作業(yè)，既可疏浚堅硬的風化巖或者珊瑚礁，也可疏浚疏松的沙土、黏土和淤泥，無論是哪種作業(yè)條件，都可以獲得可觀的產量。上海交大設計所團隊負責人之一楊啟教授舉例說，如果每天按照16小時工作量來計算，上海交大研制的“新海旭”絞吸挖泥船挖掘細粉沙每天可以疏浚10-12萬立方米沙土。“可以想象一下，一條船一天的挖掘、輸送量可以把一個足球場堆高約18米。”

2017年5月26日，中國商務部發(fā)布2017年第28號公告，為維護國家安全，對大型挖泥船實施出口管制，未經許可任何單位和個人不得對外出口。這則毫不起眼的“小公告”，是中國疏浚設備領域的一個巨大進步。

一直以來，全球挖泥船設計和建造市場被歐洲船廠主導，世界上絕大多數絞吸挖泥船主要集中在歐洲四大疏浚公司。實踐證明，只有擁有強大的自主創(chuàng)新能力，才能在激烈的市場競爭中把握先機、贏得發(fā)展的主動權。從“全靠進口”到“限制出口”，上海交大聯合國內產學研用各單位，帶領中國的疏浚設備走出了一條自主創(chuàng)新之路。