十年礁石变陆地,一朝海浪化村庄。当南海面积最大的岛屿从永兴岛变成美济岛后,美济村也成为国内最南端的行政村。
巨型环状礁盘在近10年的时间,变成了绿树成荫的岛屿陆地,这里早已看不到此前的吹填痕迹,连同美济岛的门户小岛在内,美济岛总计的面积接近6平方公里。
经过这一系列的变迁,礁变成岛,以礁而生的海,环礁的内侧也仿佛变成了内湖。与美济岛相距几公里的南小岛,扼守进出的一条水道,成为了美济岛的“南门”。
礁变岛屿海变湖,进出舰船守门户。如果说大自然的沧海桑田之力,是亿万年的海陆变化。美济岛乃至南海诸岛的变迁,10年左右的时间,就超过了大自然的万年之力。
那么,这种能让陆海变迁的神器是什么呢?
吹填造陆之法,不是人们想象中的从陆地搬运泥土沙石,而是从海洋底部就地取材。陆地上所用工具为挖机,在海洋工作中同样需要“挖船”。
这种船只如何工作呢?一边从海底卷出泥沙,一边再通过管道输送到所在区域位置。如果海底仅仅是泥沙,一般的机械装置也就可胜任,而在海洋深处往往还有大量的岩石,要把这些岩石变成吹填所用的碎屑,就得用到更大功率的设备。
正是在这种背景下,那个能在海洋中行走的挖泥船才横空出世了。有着巨大的输出功率,对泥沙岩石有着强劲的绞吸能力。它就是天鲲号,亚洲最大的同类型工作船舶。
天鲲号工作靠的是巨大而坚硬的绞刀,其直径达到了3.15米,最大的输出功率为6600KW。工作原理就是钻击破切,一切岩石在它的刀锋下都得形变。
绞刀只是天鲲号的主要构成部件之一,要想在全是风浪的海洋中安稳的运作,船身也得安稳。这个,它靠的是能够扎入海底的巨型钢桩。
一共是两根,每一根的长度都超过了55米,整重超过了183吨。当钢桩楔入海底时,天鲲号就在海洋中牢牢的站稳了。这时候,哪怕迎面有3米高的巨浪袭来,天鲲号不用躲避亦能安稳的工作。
钢桩就是它的两条大腿,靠着它的加持,船只能够移动到任何区域进行吹填作业。能站得稳,能够持续的生产出吹填材料,接下来就该第三个主要的部件登场了——运输管道。
在绞刀上方,有一张“血盆大口”,它产生的吸力是惊人的。从海底破切而成是泥沙石碎屑,经过这个口子被送到了传送带上。
接着,传送带巨大的泵力,可以将材料输送到指定的吹填区域。其最远的输送距离,可以达到15公里远。同时开启工作的时候,整个传送装置,由三台并联的泥泵一起工作。
业内人士说过,其输出的功率,好比两列复兴号高铁一起产生的功率。有破切泥沙石的利器,有稳定身躯的钢桩,又有强劲的传送装置,靠着整套系统,吹填作业才能高效完成。
按照天鲲号的作业效率,马来西亚早年花费30年建成的25万平方米人工岛,它只用14天就能轻松完工。然而就是这样的利器,我国早年也曾受制于人。
挖泥船,听起来一个相当土气的玩意儿,可如果想高效运用到作业场景里,却需要高技术和密集的资金支持。尤其是重型挖泥船,它应用的场景不仅只是吹填造陆,还有航道的疏浚和港口开挖。
20世纪中叶,全世界只有比利时和荷兰等几个国家,掌握挖泥船的核心建造技术。拥有技术的国家不但垄断了议价权,而且船只和配件本身都属于战略装备被统一管理。就是说,别国想花钱买都不一定买得到。
国内河道疏浚以及港口开挖等作业起始于天津,但是多年来我们所使用的工程船只,90%左右都是进口,一切都得受制于人。
曾几何时在上世纪60年代,国内需要一艘能自航的耙吸船,最终是从荷兰购买的,当时为买这艘船,花费相当于4吨黄金。
花高价买别人的东西,非但摸不透里面的门道,而且对方卖给你的设备,还都不是最先进的产品。可要想实现自主化的生产和技术上的革新,又不是马上就能办到的。
但是,国内面临的实际情况,又决定了我们的船只只能自行建造,只有这样才能真正的突破封锁。于是,起初由国外设计、国内制造的天鲸号就先期诞生了。
它属于绞吸式作业,其绞刀的输出功率为4200千瓦。正是先有了天鲸,才会有随后的天鲲。两艘姊妹船,都属于中交天津航道局投资建造。
天鲲号作为妹妹,实现了国内设计到国内建造,所有技术都拥有完全的知识产权。随着它后来在南海大展神威,标志着我国在吹填造陆和疏浚航道领域,彻底掌握了装备和技术。
国内在技术上的突破是全方位的,天鲲号不但拥有强大的功率,而且还拥有完善的智能控制系统。相比于过去挖泥船的无脑操作,国内的这艘利器在作业的过程中,能够实时的计算作业区域的情况。
同时,天鲸号的工作效率也丝毫不逊色天鲲号。4500立方米的泥沙等物质,1小时内可以输出6公里远。一天之内的工作量,可以轻松达到10万立方米。每小时挖掘的海底混合物,能够填满1座标准足球场。
当然,对比之下天鲲号的功率就更大了。绞刀的功率为6600千瓦,每小时的挖掘量可达6000立方米,最大的挖掘深度可以达到35米。
在强大的动力下,不管是沙石、淤泥还是岩石,在它强大的绞刀面前全部能挖掘开来。正是因为强大的动力,我国在2018年时,年疏浚能力就超过了10亿立方米。
除了在国内作业,我国生产的另外两艘挖泥船通远和通旭,2015年还远赴圣彼得堡的港口施工,这也是国内企业第一次承揽欧洲的疏浚工程。
除了到俄罗斯参与工程作业,近几年我们的疏浚船舶,也曾到巴基斯坦、马来西亚、乌克兰等国家参与多种工程。
就像南海上近10年涌出来的岛屿一样,我国的疏浚工程船舶,也在这十余年的时间里,积累和打出了自己的名号。
而且根据商务部在2017年的公告,挖泥船属于大型管制设备,没有经过许可不得出口。从此前的花天价购买,到现在我们能自己生产并完成了一系列重大工程作业,从无到有的过程,印证了我们的技术进步。
回到吹填造陆的问题上,有技术和设备的同时,再来看看其实现的原理和步骤又是什么。
传统的造陆方式,是从陆地区域获取原料,不管是石头还是泥土等等,最终来获取大面积陆地。对比之下,吹填的方式更加节约成本和时间,和传统方法相比效率最高。
在作业过程中,该方法有重要的三个过程步骤。
首先是砂被,在作业区域内布置砂被,具体是由土工织物袋灌充的砂性土和粉细类土材料。砂被需要在作业区域内布置多层,其可以快速形成一个整体且又具有韧性,对海底的变形能够很好的适应。
单袋砂被的重量可以达到几十吨甚至数百吨,它可以在海底的基底均衡分布压力,可以起到抗潮和稳定的作用。而且压力还能把海面的流泥挤压到两侧区域,整个作业区域的地质环境就被改善了。
其次是围堤。砂被层构筑好以后,接下来就需要在作业区域筑堤,一般是袋装砂或者是抛石。对比之下,袋装砂有较好的防渗性。
而且在作业过程中,袋装砂的作业能够实现机械化和规模化作业,相对工期不但缩短,而且成本也更低。再者,袋装砂所需的材料,和砂被的材料是一致的,这样整个工程的连续性也就得以增强了。
最后便是吹填。这一工程阶段根据施工区域的不同,所需的材料又是不一样的。比如有的作业区域是吹砂造陆,有的则是吹填淤泥。
如果是吹填淤泥造陆,要获取附近的淤泥按照一定的比例跟海水混合成泥浆,此后便是按照正常的作业流程,通过传输和吹填,使淤泥最终在作业区域内固结,最终就形成了高出水平面的陆地。
另一种是吹砂造陆,它所需用的材料是砂石。这个同样要看作业区域材料的构成,不过相对于吹淤泥,吹砂的造价相对较高。而具体会使用到哪种材料,根据填造陆地的性质,以及所处区域的情况来综合确定。
我国古代神话中有精卫填海的故事,精卫以一己之力,想要填平汹涌无边的波涛,其决心和勇气都是可嘉的。而今,我们不管是在南海还是在近海地区,所有的吹填作业,也堪比当年精卫之壮举。
而像美济岛这样的海岛,吹填作业仅仅是完成了第一步。行政区域规划下来,渔民常年留住,岛上的自然生态环境逐步确立并形成更稳定的有机体,这才是后续岛屿“活”下来的根本。
同样,技术的进步,是完成这一切的前提,技术的进步,同时也是改变和确立新观念的起始点。一切因技术而兴,一切又像精卫填海般的矢志不渝。有了这两点,海浪的汹涌也能在陆地面前臣服。
参考资料:
《新一代造岛神器“天鲲号”这样炼成》 经济参考报 2018年5月29日
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