由礁變島,最南端的村莊
十年礁石變陸地,一朝海浪化村莊。當南海面積最大的島嶼從永興島變成美濟島後,美濟村也成為國內最南端的行政村。
巨型環狀礁盤在近10年的時間,變成瞭綠樹成蔭的島嶼陸地,這裡早已看不到此前的吹填痕跡,連同美濟島的門戶小島在內,美濟島總計的面積接近6平方公裡。
經過這一系列的變遷,礁變成島,以礁而生的海,環礁的內側也仿佛變成瞭內湖。與美濟島相距幾公裡的南小島,扼守進出的一條水道,成為瞭美濟島的“南門”。
礁變島嶼海變湖,進出艦船守門戶。如果說大自然的滄海桑田之力,是億萬年的海陸變化。美濟島乃至南海諸島的變遷,10年左右的時間,就超過瞭大自然的萬年之力。
那麼,這種能讓陸海變遷的神器是什麼呢?
兩周就能造出島嶼的神器
吹填造陸之法,不是人們想象中的從陸地搬運泥土沙石,而是從海洋底部就地取材。陸地上所用工具為挖機,在海洋工作中同樣需要“挖船”。
這種船隻如何工作呢?一邊從海底卷出泥沙,一邊再通過管道輸送到所在區域位置。如果海底僅僅是泥沙,一般的機械裝置也就可勝任,而在海洋深處往往還有大量的巖石,要把這些巖石變成吹填所用的碎屑,就得用到更大功率的設備。
正是在這種背景下,那個能在海洋中行走的挖泥船才橫空出世瞭。有著巨大的輸出功率,對泥沙巖石有著強勁的絞吸能力。它就是天鯤號,亞洲最大的同類型工作船舶。
天鯤號工作靠的是巨大而堅硬的絞刀,其直徑達到瞭3.15米,最大的輸出功率為6600KW。工作原理就是鉆擊破切,一切巖石在它的刀鋒下都得形變。
絞刀隻是天鯤號的主要構成部件之一,要想在全是風浪的海洋中安穩的運作,船身也得安穩。這個,它靠的是能夠紮入海底的巨型鋼樁。
一共是兩根,每一根的長度都超過瞭55米,整重超過瞭183噸。當鋼樁楔入海底時,天鯤號就在海洋中牢牢的站穩瞭。這時候,哪怕迎面有3米高的巨浪襲來,天鯤號不用躲避亦能安穩的工作。
鋼樁就是它的兩條大腿,靠著它的加持,船隻能夠移動到任何區域進行吹填作業。能站得穩,能夠持續的生產出吹填材料,接下來就該第三個主要的部件登場瞭——運輸管道。
在絞刀上方,有一張“血盆大口”,它產生的吸力是驚人的。從海底破切而成是泥沙石碎屑,經過這個口子被送到瞭傳送帶上。
接著,傳送帶巨大的泵力,可以將材料輸送到指定的吹填區域。其最遠的輸送距離,可以達到15公裡遠。同時開啟工作的時候,整個傳送裝置,由三臺並聯的泥泵一起工作。
業內人士說過,其輸出的功率,好比兩列復興號高鐵一起產生的功率。有破切泥沙石的利器,有穩定身軀的鋼樁,又有強勁的傳送裝置,靠著整套系統,吹填作業才能高效完成。
按照天鯤號的作業效率,馬來西亞早年花費30年建成的25萬平方米人工島,它隻用14天就能輕松完工。然而就是這樣的利器,我國早年也曾受制於人。
4噸黃金買來的作業船隻
挖泥船,聽起來一個相當土氣的玩意兒,可如果想高效運用到作業場景裡,卻需要高技術和密集的資金支持。尤其是重型挖泥船,它應用的場景不僅隻是吹填造陸,還有航道的疏浚和港口開挖。
20世紀中葉,全世界隻有比利時和荷蘭等幾個國傢,掌握挖泥船的核心建造技術。擁有技術的國傢不但壟斷瞭議價權,而且船隻和配件本身都屬於戰略裝備被統一管理。就是說,別國想花錢買都不一定買得到。
國內河道疏浚以及港口開挖等作業起始於天津,但是多年來我們所使用的工程船隻,90%左右都是進口,一切都得受制於人。
曾幾何時在上世紀60年代,國內需要一艘能自航的耙吸船,最終是從荷蘭購買的,當時為買這艘船,花費相當於4噸黃金。
花高價買別人的東西,非但摸不透裡面的門道,而且對方賣給你的設備,還都不是最先進的產品。可要想實現自主化的生產和技術上的革新,又不是馬上就能辦到的。
但是,國內面臨的實際情況,又決定瞭我們的船隻隻能自行建造,隻有這樣才能真正的突破封鎖。於是,起初由國外設計、國內制造的天鯨號就先期誕生瞭。
它屬於絞吸式作業,其絞刀的輸出功率為4200千瓦。正是先有瞭天鯨,才會有隨後的天鯤。兩艘姊妹船,都屬於中交天津航道局投資建造。
天鯤號作為妹妹,實現瞭國內設計到國內建造,所有技術都擁有完全的知識產權。隨著它後來在南海大展神威,標志著我國在吹填造陸和疏浚航道領域,徹底掌握瞭裝備和技術。
1小時可填造1座足球場
國內在技術上的突破是全方位的,天鯤號不但擁有強大的功率,而且還擁有完善的智能控制系統。相比於過去挖泥船的無腦操作,國內的這艘利器在作業的過程中,能夠實時的計算作業區域的情況。
同時,天鯨號的工作效率也絲毫不遜色天鯤號。4500立方米的泥沙等物質,1小時內可以輸出6公裡遠。一天之內的工作量,可以輕松達到10萬立方米。每小時挖掘的海底混合物,能夠填滿1座標準足球場。
當然,對比之下天鯤號的功率就更大瞭。絞刀的功率為6600千瓦,每小時的挖掘量可達6000立方米,最大的挖掘深度可以達到35米。
在強大的動力下,不管是沙石、淤泥還是巖石,在它強大的絞刀面前全部能挖掘開來。正是因為強大的動力,我國在2018年時,年疏浚能力就超過瞭10億立方米。
除瞭在國內作業,我國生產的另外兩艘挖泥船通遠和通旭,2015年還遠赴聖彼得堡的港口施工,這也是國內企業第一次承攬歐洲的疏浚工程。
除瞭到俄羅斯參與工程作業,近幾年我們的疏浚船舶,也曾到巴基斯坦、馬來西亞、烏克蘭等國傢參與多種工程。
就像南海上近10年湧出來的島嶼一樣,我國的疏浚工程船舶,也在這十餘年的時間裡,積累和打出瞭自己的名號。
而且根據商務部在2017年的公告,挖泥船屬於大型管制設備,沒有經過許可不得出口。從此前的花天價購買,到現在我們能自己生產並完成瞭一系列重大工程作業,從無到有的過程,印證瞭我們的技術進步。
回到吹填造陸的問題上,有技術和設備的同時,再來看看其實現的原理和步驟又是什麼。
吹填的3個主要過程
傳統的造陸方式,是從陸地區域獲取原料,不管是石頭還是泥土等等,最終來獲取大面積陸地。對比之下,吹填的方式更加節約成本和時間,和傳統方法相比效率最高。
在作業過程中,該方法有重要的三個過程步驟。
首先是砂被,在作業區域內佈置砂被,具體是由土工織物袋灌充的砂性土和粉細類土材料。砂被需要在作業區域內佈置多層,其可以快速形成一個整體且又具有韌性,對海底的變形能夠很好的適應。
單袋砂被的重量可以達到幾十噸甚至數百噸,它可以在海底的基底均衡分佈壓力,可以起到抗潮和穩定的作用。而且壓力還能把海面的流泥擠壓到兩側區域,整個作業區域的地質環境就被改善瞭。
其次是圍堤。砂被層構築好以後,接下來就需要在作業區域築堤,一般是袋裝砂或者是拋石。對比之下,袋裝砂有較好的防滲性。
而且在作業過程中,袋裝砂的作業能夠實現機械化和規模化作業,相對工期不但縮短,而且成本也更低。再者,袋裝砂所需的材料,和砂被的材料是一致的,這樣整個工程的連續性也就得以增強瞭。
最後便是吹填。這一工程階段根據施工區域的不同,所需的材料又是不一樣的。比如有的作業區域是吹砂造陸,有的則是吹填淤泥。
如果是吹填淤泥造陸,要獲取附近的淤泥按照一定的比例跟海水混合成泥漿,此後便是按照正常的作業流程,通過傳輸和吹填,使淤泥最終在作業區域內固結,最終就形成瞭高出水平面的陸地。
另一種是吹砂造陸,它所需用的材料是砂石。這個同樣要看作業區域材料的構成,不過相對於吹淤泥,吹砂的造價相對較高。而具體會使用到哪種材料,根據填造陸地的性質,以及所處區域的情況來綜合確定。
結語
我國古代神話中有精衛填海的故事,精衛以一己之力,想要填平洶湧無邊的波濤,其決心和勇氣都是可嘉的。而今,我們不管是在南海還是在近海地區,所有的吹填作業,也堪比當年精衛之壯舉。
而像美濟島這樣的海島,吹填作業僅僅是完成瞭第一步。行政區域規劃下來,漁民常年留住,島上的自然生態環境逐步確立並形成更穩定的有機體,這才是後續島嶼“活”下來的根本。
同樣,技術的進步,是完成這一切的前提,技術的進步,同時也是改變和確立新觀念的起始點。一切因技術而興,一切又像精衛填海般的矢志不渝。有瞭這兩點,海浪的洶湧也能在陸地面前臣服。
參考資料:
《新一代造島神器“天鯤號”這樣煉成》 經濟參考報 2018年5月29日