水往高处走 船在天上行 走近乌江构皮滩水电站通航工程

原标题：水往高处走 船在天上行 走近乌江构皮滩水电站通航工程

构皮滩水电站通航工程2012年开工建设，历时近10年完工，目前已投入试运行，开始大规模航运。过往船只可通过上下游引航道、三级“超级电梯”和两段中间渠道实现“翻坝”。图为构皮滩水电站大坝及通航工程全景。  (构皮滩通航管理处供图)

百米高空之上，崇山峻岭之中，一艘满载货物的船只正“悬空”通过一座高架桥……

连日来，这样一段“船在天上行”的视频走红网络，让不少网友直呼“震撼”“壮观”，感慨“小时候想象的未来场景在一步步实现”。

记者了解到，如今，船只通过贵州遵义境内的乌江构皮滩水电站，都会“走”过这么一段不寻常的路，呈现出一幅“水往高处走，船在天上行”的神奇景观。由此，断航近20年的乌江水运全线恢复通航。

那么，这一神奇景象是如何造就的，水怎么往高处走，船如何实现在天上行?这背后又有哪些科技密码?记者带您走近构皮滩水电站通航工程。

1 三级“超级电梯”，船只成功跨越200多米高坝

232.5米!

如果是一栋高楼，约有80层。人们乘坐电梯，从一层直达顶层最快只需数十秒钟。

但如果是一条河流的上下游落差，船只想要通过就没有那么容易了。

232.5米，正是构皮滩水电站大坝的高度。方便快捷地从这里通航，是乌江流域诸多水运人多年来梦寐以求的事情。

怎么办?我国工程建设者们给出的答案是——让轮船也“乘电梯”。

据了解，乌江，是长江上游南岸最大的支流、贵州第一大河，又被称为贵州的“母亲河”，流域内矿产资源丰富，是名副其实的“黄金水道”。与此同时，因其流量充沛等，也是我国水电资源的一大富矿、“西电东送”的良好电源点。

乌江上建起梯级水电站。其中，构皮滩水电站是国家“十五”计划重点工程，也是贵州省实施国家“西电东送”战略的标志性工程，贵州省已建成的最大水电站，2009年投产发电。水电站高达232.5米的大坝使上下游形成了巨大的落差，用水运人的话说，“船只想要通过，比‘登天’还难”。

历时近10年，由中国华电、中国电建等中央企业在崇山峻岭之间架桥开路，联合打造了又一基建奇迹——构皮滩水电站通航工程，让船只跨越200多米大坝成为可能，断航近20年的乌江水运也由此全线复航。

“随着前不久《贵州乌江构皮滩水电站通航建筑物试运行方案》发布，构皮滩通航建筑物正式进入试运行阶段。”贵州省航务管理局有关负责同志告诉记者，最大载重500吨的船舶乘坐三级“超级电梯”上上下下、穿洞过桥，便可通过构皮滩水电站。

据介绍，构皮滩水电站通航工程由上下游引航道、三级“超级电梯”和中间渠道等建筑物组成，线路总长2306米。其中，最关键的就是三级“超级电梯”，利用卷扬机作为主提升设备，可实现船只在航道内的多次升降。

“超级电梯”，在业内被称为升船机，也叫举船机，是利用机械装置升降船舶，以克服航道上水位落差的通航设施。事实上，“轮船坐电梯”在我国早已不是新鲜事。

三峡升船机通航工程耗时六年，所使用的升船机最大提升高度为113米，约40层楼高，是当时世界上规模最大、技术最复杂、运行维护难度最高的全平衡式垂直升船机。与通过三峡五级船闸“爬楼梯”耗时三四个小时相比，船舶通过“坐电梯”完成“翻坝”，全程只需不到1小时。

景洪水电站升船机则是我国原创并具有完全自主知识产权、也是世界上首座水力式升船机，其建成通航打通了澜沧江-湄公河水运主通道。

……

新中国成立后，随着大江、大河上水利枢纽的建设，我国成为在大、中型水利枢纽上修建升船机最多的国家，从中外联合到独立自主、从引进到原创，世界纪录一次次被刷新。

2 创多项世界纪录，被誉为“升船机博物馆”

“升船机博物馆”“悬在空中的水运通道”，这是业界专家对构皮滩水电站通航工程的评价。由此足以见得该工程在业内的重要地位。

据介绍，构皮滩水电站通航工程共创造6项世界纪录，是名副其实的“超级工程”。

“这是世界上首座采用三级升船机方案的通航建筑物，拥有世界上单级提升高度最大的垂直升船机和世界上规模最大、提升力最大的下水式升船机。”谈及构皮滩水电站通航工程所创造的世界纪录，中国华电构皮滩发电厂工程管理部副主任马要坡如数家珍。

不仅如此，该工程还是世界上通航水头最高、水位变幅最大的通航建筑物，并拥有世界上规模最大的通航渡槽。同时，还在国内首次采用隧洞穿越山体的通航建筑物方案。

据介绍，从上游至下游，第一至三级升船机依次而建。船只下行过闸，首先要进入上游引航道，驶入第一级升船机承船厢，上行进入第一级中间渠道;穿过400多米长的隧洞后，在位于半山腰的渡槽中驶向第二级升船机;进入第二级升船机承船厢，下行进入“高架桥”——第二级中间渠道，驶向第三级升船机;进入第三级升船机承船厢，继续下行，驶入下游引航道。

第一至三级升船机最大提升高度分别为47米、127米、79米。其中，第一、三级分别连接上下游，采用船厢下水式垂直升船机，第二级采用全平衡式垂直升船机。

第二级升船机127米的提升高度，创造了世界上单级提升高度最大的纪录，比三峡升船机提升高度增加了14米。

“虽然只增加了14米，但施工难度却非常大。”据构皮滩水电站通航工程有关技术人员介绍，为使升船机有足够的提升空间，建筑物的高度通常要高于最大提升高度。第二级升船机可提升127米，其建筑物高度则达170多米，“对混凝土连续浇筑、起升设备打造、大件设备吊装、电气控制技术等，都是巨大的挑战。”

第一、三级采用的船厢下水式垂直升船机，则是世界上规模最大、提升力最大的下水式升船机。

“规模最大是指单级主提升设备规模在升船机行业属最大。”马要坡解释说，其主提升机减速器单台重量就超过120吨，远大于已建升船机减速器规模。如此规模的减速器在第一、三级分别布置了8个，除此之外还有卷筒等“大件”。第一、三级主提升系统“大件”的总重约为5440吨。

与此同时，因需克服水的张力，第一、三级升船机最大提升力达18000千牛，为下水式升船机行业提升力最大。“相当于可提升1800吨的重物。”马要坡告诉记者。

渡槽也是该工程中不得不提的一个重要组成部分。在三级升船机之间，采用了两级中间渠道进行连接，即渡槽。

“长、高、深。”马要坡用这三个字来概括构皮滩水电站通航工程的渡槽。

据他介绍，在总长2306米的通航工程中，渡槽占了近一半，渡槽支墩最高达100多米，每级渡槽水深3米。因此成就了其世界上规模最大通航渡槽的地位。

“当船只在中间渡槽航行时，仿佛架空于高达100多米的‘高架桥’。”构皮滩通航管理处通航管理科负责人蒋仕波告诉记者，因第一级中间渠道水位高于大坝上游航道水位，第二级中间渠道水位高于大坝下游航道水位，会呈现出“水往高处走，船在天上行”的神奇景观。

3 从一两天到一两个小时，通航效率效益双提升

2021年12月30日上午，满载磷矿石的航电606船顺利从构皮滩水电站过闸驶向乌江下游，船主吴先生体验了一次“船在天上行”的震撼。

安全、有序、便捷，是吴先生对构皮滩水电站通航工程的直观感受。这一感受背后，离不开科技的支撑。

据介绍，不仅是通航工程建设背后隐藏着不少科技密码，在通航管理方面也是科技感满满。

2021年10月，“乌江智慧通航管理平台(一期)建设项目”投用，搭建起一个统一报到、统一调度、统一发布、统一管理的智能化通航调度平台，旨在提高通航效率。

吴先生在通过构皮滩水电站前两天，便通过APP填写了过闸申报计划。构皮滩通航管理处工作人员甘某在平台接收到吴先生的申报计划后，审核航电606有关资料，联系联合试运行的运维单位，根据升船机工况、上下游水位稳定时间等，确定该船只可在2021年12月30日9时至11时过闸，并通过联合调度系统将有关情况反馈给吴先生。

12月30日上午8时50分，航电606抵达上游升船机待泊区。经安检后，在现场广播提示和现场交通信号灯指挥下，吴先生驾驶航电606驶向第一级升船机……

航电606走完全程顺利过闸，用时2小时20分钟。有船主表示，这在构皮滩水电站通航工程试运行前“想都不敢想”。

记者了解到，在构皮滩水电站通航工程试运行前，航道被大坝阻断，船舶只能通过公路水路周转“翻坝”。

“通航前，若想将货物从上游运至下游，要先在上游樱桃井码头上岸，通过17公里的中间连接公路，周转到下游沙湾码头，全程约需1到2天。”一船主告诉记者，而现在构皮滩水电站通航工程试运行后，只需一两个小时，不仅节省了运输时间，还大幅度降低了航运成本。

截至2021年12月31日，构皮滩水电站通航设施共计通过船舶58艘次，其中上行37艘次，下行21艘次。

指挥船舶进厢、协助系缆解缆、集控操作过船、传达调度指令、进行安全监护……每一艘船舶过闸，构皮滩通航管理处工作人员都没有闲着。“我们项目部也在配合调试单位进行设备消缺及优化工作。”中国水利水电第八工程局有限公司构皮滩升船机项目经理刘川告诉记者，“希望通航工程以最好的姿态正式投运。”

据贵州省航务管理局有关负责同志介绍，正式运行后，船舶通航时间有望继续缩短。他算了这样一笔账，届时，一艘500吨级的货船从贵州开阳渡至重庆涪陵，可实现一船直达，较原来的“公水联运”方式“翻坝”，运输成本上或可节约2万至2.5万元，“‘黄金水道’通江达海，将实现效率效益双提升”。

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升船机的应用解决了众多大型水电工程的通航难题，为我国大江大河发展航运事业、促进经济往来提供了便利。我国工程建设者们建造了一个又一个超级工程，让天堑变通途。以下是几个典型的“升船机”工程：

三峡升船机

三峡升船机由上游引航道、上闸首、船厢室段、下闸首和下游引航道组成，全线总长约5000米，船厢室段塔柱建筑高度146米，承船厢长132米、宽23.4米、高10米，过船规模为3000吨级(排水量)，是世界上规模最大、技术和施工难度系数最高的升船机，最大提升高度113米，提升总重量1.55万吨。克服了世界级工程难题，与三峡船闸联合运行，实现“小船坐电梯，大船爬楼梯”。

景洪升船机

这是世界上首座水力式升船机，具有自主知识产权的中国原创升船机。其最大提升高度为66.86米，过船吨位500吨，升降时间全程约17分钟，年货运量124.5万吨。该升船机以水能提升动力，通过输水管道对竖井充泄水，驱动浮筒的升降，带动承船厢升降运行，即输水管道对竖井充水时，竖井中的浮筒升起，驱动承船厢从水库水位下降至下游水位;反之，输水管道泄水时，竖井中的浮筒下降，承船厢从下游水位升至水库水位，从而实现船舶在景洪电站高达近68米落差间的通行。

向家坝升船机

向家坝升船机坐落于金沙江向家坝水电站左岸，采用齿轮齿条爬升螺母柱保安型式，其最大提升高度114.2米，提升重量约8150吨。主要由上游引航道、上闸首、船厢室段、下闸首和下游引航道五部分组成，全长约1530米，全部设计均由我国独立自主完成。