江南造船廠包攬全球一半萬噸巨輪 造船能力世界第一

經授權轉載

長興造船基地位於長興島的南岸，於2003年開建。它佔地岸線長達8公里，寬1000米，最深處達到22米，可以停靠30萬噸級輪船。它每年可生產總噸位800萬噸的艦船，相當於120艘遼寧號航空母艦。

這裡共有七座特大型干船塢，其中的四號船塢深14.1米，是中國最深的軟土船塢，未來可以建造10萬噸級的核動力航空母艦。除此之外，基地還配備了7台600噸以上的龍門吊，9座舾裝碼頭和2座材料碼頭，無論是30萬噸重的超大型郵輪，17.5萬噸的散貨船，7000標準集裝箱的大型集裝箱船，大型液化天然氣船，還是海上石油鑽井平台、超大型豪華游輪，甚至002級彈射航母，在長興島，這些世界最高標準的船舶平均每周可以下水一艘。

據中新網援引工信部網站消息，2016年，在全世界船隻訂單較去年同期暴跌70%的行業嚴冬中，中國造船業卻甩掉韓國和日本成為全球第一，從衡量造船業整體發展的造船完工量、新接訂單量、手持訂單量這3大世界造船指標來看，2016年中國新接訂單量、手持訂單量分別佔世界市場份額的65.2%和43.9%，皆位居全球第一；造船完工量部分則以35.6%，排行全球市場第二位。

這真的是在「像生產香腸一樣生產巨輪」啊！

之所以選擇長興島作為造船基地，主要是因為它的天賦。長興島南岸有59公里常年不淤、不積、不凍的深水岸線，這在以沙土地質為主的上海灘附近頗為難得，這種天然的不易淤積的深港是造船廠的好胚子。

（長興島特殊的地理位置使得它的南岸常年不淤、不積、不凍，天賦異稟）

不過，良好的深水岸線同時也意味著水流湍急，施工不易展開，加之長江口處風浪大，施工又處於孤島之上，這都對工程帶來了挑戰。而造船基地的工程規模龐大，建設周期緊，目標起點高，在世界上都無先例可循。為此，設計人員精心研究，革新了傳統設計方法，採用了多種創新技術，其中大部分技術都是圍繞著造船廠的核心——船塢開展的。

（二）船塢的核心科技：大型水上基坑

船塢是造船廠的核心。它是一種用於修造船舶的水工建築物，主體位於水面以下。

造船時，船舶先在船塢內修好，再放水進來將船浮起，打開船閘，將船放出；修船的過程則正好相反，將船引入船塢，再關閉船閘將水排凈，人員進入船塢中進行修理。

建設船塢，意味著要挖一個位於水位以下半水半陸的基坑，與陸上基坑周邊是靜止不動且時刻平衡的土體不同，這種水上基坑面對的是一直變動的水位，而且還會不斷地受到波浪、漲落潮的影響，周邊所受到的壓力是不均衡的。在半水半陸的位置上開挖，一面是穩定的土體，一面是變化的水，結構整體上本身就有一個「向下滑」的趨勢。可見，對於這樣的水上基坑工程，最大的難點在於圍護體系的完整，以維持開挖段的穩定。

（一處典型的船塢是一個一面開敞的基坑）

1、軟土上建船塢，先修塢口「大鐵門」，

在以往，水上基坑通常是使用大圍堰包圍大開挖的方式施工。但由於長興島屬於軟土地基，加之長江口水文環境惡劣，採用這種方式施工效率太低。故而，施工方創新性地採用了水上鋼板樁維護，先修塢口的「大鐵門」。接下來，再利用塢門擋水，對後方塢室、水泵房等進行干施工。

這種方案的技術難度高，對施工和設計計算要求精密，但造價相對較低，並且顯著縮短工期。

（船塢的閘首「大鐵門」）

2、造十萬噸大船的船塢，鋼圍堰要分段加固和施工

長興造船基地造的都是十萬噸的大船，故而船塢的體積驚人。在它的大門口修這樣一座鋼圍堰，長度達到了280米，擋水高度達到了20米。在這個尺度下，一米粗的鋼樁立在那裡就像是一根鉛筆，讓人看著都「懸」。

工程中有一個常識，圍堰所要承受的負擔與圍堰的長度成平方關係。可見，水對圍堰的單向壓力巨大，並且每個施工階段、每種工況都有不同。為此，工程師們利用ANSYS、ABAQUS等有限元技術對各個施工階段進行了模擬模擬、數值分析，並制定了相應的對策。例如，在嚴格計算下，對擋水圍堰進行分段加固，每隔47米設置一道橫隔牆，在平面上形成了若干個隔倉。對於修建中的圍堰在圍堰合攏後，不僅不能急著開挖，還要向圍堰內吹填細砂，以便對後續抽水中的基坑進行地基加固。

在開挖階段，也必須嚴格按照塢口底板分塊的尺度進行分段、分層開挖。每一分塊的土方按照每層厚度不大於2米開挖，並且只有完全挖完了一塊、塢口底板澆築完成，才能去開挖下一塊。在開挖掉塢內軟弱泥沙的過程中，還需要不斷地使用碎石進行回填，以對圍堰形成支撐作用。

3、船塢深度前無古人，首創格型地下牆結構承壓

一般的大型船塢有效深度在12米左右，而長興造船基地的一處深船塢有效深度達到了17.7米。如此前無古人的深度，配合長興島特有的軟弱土層，使得其塢牆的結構發生了質變，無法採用常規的前板強拉杆錨碇結構或高樁承台結構。

工程師們通過有限元分析，並結合大量的節點模型試驗，在塢牆的設計上進行了突破，採用格型地下連續牆結構並利用地下牆作為吊車荷載的承重結構，採用十字型格形地下牆作為塢門荷載承重結構。這些設計在全世界都尚屬首次。

除此之外，閘首高壓旋噴成牆、大型鋼浮箱閘首結構等都是全新的設計方案。這些複雜的施工工藝讓長興島造船基地的成功很難被模仿。

（長興島造船基地）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！