最后的谜底是“安全”

近日，三峡工程的收官之作——三峡升船机启动试通航。这座世界上最大的升船机，初步设计于1993年通过审查，基于安全可靠性的考虑，1995年5月国务院三峡建委决定缓建三峡升船机，重新进行方案比选及论证设计。8年后，三峡建委同意三峡升船机齿轮齿条爬升方案，经历缓建-复建的三峡升船机项目，成为了三峡工程的“最后谜底”。

决策：建还是不建，“安全”两字说了算

但当三峡升船机遇到巨大的技术困难时，出现了一个可能全盘否定升船机的质疑：是否有必要花这么大精力实施三峡升船机项目？的确，在大家为选型争论不休的时候，三峡工程一期、二期工程正高效率地进行着，而本应同步进行的三峡升船机项目，却连机型选型都拍不了板，在一些专家中，认为双线五级船闸已能保障通航需求，不如放弃升船机建设的声音出现了。

杨清认为这种质疑的出现，表明很多人对于建设升船机的目的和意义出现了偏差，这种偏差时至今日也还存在。作为三峡河段主要过坝手段的双线五级船闸，其双向饱和通过量可达每年一亿吨。而3000吨级的三峡升船机，预估年通过量1800万吨。仅从有限提升运力角度来讲，承担这么大的设计施工难度是不值得的。

“三峡升船机项目的设立初衷，就是为了让客船和特种船舶与其他普通过坝物资分流，进一步提升过坝人员物资和枢纽自身的安全。”杨清进一步解释，“三峡工程设计阶段，船闸设计年通过量远远大于当时的现实，设计单位是没有必要考虑提升通过量，而再安排升船机项目的。”

船闸闸室消防安全是航运界一个国际难题，为了确保三峡船闸消防安全，三峡双线五级船闸的闸门和闸室两侧都布置了大量的消防设施。三峡工程运行单位和消防单位也配备了大量的消防、救生专业装备和特种车辆。每年，三峡枢纽管理局都会组织消防、卫生、公安等各种力量，进行反恐、消防、救生等演练。在这样严密的安全管理下，三峡船闸安全运行十余年。

但无疑，若能实现客船、特种船舶分流到升船机，会大大降低三峡双线五级船闸这个过坝大通道的安全风险系数。毕竟，升船机承船厢里的消防难度要远低于船闸，人员逃生也较船闸更容易。

理性的说服，逐步使要求放弃升船机建设的声音小了。但争论并没有结束，另一个问题，也就是造成三峡升船机缓建的主要问题——三峡升船机选型问题，各方争论调门依然很高。

选型：为了“安全”，比利时人投了对手一票

在初始设计方案中，三峡升船机是全平衡钢丝绳卷扬提升式垂直升船机，这是国际上比较主流的升船机方案之一。上世纪七、八十年代，长江委进行三峡升船机设计工作时，参考的是当时世界提升高度最大的升船机——过船吨位1350-2000吨、提升高度73米的比利时斯特勒比升船机。

钢丝绳卷扬提升方案，原理类似楼宇内的电梯，利用卷扬机绞动钢丝绳，提拉承船厢实现上升和下降。但与电梯不同的是，承船厢远大于电梯轿厢，只靠一组钢丝绳和卷扬机既提升不动，也无法保持承船厢平衡。因此，三峡升船机原设计里是用8台卷扬机，将提升设备均匀布置在相应的位置。

单点提升，会有平衡问题，但是多点提升，必须确保8台卷扬机提升速率同步，否则，还是会有平衡问题。三峡升船机规模远远超过斯特勒比升船机，总提升量超过一万吨，最大提升高度113米。可以想见，船进入巨大的承船厢后，承船厢要保持重心平衡，使8组钢丝绳受力均匀，从而保证提升速率一致，是非常困难的。

“事实证明了这一点，”杨清说，“钢丝绳卷扬提升方案进行了两次试验，结果都是承船厢倾覆。”

试验里的情况，是绝不能出现在三峡升船机运行中的。当时坚持原设计方案的专家，还是认为钢丝绳卷扬提升的方案是最合适三峡的成熟方案，可以在设计上进行优化完善，以提升安全性。但作为业主单位的三峡集团，开始质疑钢丝绳卷扬提升方案，并寻求其他解决之道。

从1999年开始，杨清多次奔赴欧洲考察各升船机项目。这一阶段，从安全性考虑，三峡集团倾向于采用齿轮齿条爬升及短螺杆长螺母柱安全保障系统方案（简称齿轮齿条爬升方案）替代原有的钢丝绳卷扬方案。齿轮齿条爬升方案的代表作是德国的尼德芬诺升船机，这座1934年建设的升船机，将现代升船机带入一个提升吨位大、提升高度高的新时代。

据介绍，齿轮齿条爬升方案利用对称安装在承船厢两侧的齿轮与安装在承船厢室两侧塔柱壁上的齿条相互啮合,电动机经减速箱带动齿轮旋转，通过齿轮和齿条的啮合作用带动承船厢升降。安全装置采用螺旋锁定装置，就是利用对称安装的旋转螺母与保安螺杆相旋合。当承船厢产生较大的不平衡力时，驱动装置停止运转，由于螺旋的自锁作用,承船厢被锁定在保安螺杆上。所以，当齿轮齿条爬升式升船机在升降过程中发生事故时，驱动机构可自动停机，随后安全机构发生作用，船厢被锁定在螺母柱上。在业界，齿轮齿条爬升式升船机被认为是比较安全的升船机形式。

齿轮齿条爬升方案可以在承船厢出现不平衡载荷时自锁，自动确保安全，克服钢丝绳卷扬方案中承船厢可能因不平衡力倾覆的问题，显然在安全性上更有保障。但怎么说服坚持原方案的设计专家，杨清还需要权威的专家为“齿轮齿条方案更适合三峡”这一观点提供有力的支持。

这个人居然是斯特勒比升船机的总工程师！对！就是钢丝绳卷扬方案的代表——斯特勒比升船机的总工程师！杨清专门找到这位老工程师，他当时对中国人迟迟下不定决心使用自己的升船机方案充满抱怨。杨清向他讲述了三峡升船机面临的使用环境与斯特勒比所处的中心运河的巨大差异。对方意识到，在适应上下游水位大变幅、确保超大尺寸和超大吨位承船厢的平衡安全等问题上，钢丝绳卷扬方案确实没有办法能做到。老工程师甚至承认，斯特勒比升船机承船厢也是不平衡的，斯特勒比的这种不平衡扩大到三峡升船机这么大的承船厢上，确实存在安全隐患。这位比利时专家说：“我推荐德国尼德芬诺升船机的齿条齿轮爬升方案，这个更适合三峡。”

经过对方同意，杨清将两人对话录了音。回国后，在三峡升船机定型讨论会双方又一次吵得不可开交时，作为会议主持人不便发言的杨清，为了化解定型僵局，播放了这段录音。当三峡升船机的设计方听到自己设计对标对象的总工程师也认同齿轮齿条爬升方案，感性的坚持逐步退却，设计师们科学理性地接受了三峡集团的方案。

建设：“安全”的产物，自身更需安全

有些情况，大与小只是量的差别，比如建两层的楼房和建三层的楼房，只是用工用料不同；而有的情况，大与小则是质的不同，比如盖五层楼房和盖摩天大厦，整个建筑结构、材料应用都不一样。而三峡升船机和已有的升船机之间的区别，就类似后者，甚至更甚于后者。

说类似，是因为三峡升船机较之比其小的升船机而言，绝不是模型放大这么简单，设计、材料、建设等方面技术都是全新的。说有甚于，是因为三峡升船机因为太大，在建设中连可供参考的基本标准都没有，没有标准，又怎么设计、制造、安装、施工？

没标准，那就由自己立“规矩”。虽然大家相信三峡集团不会在立规矩上给自己放水，但杨清和他的团队给自己立下的规矩之严苛，还是把参与升船机建设的所有人，乃至业界惊呆了。

在此，我们不便列举繁杂的、具体的各个细项标准，只展示三峡升船机项目设计、施工的几个大原则。

原则一：力求“零事故”，任何特殊情况都能正常运行

这一原则确立出来，有人叫苦不迭，也有人认为升船机部太狂妄。所谓任何特殊情况，用杨清的话来说，就是无论地震、火灾、断电、洪水任何情况，三峡升船机都绝不因本身原因造成人员被困或受到伤害。

杨清说，制定这种很“绝对”的原则，并不是简单的高标准严要求，更不是狂妄自大感情用事。回顾三峡升船机建设动因，就是在船闸之外开辟旅客、特种船舶过闸通道。简单来说，三峡升船机除了通航设施的身份，还是一个安全设施。一个安全设施在特殊情况下的运用是不能加任何条件限制的。

如果升船机在运行中自身安全都保障不了，就承担不起载人船舶的过坝职责，发挥不了极端情况下船闸停航长江航运应急通道的作用，那么三峡工程在船闸之外兴建升船机的意义就不存在了。

基于这一原则，杨清定下了“首稳千闸次”的标准，即在升船机试通航后，确保持续稳定过船1000闸次，视为质量合格。这一标准，参照的正是他在三峡机组定下的“首稳百日”（机组持续稳定运行100天）标准。

“一些国家的能源方面官员问我，现在很多机组供货商都在机组合同中标明首稳百日，这是什么意思？”杨清说，“今天，我们在三峡机组上确立的标准，已经成为国际标准，成为国际机电厂商标榜自己产品质量的标准，我相信首稳千闸次也会成为相关行业的国际标准。”

而杨清说这句话的背景，是国内外大量升船机因为运行故障而长期停运的现实。

原则二：不成熟的技术不用

要建前所未有的工程，没有创新是不可能的，但杨清却强调，三峡升船机绝不用不成熟的技术。

“三峡升船机的齿轮、齿条等很多零件，比同型升船机大的多，德国厂商都无法加工，或者加工出来出现裂纹等瑕疵。这还是当年升船机项目众多问题的一个，你说我们不创新怎么行？”杨清说，“但我们还是立下绝不使用不成熟技术的原则，这是有原因的。”

现代社会中，任何技术上的问题都可以寻找到来自国内外众多团队的各种解决、支持方案。但是这些方案中，大多数是“纸上方案”，并未在实践中得到检验。真正可采用的成熟方案不多，甚至很多需要自己实践。

三峡升船机事关长江的通航安全，是三峡工程这一中华民族百年梦想的组成部分，杨清和升船机部不敢也不能将三峡升船机变成国内外新生技术的试验场。

“我们首先引进吸收国外升船机的成熟技术，在结合三峡升船机的要求，通过不断科研，培育新技术，进行再创新，在设计水平、制造工艺、建设标准等方面不断地提升，逐步达到三峡升船机的要求。”杨清说，“任何一个技术，我们先考虑它是否成熟，即安全性，再通过科研试验，进行创新，提高其可行性和可靠性。作为谁也没干过，谁也没把握的工作，三峡升船机的创新只有这样，我们才放心。”

原则三：用“绿色标准”控制安全

承船厢必须滴水不漏不长青苔，设备运行噪声不能超过90分贝……三峡升船机在环境和噪音等方面，发展出一些自己独有的绿色标准。

其实，升船机的承船厢并非不能漏水，事实上，国内外的各种升船机都不同程度漏水，其中有一些漏的情形“挺惊人”。但这些升船机中的大部分也正常运行着。另外，升船机噪声长期以来也不太惹人注意，毕竟这么大的机电设备，噪音大些也没有什么特别的。

“漏水说明有缺陷，缺陷影响可能随着持续运行越来越大，最后造成故障，而任何情况下都能正常运行的原则又要求我们施工、运行中不能有任何一个临时措施进行补救。”杨清说，“所以只能从源头要求承船厢滴水不漏，不留任何隐患。”

同样，噪音过大在杨清看来可能就是设备出现问题的表征，另外，噪音本身也是一种能量，这种能量若长期存在，也会对升船机这一庞大的精密设备造成损害。

环境生态的要求，在三峡升船机这里与工程质量要求和谐结合在一起，提升着升船机的安全性与可靠性。