陳社,王銳鋒,延芳超,張宏雷,李漢林
(長江三峽通航管理局,湖北 宜昌 443000)
三峽船閘自2003年投入運行以來通過量逐年增加,2021 年通過量已高達14644 萬噸,超過其設(shè)計通過能力的46%[1]。隨著三峽船閘常年超負荷運行,維持三峽船閘高通過量與其設(shè)備故障之間的矛盾也日益突出。實現(xiàn)高通過能力是三峽船閘在內(nèi)河航運中“用好”的重要體現(xiàn),進一步“管好”三峽船閘才能促使其在內(nèi)河航運中發(fā)揮更重要的作用[2]。協(xié)調(diào)檢修與運行之間的關(guān)系是未來三峽船閘需要面臨和解決的主要難題。減少因故障、檢修等因素造成的停航不僅需要先進的檢修技術(shù),更需要科學的組織和管理,解決三峽船閘“用好”和“管好”兩大問題,對長江航運的快速發(fā)展意義重大[3]。
隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展,長江黃金水道的作用更加凸顯,過閘需求與過閘能力之間的矛盾日益突出[3],為了緩解過閘壓力,三峽船閘盡可能壓縮停航時間,提高通航率。圖1 為三峽船閘2016—2020 年的通航率,由圖可以看出三峽船閘雙線通航率普遍維持在94%—98%。2017 年三峽北線船閘因計劃性停航檢修停航40天,2018 年三峽南線船閘因計劃性停航檢修停航33 天,這使得其當年通航率分別降至86.95%和86.55%。三峽船閘通航時間遠超設(shè)計通航率84.13%。
圖1 三峽船閘2016—2020 年通航率
三峽船閘常年維持在高通航率,對船閘設(shè)備及技術(shù)人員帶來了巨大壓力。表1 為三峽船閘2016 至2020 年保養(yǎng)和故障停航時間,由圖可以看出三峽船閘用于保養(yǎng)檢修的停航時間逐年增加,因故障導致的停航時間基本未增長。由此可見增加設(shè)備保養(yǎng)時間能有效應(yīng)對設(shè)備設(shè)施可能出現(xiàn)的故障,降低因設(shè)備故障造成停航、斷航的風險,保障三峽船閘持續(xù)安全、高效運行。
1.2.1 不停航檢修
日常的不停航檢修是保障三峽船閘高通航率的重要手段。三峽船閘運行條件不僅受外在因素影響還受設(shè)備狀態(tài)制約:人字門金屬結(jié)構(gòu)及其液壓系統(tǒng)是運行的必要條件,24 扇人字門及其液壓啟閉機中任一出現(xiàn)故障便無法滿足運行條件;三峽船閘采用雙邊輸水方式,任一反弧門及其液壓啟閉機出現(xiàn)故障可采用單邊輸水的模式繼續(xù)運行;三峽船閘還有眾多輔助運行設(shè)備如防撞警戒裝置[4-5]、通航信號燈、浮式系船柱[6]等,此類設(shè)備出現(xiàn)故障時可臨時切除,對船閘通航不構(gòu)成阻礙。
不停航檢修是指在船閘運行中或運行間隙對設(shè)備進行檢修。檢修過程伴隨著交叉作業(yè)的安全風險,但為了壓縮船閘停航檢修的時長,保持船閘高通航率,部分檢修項目將采用不停航檢修完成。
1.2.2 單線停航檢修
對于檢修工期長、對通航影響較大的項目一般安排在單線停航檢修時進行,如水工建筑修補、液壓油缸更換、人字門反弧門止水更換、人字門金屬結(jié)構(gòu)調(diào)整等。單線停航檢修又分為月度停航檢修和計劃性停航檢修。三峽船閘每月對其中一線船閘進行計劃性停航檢修,雙線交替進行,每次停航時長約為7—12 小時。除此之外,每線船閘間隔2—3 年進行一次計劃性停航檢修,雙線交替進行,停航時長約為20—40 天[7]。計劃性停航檢修期間,另一線船閘保持正常通航,并定期換向運行。
為了降低設(shè)備檢修對船閘通航的影響,三峽船閘通過技術(shù)革新不斷探索快速檢修、應(yīng)急檢修,然而實現(xiàn)這一目標不僅需要技術(shù)支持,還要有科學的組織方式和方法[8-10]。近年來,三峽船閘將不停航檢修組織方式細致化、規(guī)范化,這不僅降低不停航檢修過程中施工與船閘運行雙方的安全風險,還減少了對船閘運行的影響。
三峽船閘不停航檢修的控制過程如圖2 所示:①施工單位根據(jù)項目內(nèi)容向船閘施工負責人申請施工許可;②船閘施工負責人向施工單位簽發(fā)工作票;③施工單位到達現(xiàn)場后向運行主管申請施工許可;④運行主管根據(jù)施工內(nèi)容安排巡檢人員至現(xiàn)場監(jiān)護和配合施工,并通知船閘集控施工位置與施工內(nèi)容;⑤巡檢人員到達現(xiàn)場后把控施工時機向船閘集控申請施工許可;⑥船閘集控根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)及船舶位置判斷是否滿足施工條件,巡檢人員在得到船閘集控肯定答復后通知施工單位開始施工;⑦船閘集控根據(jù)施工對船閘運行的影響程度判斷是否通知通航指揮中心延遲發(fā)航后續(xù)閘次;⑧通航指揮中心根據(jù)船閘集控反應(yīng)情況調(diào)整后續(xù)閘次計劃時間;⑨施工單位完成階段性施工內(nèi)容后通知巡檢人員,巡檢人員通知船閘集控恢復正常運行。
圖2 三峽船閘不停航檢修控制流程圖
該控制過程的優(yōu)勢在于:能更好地把握檢修時機(大多檢修工作可選在船舶移泊間隙完成),降低檢修對通航的影響;檢修工作進程能及時反饋至船閘集控,便于集控人員判斷是否滿足設(shè)備運行條件,降低交叉作業(yè)帶來的安全風險;集控人員根據(jù)檢修情況及時聯(lián)系通航指揮中心調(diào)整閘次計劃時間,防止因過閘計劃延遲導致待閘船舶阻塞航道;確保施工單位在不熟悉船閘運行工藝的情況下安全施工;減少危險品船舶過閘安全隱患。
三峽船閘月度停航檢修由三峽船閘運管單位組織開展,采用責任區(qū)負責制(見圖3),由停航檢修總指揮下發(fā)各閘首停航檢修任務(wù),各閘首責任人聽從檢修船閘集控指令進行相關(guān)充泄水操作,并對各閘首檢修負責。另外各閘首還會指派相應(yīng)的技術(shù)負責人處理應(yīng)急故障,并對本次檢修項目進行驗收。在月度停航檢修期間,另一線船閘保持正常通航,不受停航檢修影響。
圖3 三峽船閘月度停航檢修與運行關(guān)系圖
三峽船閘計劃性停航檢修往往選在枯水期(2-3 月)進行,旨在減少因計劃性停航檢修導致的積壓船舶數(shù)量[7]。計劃性停航檢修期間,對檢修船閘實施封閉管理。檢修工作由停航檢修指揮部統(tǒng)籌安排,多家單位共同參與,組織關(guān)系圖如圖4 所示。各施工單位根據(jù)工作計劃向三峽船閘運管單位停航檢修組提出動機申請,三峽船閘運管單位停航檢修組簽發(fā)動機票,檢修動機組配合各施工單位完成相應(yīng)檢修工作,檢修過程及檢修成果受監(jiān)理單位監(jiān)管。計劃性停航檢修期間,另一線船閘的通航工作依舊由三峽船閘運管單位主持,并通過換向調(diào)整上下游積壓船舶數(shù)量。
圖4 三峽船閘計劃性停航檢修與運行關(guān)系圖
這兩種單線停航檢修模式的優(yōu)勢在于:檢修與運行劃分清晰,不存在檢修與通航交叉作業(yè)的風險;兩種檢修模式都形成了閉環(huán)管理,不僅能確保檢修工作高效進行,還可以保障檢修質(zhì)量;涉及設(shè)備動機的施工均由三峽船閘運管單位相關(guān)人員完成,減少設(shè)備誤操作帶來的安全風險;根據(jù)“一事一票”原則配合施工檢修,能有效防止多施工單位交叉作業(yè)帶來的安全風險。
三峽船閘通過優(yōu)化檢修與運行的組織關(guān)系,降低檢修對通航的影響,保障三峽船閘高通航率。三峽船閘通航率普遍維持在94%—98%,合理增加保養(yǎng)停航時間能有效應(yīng)對過閘需求對船閘設(shè)備造成的壓力。不停航檢修存在交叉作業(yè)安全風險,三峽船閘通過對不停航檢修期間各崗位工作內(nèi)容規(guī)范化,將指揮、集控、巡檢、施工緊密聯(lián)系,有效降低安全風險,減少檢修對船閘運行的影響。對于停航檢修,三峽船閘采用區(qū)分管理,對檢修船閘封閉管理,保障通航船閘正常運行,避免過閘船舶與檢修施工交叉作業(yè),從而降低了船舶和施工單位的安全隱患??茖W協(xié)調(diào)檢修與運行之間的關(guān)系,能進一步發(fā)揮三峽船閘在“黃金水道”中的重要作用。