／原國務院重大技術(shù)裝備辦公室副主任、原國務院三峽工程建設委員會辦公室局級專員 董必欽／

科技治水 利國利民 初心不改 進無止境
——我國南水北調(diào)工程建設中重大技術(shù)裝備自主化回顧

／原國務院重大技術(shù)裝備辦公室副主任、原國務院三峽工程建設委員會辦公室局級專員 董必欽／

要從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利和持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變，科學治理我國水利建設中洪澇災害，資源短缺和生態(tài)惡化三大難題，優(yōu)化水資源治理與配置，已成為21世紀我國發(fā)展的頭等重要任務。

21世紀以來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和綜合國力不斷提升，高新技術(shù)和重大技術(shù)裝備被廣泛應用。水利重點工程建設與重大技術(shù)裝備也得到了前所未有的發(fā)展，可以概括為“規(guī)模大、數(shù)量多、應用廣”。

1993～1999年，我參與了三峽水利水電工程建設及相關(guān)重大技術(shù)裝備自主化、國產(chǎn)化的工作，這段經(jīng)歷使我對國家水資源的治理和利用一直十分關(guān)注，往事如煙，歷歷在目。

1999年末，從三建委退休，我受國家經(jīng)貿(mào)委的邀請，以專家顧問的身份參與了 “十五”國家經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃策劃，參與經(jīng)貿(mào)委科技與裝備司有關(guān)重大技術(shù)裝備的“十五”發(fā)展規(guī)劃制定。該計劃過去主要支持能源、交通、原材料等領(lǐng)域的大型成套重大技術(shù)裝備。水利部為滿足我國水利工程建設對重大技術(shù)裝備的需求，會同中國機械工業(yè)聯(lián)合會共同主持編制了“十五”期間“南水北調(diào)工程”成套裝備研制規(guī)劃，上報國家經(jīng)貿(mào)委，并獲得批準。該項目設5個課題，19個專題（后調(diào)整為22個專題，詳見表1），合同總預算為人民幣2.08億元，其中，國家撥款人民幣3000萬元；項目研制目標是“圍繞水利建設重點，依托國家重點工程，瞄準國際先進水平，引進技術(shù)，消化吸收，自主創(chuàng)新，實施水利行業(yè)重大技術(shù)準裝備的自主化、國產(chǎn)化”。該項目主持部門由水利部、中機聯(lián)共同主持，項目的日常組織協(xié)調(diào)與監(jiān)管由水利部科技推廣中心負責。

事關(guān)重大 勢在必行

早在1952年10月30日毛澤東主席在視察黃河、長江時，曾高瞻遠矚地提出“南方水多，北方水少，如有可能，借點水來也可以吧”。這一句話穿越歷史和未來，連接夢想和現(xiàn)實，橫跨南北大地，構(gòu)建出一幅波瀾壯闊的調(diào)水藍圖。從此拉開了“南水北調(diào)”的序幕。

1958～1960年三年中，中央先后召開過四次全國性南水北調(diào)會議。

20世紀末，時任國家主席江澤民同志提出了“國家五個跨世紀工程所需的重大成套設備，應列入‘十五’國家重大技術(shù)裝備研制計劃”。2000年10月13日在國務院召開的“南水北調(diào)工程”座談會上，時任國務院總理朱 基同志指出“實施南水北調(diào)工程是一項重大的戰(zhàn)略措施。北方地區(qū)特別是華北地區(qū)缺水愈來愈嚴重，已到了非解決不可的時候了”、“南水北調(diào)工程的前期工作要抓緊，盡早開工建設”。同時提出了具體要求“解決這個問題，必須突出節(jié)約用水，堅持開源節(jié)流并重，節(jié)水優(yōu)先的原則。水污染危害人民健康，要堅持先治污，再調(diào)水”、“要高度重視對生態(tài)環(huán)境保護，否則會造成難以挽回的后果”。

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之本。興水利，除水害，事關(guān)人類生存、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、治國安邦的大事。由于我國水資源存在較大地區(qū)性差異，長江水資源占全國的80%，但耕地面積占36%，而華北地區(qū)要用6.5%的水資源，灌溉全國40%的耕地。為此要從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利和持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變，科學治理我國水利建設中洪澇災害，資源短缺和生態(tài)惡化三大難題，優(yōu)化水資源治理與配置，已成為21世紀我國發(fā)展的頭等重要任務。經(jīng)過近三年的認真準備和反復論證，南水北調(diào)工程于2002年終獲批準，進入實施階段。水利部根據(jù)當時的情況，指定淮河委、長江委、黃河委分別負責南水北調(diào)東、中、西三條線路的工程建設的規(guī)劃與實施。從而構(gòu)成我國中部地區(qū)水資源“四橫三縱、南北調(diào)配、東西互濟”的總體格局。方案建議水利部會同機械工業(yè)聯(lián)會根據(jù)工程建設需要，開展跨行業(yè)、跨部門的產(chǎn)、學、研相結(jié)合的協(xié)同攻關(guān)，通過引進技術(shù)，自主攻關(guān)，取得了豐碩的成果。2006年8月14日受當時國家計委委托，進行了國家級項目驗收。其中不少項目，我既是策劃者，又是參與者和見證者。

表1

據(jù)媒體2017年6月報道，南水北調(diào)東、中線一期工程，已累計輸水達到100億立方米，相當于搬運了700個西湖，工程運行平穩(wěn)，水質(zhì)穩(wěn)定達標。中線達到地表水二類以上，東線達到地表水三類以上。東線一期工程2013年實現(xiàn)通水，從江蘇揚州江都站抽長江水，北上送到山東東平湖，以解決膠東和魯山地域供水。中線一期2014年實現(xiàn)通水，從河南丹江口水庫流經(jīng)河南、河北、北京、天津。受益人口超過一億人。北京人均水資源量由過去的100立方米，增至150立方米，城市供水當中有70%均用來自南水北調(diào)的水。隨著該工程配套項目的完善與發(fā)展，南水北調(diào)東、中線工程可望達到接納水量由180億立方米，堪稱世界第一。

回顧與總結(jié)歷史，是為了更好地建設現(xiàn)在和開辟未來。今擬選其中幾個精彩項目片段回顧，供大家參閱。

大型低揚程水泵及裝置研制（ZZ02-03-01）

《大型低揚程水泵及裝置研制》是“十五”國家重大技術(shù)裝備研制項目“南水北調(diào)工程成套設備研制”的課題之一。它以南水北調(diào)東線工程為依托，研制開發(fā)適用于南水北調(diào)東線工程泵站特征的貫流泵、混流泵、立式軸流泵，以滿足南水北調(diào)東線工程泵站建設的需求。本課題包括五個專題，由水利部和中機聯(lián)共同主持。水利部科技推廣中心負責具體組織實施，江蘇、山東等水利廳局和相關(guān)單位協(xié)同攻關(guān)。

2002年12月23日，國務院批復《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》以后，各承擔單位克服設計周期短，工程施工技術(shù)與設備短缺落后等困難，以高度的事業(yè)心和責任感，團結(jié)協(xié)作，采用產(chǎn)、研、用相結(jié)合，最終在各自領(lǐng)域取得了豐碩成果。2004年6月15日，水利部與中機聯(lián)在京共同舉辦了“南水北調(diào)東線一期工程泵站機組選型信息發(fā)布和經(jīng)驗交流會”，參加單位多達58家120多人。會上，劉寧、汪易森、隋永濱、高安澤等領(lǐng)導作了發(fā)言，多個工程設計單位作了專題介紹，我應邀參加了這次會議。

南水北調(diào)東線工程是在江蘇已建的江水北調(diào)項目的基礎(chǔ)上，從長江下游的揚州江都水利樞紐工程抽引長江水北上。興建與京杭大運河平行的河渠，逐級提水北送。同時，與起調(diào)蓄作用的湖泊（洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等）溝通。以山東東平湖為分水嶺，一路向北，在位山附近穿越黃河，進入南運河，自流至天津。途徑江蘇、山東、河北及天津，輸水主干線全長1156公里。另一路向東，興建膠東輸水干線，經(jīng)濟南向煙臺，威海等城市供水，全長701公里。

南水北調(diào)東線工程的供水范圍，主要是為解決黃淮平原和膠東地區(qū)的用水。同時，還兼有防洪、除澇、航運和治污等功能?？偟恼{(diào)水規(guī)模，抽江水量148億立方米（流量800立方米/秒）。東線第一期工程，首先解決山東半島和魯北地區(qū)。項目施工以黃河為脊背，分別向南北傾斜，其水位高于長江水位約40米。東平湖以南的輸水線上興建13座梯級泵站，要求2007年東線一期工程要建成輸水。按東線一期工程施工設計要求，對設備的選型可以看出，總共需建21座梯級泵站，其中有4座對原有泵站改造加固；有9座已建泵站進行優(yōu)化提高；有13座需新設計、制造、安裝、投運。確定了南水北調(diào)東線泵站參數(shù)（見表2），從設備的選型上看：共設21座梯級泵站，有4座對原有泵站改造加固、9座對已建泵站進行優(yōu)化提高、13座新建泵站；按水泵類別區(qū)分，11座采用立式軸流泵（49臺），3座采用立式混流泵（13臺），7座采用貫流泵（32臺），由國內(nèi)外多家知名廠商供貨 （詳見表2）。

在21座泵站中有11座需結(jié)合排澇功能，分別是寶應站、淮安四站、金湖站、洪澤站、泗洪站、皂河二站、邳州站、藺家壩站、萬年閘站、臺兒莊站和八里灣站。東線工程地處平原洼地，設計標準與質(zhì)量事關(guān)南水北調(diào)東線工程的成敗。為此，要求泵站裝機功率大，年利用率高，耗電量低，運行穩(wěn)定，可靠性高，供水連續(xù)，汽蝕性能好，檢修方便等。泵站所需設備及系統(tǒng)裝置的采購，采用對外開放，招投標制，國貨優(yōu)先的原則。中機聯(lián)領(lǐng)導明確提出：“以國家重點工程建設為依托，以國有裝備為主體，不斷提升中國重大技術(shù)裝備的實力和水平，力爭盡快盡早達到世界同行業(yè)的水平?！?/p>

2006年11月6日至10日，我應邀赴江蘇省無錫水泵廠參加該廠建廠50周年慶?；顒樱芭c日立株式會社成立合資公司典禮。期間前往寶應泵站，該泵站是南水北調(diào)東線工程首建項目，共有四臺立式混流泵，采取兩臺由日立企業(yè)直供，另兩臺由無錫水泵廠在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上自主設計、制造、安裝、調(diào)試。據(jù)寶應泵站的負責人介紹，四臺設備均通過48小時的運行驗收。設備及施工工藝的成功研制，不僅填補了國內(nèi)多項空白，而且對南水北調(diào)東、中線建設工程技術(shù)的提高，施工標準的編制，實現(xiàn)我國此類設備國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化、市場化具有重要意義。

大型渠道混凝土襯砌成套技術(shù)與裝備（ZZ02-03-02-02）

大型渠道混凝土襯砌成型設備研制是依托國家南水北調(diào)工程建設而納入國家“十五”重大技術(shù)裝備發(fā)展規(guī)劃的項目。南水北調(diào)工程規(guī)劃，東線全長1800公里，中線工程干渠全長1420公里，是世界上最長的調(diào)水工程。其中，需要襯砌渠道就有1500多公里。這些工程的建設時間緊，工程量大，要求質(zhì)量高，采用這類設備是保證工程施工質(zhì)量，降低工程建設和運營成本的必然選擇。

按混凝土成型方式的不同，可分為碾壓成型和灌模成型。設備的行走方式，又分為履帶式和導軌式。這類設備及施工工藝的成功研制，不僅填補了國內(nèi)多項空白，而且對南水北調(diào)東、中線建設工程技術(shù)的提高，施工標準的編制，實現(xiàn)我國此類設備國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化、市場化具有重要意義。

我國南水北調(diào)東線一期工程，始于20世紀末。由山東省建管局會同省水利勘測規(guī)劃設計院、省調(diào)水工程技術(shù)研究中心等單位，組織實施。本項目原擬由陜西西安建設機械公司、機械科學研究院和長江規(guī)劃勘測設計院等單位，負責研制，并依托南水北調(diào)中線工程建設進行。由于中線工程一直未獲啟動，嚴重影響了該專題研制工作的開展。南水北調(diào)東線工程較早獲批，動工興建，在一次專題研討會上，山東省水務局提出了他們的方案。1986年在興建“引黃濟青”調(diào)水工程建設中，曾從美國引進了一套C-450渠道襯砌成套設備。水務局領(lǐng)導決心依托南水北調(diào)東線一期工程中的從東平湖至濟南段（濟平干渠輸水工程）進行研制。同時擬從意大利再進口一臺渠道襯砌設備；組織省內(nèi)相關(guān)單位，消化國外先進技術(shù)與裝備，吸取以往施工中的教訓，自主創(chuàng)新國產(chǎn)大型渠道襯砌成套設備。在一次專家論證會上，我表示認同和支持，并明確表態(tài)在今后的研發(fā)過程中，將與西安建設機械公司為主負責的專題，一視同仁，相互促進。經(jīng)過近三年的科技攻關(guān)和設備制造，山東負責的項目專題進展順利，實現(xiàn)了多功能、多立位、一體化的連續(xù)作業(yè)；能一次性完成布料、攤鋪、密實、提漿、切縫、壓光、成型和養(yǎng)護工作，達到整機機構(gòu)合理、性能可靠、生產(chǎn)高效、操作方便安全，符合國家相關(guān)標準，并榮獲4項發(fā)明專利和5項實用新型專利。在南水北調(diào)東線一期工程濟平約45公里的干渠施工中，該設備襯砌施工的合格率達到100%，優(yōu)良品率90%以上。該套設備整體達到國際先進水平，且平均售價為250萬元人民幣，而進口同類設備每臺售價為90萬美元。

西安建設機械公司負責組織項目，由于依托南水北調(diào)中線工程未獲批開工興建，大型混凝土機械襯砌成套設備無法實現(xiàn)出廠前的工業(yè)性運行試驗，從而嚴重制約了研制進展。后經(jīng)與水利部領(lǐng)導商討，改在山東省內(nèi)的東線工程施工中，尋求運行試驗。在山東省水利局的大力支持下，得到了落實。但遺憾的是該套設備未達到工程建設單位的驗收認可，最后設備撤場，所襯砌工段全部返工重建，費用由山東省水利局設法解決。

南水北調(diào)中線一期工程始于2003年，總工期約66個月。其中，丹江口水庫大壩加高工期66個月，1432公里干渠工期60個月。為確保中線一期工程能實現(xiàn)“一趟江水向北流”的夢想，各個參建省市和企業(yè)同臺競技、勇敢追夢、勤于圓夢。通過國內(nèi)科研單位和生產(chǎn)企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)，突破了混凝土干渠機械化攤鋪成套設備生產(chǎn)和施工技術(shù)，并在中線工程中得到廣泛應用。例如河北省水工局科技人員，歷經(jīng)6年研制成功的“滑膜式襯砌筑機”，實現(xiàn)了產(chǎn)品的模塊化、輕量化，施工簡便、安全可靠，擁有發(fā)明專利1項，實用新型專利4項，成功應用于中線工程21個標段，約占全線砌筑設備施工總量的1/3；既降低了施工成本，又解決了渠道襯砌難題，為工程攻堅克難提供了制勝法寶。確保了南水北調(diào)中線一期工程月2014年9月順利通水成功。2015年12月南水北調(diào)中線工程通過國家級鑒定驗收。

大型渡槽現(xiàn)澆施工成套設備研制（ZZ02-03-02-02）

20世紀90年代末，根據(jù)我國大型水利工程建設需要，在“十五”國家重大技術(shù)裝備發(fā)展規(guī)劃中，依托南水北調(diào)中線工程建設，原擬針對中線穿黃工程項目中50m跨開展U型筑殼渡槽架槽機和造槽機施工成套設備研制。主要承擔單位是鄭州大方橋梁機械公司和水利部黃委會勘測規(guī)劃設計院。

2006年3月在國家組織的成果驗收會上，未得到多數(shù)專家的認可。究其原因歸結(jié)于依托工程項目更改施工方案，中線的穿黃項目由地面改為地下，采用水下隧道施工方案，科研成果未在中線工程中得到實際應用，沒能到達國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化的終極目標。記得當天晚上，時任鄭州新大方重工科技有限公司董事長兼總經(jīng)理的張志華同志深情地對我說：“感謝董老對我和公司的關(guān)心與支持，我們會堅持下去，勇往向前，一定要為南水北調(diào)中線工程中大型渡槽裝備國產(chǎn)化做出貢獻。”

“十一五”期間，水利部將該項目納入部“948”計劃，新大方公司抓住國家高速客運專線建設需求的時機，成功研制出900噸運梁車、900噸提梁機和900噸架橋機等重大施工成套設備，成為我國能生產(chǎn)此類重大成套設備的三大企業(yè)之一（其他兩家分別是太原重機廠和秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工），獲得發(fā)明專利一項，實用新型專利20項；累計生產(chǎn)100多臺（套），并出口到韓國、保加利亞等國。

南水北調(diào)中線工程全長1432公里，穿越長江、黃河、淮河、海河四大流域。從河南境內(nèi)丹江口水庫引水，利用120米水頭落差自流而下 。由于南水北調(diào)中線工程較長時間未獲國家批準動工興建，該項目承擔單位針對中線工程流經(jīng)的地域特征，尋求解決方案?？缭杰浕⒔?、溝渠、溪谷、洼地、鐵路、公路等不同地形；采用傳統(tǒng)的施工工法很難滿足工程要求。他們選用大型渡槽施工裝備（含提槽機、運槽機和架槽機），由于大型渡槽截面尺寸大，跨度長，超吊重，而新大方科技公司當時雖擁有在修建鐵道交通橋梁施工中設備及技術(shù)，但在南水北調(diào)中線工程中難以達到工程施工質(zhì)量和要求。經(jīng)過中線工程承建單位的共同努力，自主創(chuàng)新，高精專特，攻堅克難；使我國渡槽工程施工裝備實現(xiàn)了跨越，鑄就了輝煌。

南水北調(diào)中線工程，要跨穿219條河流，44處鐵路、公路，900多座水工建筑。為確保引水質(zhì)量，一般明渠難以實現(xiàn)，若能選用渡槽或隧洞，則可大為改觀。它不與任何水系交融，全封閉、全立交、是調(diào)水工程的“高速公路”，成為一條貨真價實的“水橋”，使人們 體會到“一江清水向北流”的偉大和壯闊，稱為南水北調(diào)工程中的一道靚麗風景。

針對南水北調(diào)中線工程大型渡槽施工需求，新大方研制了1200噸渡槽架設成套技術(shù)裝備、1600噸U型渡槽造槽機、2500噸矩形渡槽造槽機，分別用于平頂山的沙河渡槽、南陽的湍河渡槽和新鄭的雙泊河渡槽。

2012年3月應河南省科技廳邀請，在鄭州參加了由新大光重工科技公司和華北水利水電學院在南水北調(diào)中線工程建設中研制的三項科技成果鑒定與驗收會議。會議由中國工程院王景全、顧全才兩位院士、水科院賈金生等7位專家組成評審委員會。會上聽取了研制承擔單位的專題匯報，審閱了有關(guān)技術(shù)資料，并赴現(xiàn)場考察核實。最后，一致認為鄭州新大光公司和華北水利水電學院在國務院南水北調(diào)中線辦及項目施工單位的共同努力和支持下，圓滿完成的南水北調(diào)中線工程三項大型渡槽成套裝備，整體技術(shù)均到達了當時的國際領(lǐng)先水平。研制承擔單位緊密結(jié)合項目的實情、地情和民情，解決并突破了世界性難題，填補了國內(nèi)空白；獲得國家發(fā)明專利2項，申請發(fā)明專利1項，實用新型專利7項。

該項成果分別在南水北調(diào)項目中線工程沙河渡槽、雙泊河渡槽和湍河渡槽等三大控制性工程項目中得到成功應用，確保了工程質(zhì)量和進度，實現(xiàn)了1.3億元人民幣的經(jīng)濟收入。與昔日“滿堂支架法”施工相比，節(jié)約資金5.3億元人民幣，具有很好的推廣和示范作用，應用前景廣闊。該研制成果實現(xiàn)了國家重大技術(shù)裝備的自主化、本地化、產(chǎn)業(yè)化和市場化，榮獲河南省2013年度技術(shù)進步一等獎。

根據(jù)有關(guān)方面提供的資訊，南水北調(diào)中線工程約有渡槽100多處，其中長度大于500米的特大型渡槽就有8座，它們均采用相適應的大型渡槽施工成套裝備（詳見表3）。漕河渡槽全長1286米，30米跨度，共41跨，長度1230米。2005年6月10日開工，2007年7月10日前完工，總投資2.8億元人民幣。

表3

1200噸提運架成套渡槽施工設備，在沙河渡槽項目中成功應用。該項目于2012年8月6日全面建成，這是中線工程中規(guī)模最大，技術(shù)難度最高的控制性項目之一。全長11.93公里，跨越三條河流，其中明渠長2.89公里，建筑物長9.05公里，是當時世界上規(guī)模最大的渡槽工程。工程建設者對技術(shù)精益求精，對質(zhì)量孜孜追求，對事業(yè)忠心耿耿，對責任固執(zhí)堅守，深深地打動著我們成果驗收組成員的心。

1600噸U型渡槽裝備，成功用于湍河渡槽項目中。該項目全長1030米，總共18跨，槽身為3槽并置的U型結(jié)構(gòu)，單跨40米，無論是內(nèi)徑尺寸，還是單跨度都創(chuàng)造了世界之最。流量最大可達42立方米/秒，成為調(diào)水工程中的巔峰之作，舉世無雙。每一跨的整體施工均采用現(xiàn)澆混凝土施工，循環(huán)作業(yè)，直至完成所有渡槽的槽身澆注。

2500噸矩形渡槽造槽機，成功應用于雙泊河渡槽項目。全長810米，其中粱式渡槽長600米，槽高8.9米，寬16.7米；單跨長30米，單跨總重達2500噸，槽身為2 聯(lián)4孔，是當前世界上單跨最重的引水渡槽。總工期30個月，2011年7月動工興建，2011年12月完成首跨澆注，2013年8月全線竣工。它與滿堂支架法相比，總價僅為3630萬元人民幣，節(jié)省資金9430萬元人民幣，經(jīng)濟效益顯著，具有良好的應用前景。

從南水北調(diào)中線工程之后，鄭州新大方重工科技公司又承擔過多項水利渡槽項目，如U型槽造機，用于廣東省深供水工程、漳洋渡槽和寶雞峽漆水河倒虹改建工程；再如矩形梁式渡槽機，用于湖北東風渠灌區(qū)普溪河，還有1200噸渡槽提運、架槽機成套設備用于湖北鄂北水資源配置工程、夢露渡槽，受到相關(guān)單位的好評和夸獎。

全斷面巖石掘進機（TBM）技術(shù)研究與研發(fā)（ZZ02-03-03）

《全斷面巖石掘進機（TBM）技術(shù)研究》是“十五”國家重大技術(shù)裝備研制項目“南水北調(diào)工程成套設備研制”的課題之一。該課題主要針對南水北調(diào)西線工程和新疆艾比湖生態(tài)工程的需求為目標，依托當時遼寧大伙房輸水工程建設急需的三臺TBM掘進機設備，開展我國全斷面巖石掘進機關(guān)鍵技術(shù)的前期研究。課題由TBM總體設計技術(shù)及設備制造的研究與開發(fā)、超前地質(zhì)探測預報和處理技術(shù)及設備、TBM后配套系統(tǒng)的研究與開發(fā)等三個專題組成。承擔本課題的研制單位包括水利部相關(guān)科研設計單位、武漢大學、華北電力大學、大連重工、北方重工、北京振沖公司、遼寧省水利廳等單位。

本課題主要基于在20世紀末，我國絕大部分的水利工程隧道和隧洞建設（如山西的引黃入晉工程）所需的這類設備，均依賴于國外引進。而南水北調(diào)西線工程，根據(jù)當時黃委會提供的背景資料，西線工程地處高海拔，高寒缺氧地區(qū)，工程所處地質(zhì)、地形、地貌條件極為特殊。當時，西線工程按黃委會勘探規(guī)劃設計院提出的方案，從長江上游通天河、雅礱江、大渡河三處調(diào)水，在上述干流上筑壩建庫，通過隧洞，穿過巴顏喀拉山，向黃河上游補水。規(guī)劃年均調(diào)水量120～179億立方米，需要修建高壩，開鑿輸水隧洞總長1525公里，分三期進行。其中，第一期工程253公里，第二期工程288公里，第三期工程984公里。對TBM 的需求極為迫切。簽于它技術(shù)上的難度，盡管西線工程建設尚處于規(guī)劃階段，但在此規(guī)劃審定時，到會專家還是同意依托大伙房輸水工程建設提前啟動并推進。（注：據(jù)報道2016年9月26日黃委會曾提出過西線工程新方案。從四川長江上游雅礱江、大渡河等水系調(diào)水至黃河上游，主要解決我國西北、華北水資源短缺。平均流量580億立方米，因多方原因至今未獲批準。）

2003年在水利部、中機聯(lián)的支持下，納入國家南水北調(diào)工程整體規(guī)劃，并開展該項重大技術(shù)裝備的研發(fā)。時至今日，已度過了13個年頭。我國這類設備已進入了世界的先進行列，特別是2012年我國正式成立中國工程機械協(xié)會掘進機械分會以來，行業(yè)已取得了豐碩的成果，2016年全年國內(nèi)生產(chǎn)359臺此類設備，其中，TBM15臺。

全斷面掘進機在國家主管部門和遼寧省政府領(lǐng)導的支持下，依托遼寧大伙房輸水工程施工急需3臺TBM設備的機遇，采用“引進技術(shù)，合作生產(chǎn)”的模式招標采購。美國羅賓斯公司中標兩臺，與大連重工合作生產(chǎn)；德國維爾特公司中標一臺，與北方重工合作生產(chǎn)。以此開啟了我國TBM機械裝備生產(chǎn)的先河。

2013年12月，我在中國工程機械掘進機年會上，以“開拓創(chuàng)新，團結(jié)奮進，裝備中國，走向世界”為題做了專題發(fā)言。文中對我國全斷面掘進機械發(fā)展歷程、模式和成效進行了專述。其中，在發(fā)展模式的章節(jié)中，論述了四種發(fā)展模式，以本課題為背景的“合資合作型”就是選擇于承擔本課題研發(fā)單位的成果和成效。北方重工和大連重工從2003年開始進入遼寧大伙房輸水工程建設。兩企業(yè)均是我國重型機械制造的大型國有企業(yè)，但對TBM這類大型工程施工機械缺乏資源、技術(shù)和經(jīng)驗，為了做好做快這項工作，他們充分利用改革開放的有利條件，以市場換技術(shù)，走合資合作創(chuàng)新之路。特別是北方重工2005年2月與德國維爾特、法國NFM成立合資合作公司。北方重工的領(lǐng)導根據(jù)當時的整體形勢，為了盡快掌握這項產(chǎn)品的設計與制造技術(shù)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，高起點、全方位進入全斷面掘進機領(lǐng)域，他們自始至終堅持三項基本原則：第一，合資合作必須以北方重工控股；第二，堅持在中國境內(nèi)的全斷面掘進機項目必須以北方重工為投標主體；第三，堅持中國境內(nèi)的全斷面掘進機的設計和制作盡最大可能安排在北方重工，合資合作企業(yè)在該項的設計和制造技術(shù)應無償轉(zhuǎn)讓，互利雙贏。通過上述發(fā)展模式，北方重工在這一領(lǐng)域得到了較快較好的發(fā)展。2006年6月，在一次國內(nèi)招標采購中，北京重工一舉獨攬6臺大型全斷面盾構(gòu)機，開創(chuàng)了國內(nèi)企業(yè)在這一領(lǐng)域國際競標采購的先河。北方重工于2007年在國務院振興東北辦領(lǐng)導的支持與指導下，并購了法國NFM技術(shù)公司，成為跨國經(jīng)營企業(yè)。截至2016年該公司覆蓋了全斷面隧道掘進機兩大類5個系列的所有領(lǐng)域，擁有12項專利技術(shù)，其中發(fā)明專利7項。北方重工累計生產(chǎn)出全斷面隧道掘進設備86臺（出口26臺，國內(nèi)60臺）；其中，TBM12臺。據(jù)掘進機械分會統(tǒng)計2012～2016年，北方重工TBM出口6臺，國內(nèi)6臺。十年磨一劍，北方重工不斷發(fā)掘世界新深度，推動企業(yè)由“跟跑者”向“平行者”、“領(lǐng)跑者”轉(zhuǎn)變，以科技創(chuàng)新增添動力，以深化改革添活力，成為東北老工業(yè)基地一顆璀璨的明星。

大連重工集團從2005年啟程進入這一產(chǎn)業(yè)，先后參與遼寧大伙房輸水工程，國內(nèi)城市地鐵隧道施工建設。至今已生成出全斷面隧道掘進設備8臺，其中盾構(gòu)機6臺，TBM2臺，擁有發(fā)明專利6項，成為我國這類裝備技術(shù)、制造實力較強的研發(fā)和生產(chǎn)基地。

三級配混凝土輸送泵研制（ZZ02-03-04-03）

采用混凝土泵輸送混凝土具有輸送效率高，設備投資小，工程質(zhì)量好，施工轉(zhuǎn)移方便，工期短，占地小，安全環(huán)保等諸多優(yōu)點。所以在現(xiàn)代的水利、水電工程建設中應用越來越普遍，具有廣闊的市場需求。

在編制“十五”國家重大技術(shù)裝備研制規(guī)劃的過程中，我深刻感受到混凝土的攪拌、輸送、成型等各類施工機械對三峽水利工程樞紐工程建設所起的關(guān)鍵作用。當時，混凝土輸送一般多采用二級配混凝土泵送或皮帶輸送機。為了提升與滿足未來大型水利、水電工程施工需求，提高我國這類設備的技術(shù)水平。同時，考慮到三峽水利、水電工程后期施工中有一項極其艱難的技術(shù)性難題——導流底孔的封堵。采用什么施工機械最為合理可靠，為此我提議將三級配混凝土輸送研制納入規(guī)劃，并得到了水利部、中機聯(lián)，以及三建委和三峽總公司的認可和支持。該專題由三一重工易小剛總師和長江勘測規(guī)劃設計院翁永紅負責實施。專題采用產(chǎn)、學、研相結(jié)合，協(xié)同攻關(guān)。2002年12月首臺樣機下線，并通過廠內(nèi)工業(yè)性模擬試驗；2003年12月，在時任三峽總公司曹廣晶副總支持下，選擇三峽工地進行了工業(yè)性運行試驗，在試驗過程中，邀請國內(nèi)相關(guān)方面的18位專家，進行了現(xiàn)場研討座談。葛洲壩集團聶凱同志，針對長江三峽未來22個導流底孔封堵所需混凝土方量（7000立方米/孔）的基本情況進行了介紹，并提出了相應的建議，以滿足三峽工程后期封堵所需的混凝土大方量、高強度、長距離及不同環(huán)境下的施工要求。

2006年3月，我應長江委鄭守仁院士的邀請，與羅承管同志赴三峽工程現(xiàn)場進行調(diào)研核查，事實證明這項成果在長江三峽工程導流底孔的封堵施工中起到了很大的作用。提前一年完成施工任務，施工質(zhì)量得到保證，經(jīng)濟效益明顯。根據(jù)葛洲壩集團負責這項施工任務的戴志清同志的介紹，與二級配泵送設備比較，三級配泵送可減少水泥用量10～12千克/立方米，減少混凝土水化熱，降低溫度1～3攝氏度，澆注速度達到30～40立方米/小時，減少水泥4774噸，工程優(yōu)質(zhì)率達到95%。三級配混凝土輸送泵的研制，是在國內(nèi)二級配混凝土輸送泵的基礎(chǔ)上，解決其不適應三級配混凝土粗骨粒徑大，水灰比小，塌落度低，泵送阻力增大等關(guān)鍵技術(shù)難點。在三一重工和長江委勘探設計院的努力下，研制出一種新型的混凝土輸送泵（粗骨料最大粒徑達80立方厘米），優(yōu)化與改善混凝土配合比中砂率及5～20厘米，20～40厘米，40～80厘米的骨料比例。有效解決三級配混凝土在輸送管內(nèi)流動差，輸送阻力大，容易離析，容易堵管等技術(shù)難題。

其主要創(chuàng)新點：

獨創(chuàng)雙攪拌軸強勢喂料機械，解決了三級配混凝土吸入難，使吸入率達到85.8%；

開創(chuàng)了自動高效同步潤滑裝置，提高材料的耐磨性和使用壽命，榮獲國家發(fā)明專利；

首創(chuàng)了三級配混凝土配合比，膠材用量、粗骨料比、塌落度等，有效解決了泵送骨料最大直徑80厘米的難題。并在我國魚塘水電站，大化水電站和長江三峽水利水電工程中得到應用，總體水平達到國際先進水平，實現(xiàn)了這類設備的新跨越。

水質(zhì)在線連續(xù)自動監(jiān)測儀器及系統(tǒng)研制（ZZ02-03-05-03）

本課題屬于南水北調(diào)工程重大技術(shù)裝備研制專項其中第五項“水資源實時監(jiān)控與調(diào)度綜合自動化管理系統(tǒng)研制”專項中的專題之一。治理水污染是南水北調(diào)工程建設中最為關(guān)鍵與核心的問題。在20世紀，我國的水質(zhì)監(jiān)測設備一直處于國外產(chǎn)品控制與壟斷地位，其價格高，維修不便，而且不適應我國水情含沙量大、污染嚴重，成分復雜的特點，這一專項必須列為重點，提早安排聯(lián)合攻關(guān)?！昂颖毕群迎h(huán)保”在2000年推出我國第一套空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，向水利部有關(guān)部門申請研發(fā)水質(zhì)在線檢測設備，2004年正式納入國家重大技術(shù)裝備研制專項。

2004年11月28日，我應邀與水利部科技推進中心同志一道到該公司考察調(diào)研，聽取了時任公司總裁李玉國的相關(guān)介紹，參觀了該公司的實驗室和水質(zhì)連續(xù)自動監(jiān)測儀器及系列裝置。在國內(nèi)率先推出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水質(zhì)連續(xù)自動監(jiān)測儀器及系統(tǒng)并在河北、山西等地成功應用。2009年在科技部“863”計劃的支持下，在原有基礎(chǔ)上進一步得到了提高。完成了一套成熟完備的“地面”“地下”水質(zhì)自動監(jiān)測、水質(zhì)預報等多領(lǐng)域的成套裝備。

2006年我應邀參加了水利部與中機聯(lián)組織了本課題的鑒定驗收工作，深感本專題的科研成果在我國南水北調(diào)東、中線工程中，起到了很好的作用。河北天河環(huán)保科技公司在國家相關(guān)部門的支持和指導下，進行了國內(nèi)外技術(shù)的調(diào)研和諸多方面的科研實驗，自主研制出PH、溶解氧、電導率、溫度、濁度、氨氦、總有機碳、高錳酸鹽、總磷、總氦等十多項水質(zhì)系列自動監(jiān)測儀器，又研制出采配水、現(xiàn)場子站監(jiān)測系統(tǒng)、中心站管理系統(tǒng)所組成的XHWS-90A型水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)和遠程傳輸，研制出四項新產(chǎn)品、七項軟件產(chǎn)品，形成批量生產(chǎn)能力，并在黃河花園口安裝運行，整體技術(shù)水平進入國際同類產(chǎn)品及系統(tǒng)裝置水平，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。經(jīng)過十多年磨劍，本專題研制成果提高了國產(chǎn)化水平，縮短了與世界的差距，增強了國際競爭力。

2012年河北先河環(huán)境水質(zhì)自動監(jiān)測預警系統(tǒng)及裝置又成功應用于“南水北調(diào)總干渠地下水在線連續(xù)監(jiān)測試點工程項目，從而保證了南水北調(diào)工程總渠沿線地下水水質(zhì)安全。

從上述回顧中，充分證明我國重大技術(shù)裝備的研制，建筑在國家發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上，依托國家重點工程建設的需求，抓住時機，集中優(yōu)勢力量，堅持改革開放、自主創(chuàng)新，逐步實現(xiàn)重大技術(shù)裝備的自主化、本地化、產(chǎn)業(yè)化、市場化，是一條具有中國特色的成功之路。

僅以此文向劉寧、李冶、江旅安、王化江、陳明忠、喬世珊、武文相、曹景華、張雷、方學田、霍兵、吳慶鳴、蘇鵬程、趙海軍、葉大蓉、隋永濱等我的老戰(zhàn)友們表示深切的感懷。