□ 全媒记者 黄玲 苏钰杰 通讯员 杨文
11月21日零时40分,随着古船桅杆缓缓露出水面,长江口二号古船逐渐揭开了神秘面纱。这是我国水下考古发现的体量最大、保存最为完整、船载文物数量巨大的木质帆船,对我国水下考古工作具有重要意义。
作为长江口二号古船打捞作业的主要负责单位,交通运输部上海打捞局大胆创新,采用世界首创“弧形梁”技术,综合运用多种先进技术手段,实现古船“非接触性”快速打捞,确保古船遗址的原生性、整体性和完整性,以科技打捞保护长江文物和文化遗产、助力上海航运中心建设。
周密论证 严控古船打捞方案
长江口二号古船的发现,印证了上海是一个历史悠久的港口城市,更是近代上海作为东亚乃至世界贸易和航运中心的珍贵历史见证。
早在2014年,上海打捞局便与上海市文旅局密切配合,进行长江口二号古船水下调查、发现和保护工作。近年来,古船所在区域水流加快,经过数次探摸发现古船露出逐渐增多,为避免环境变化对古船造成进一步破坏,对古船进行抢救性保护势在必行。
在长江口特有的水文泥质条件下,保持古船原姿态,不破坏脆弱的船体,同时将周边海水和淤泥一起打捞,其作业难度是前所未有的。以古船打捞的原生性、完整性和安全性为目标,上海打捞局为古船的整体迁移制定了一套集成当前最先进的打捞工艺、技术路线、设备制造于一体的施工方案,通过世界首创的弧形梁打捞技术,以及运用液压同步提升技术和综合监控系统,为古船“搬新家”保驾护航。
为了确保施工方案可行性,上海打捞局开展长达一年的理论分析研究和多次技术论证,提前进行数字模拟,推演弧形梁打捞技术对古船及其周边环境的影响,从理论上确定方案的可行性。之后,通过两次1:10模拟试验和一次1:1等比试验,尽可能在贴近古船原生环境的情况下,验证数字模拟结果的正确性,确定施工方案具备实际可操作性。
交通运输部上海打捞局副局长周东荣表示,这套施工方案真正实现了科技创新与水下考古的有机结合,为的就是真正保护好文物,打造体现我们中国情怀、中国技术、中国实力的考古案例。
科技赋能 推动水下打捞发展
11月21日零时40分,22根巨型弧形梁组成的长48米、宽19米、高9米、重约8800吨的“考古沉箱”装载着古船缓缓露出水面,使古船时隔150多年重见天日。
此次打捞中,上海打捞局自主研究应用的弧形梁打捞技术,结合了弧形梁打捞工艺、隧道盾构掘进工艺、沉管隧道对接工艺等,实现了古船非接触性打捞。22根弧形梁,每一根都有近百吨,通过发射架在古船上方安装,然后通过发射装置推进翻转到古船底部,通过锁扣一一契合,形成一个巨大的弧形弯刀,精准、精细地把古船从泥沙里分离切割出来,将古船船身、海水和淤泥一起打捞出水,尽可能保护了文物的原生性。
为保证打捞作业顺利推进,上海打捞局委托专业机构预制的22根弧形梁紧密度极高,误差控制在毫米级别,尽可能提高水下作业的效率。在弧形梁的顶部和底部,上海打捞局从修建地铁隧道的盾构技术中获得灵感,为其搭载了威力巨大的隧道盾构掘进装置和推进装置,推进装置有400吨的推进力,使弧形梁具备从古船底部快速掘进、击穿长江口水底厚泥沙乃至岩石杂物的能力。9月以来,上海打捞局逐根进行弧形梁的掘进穿引,平均每根弧形梁耗时12小时左右,最快仅需大约6小时,大大缩减了打捞准备时间。
在古船打捞作业中,上海打捞局还使用了目前最先进的液压同步提升技术,进一步创新优化了提升工艺,将此次古船提升用时控制在4小时左右,保证提升的稳定性和安全性。同时,通过智慧打捞监控系统,实时监控古船出水的姿态、受力情况等,为古船提升出水提供安全保障。
长江口二号古船成功打捞出水,是目前沉船打捞中“穿引”和“提升”两大核心技术的最新创新成果综合运用,也是水下工程技术与文化遗产保护理念的完美结合,为国际水下文化遗产保护提供了中国案例、中国模式、中国经验。
尽职履责 助力古船迁“新家”
在未来几天,长江口二号古船将跟随“奋力”轮前往位于上海杨浦滨江的上海船厂旧址1号船坞,在黄浦江畔“安家”。
作为我国首艘大开口打捞驳船,“奋力”轮由上海打捞局为长江口二号古船整体迁移项目专门设计。该船是一种全新的专用打捞工程船,最大特点是在船中部开口,用于提升古船出水、怀抱古船运输。相比于传统打捞至少需要投入2艘抬浮驳、1艘半潜船,分别进行抬浮、运输、进坞、卸载作业,“奋力”轮1艘船便可完成传统3艘船的任务,大幅提高了作业效率,也避免多次吊运古船而破坏文物的风险。
为了让“奋力”轮带着古船顺利入住“新家”,今年3月起,上海打捞局工作人员对上海船厂旧址1号船坞进行了全方位的检测和修复。坞门里所有的阀、泵、电机都进行了维修,坞内设施的腐蚀性、强度、稳定性也都进行了检测和修复。同时,为了保证拥有足够的水深让“奋力”轮通行,提前对进坞通道进行勘探测量、集中疏浚,并开展放水、排水测试和古船返航演练,全面确保古船顺利进入船坞。
“长江口二号古船打捞是一次重大的技术突破和打捞能力提升的机会,对上海打捞局长远发展具有重要意义。”交通运输部上海打捞局技术开发中心高级工程师朱小东说道。
在水下沉船打捞中,攻克“大深度、大吨位、快速打捞”三方面难题一直是上海打捞局追求的目标,也是几代打捞人在每一历史阶段突破创新的方向。自1951年成立以来,经过几代人的接续奋斗,上海打捞局水下打捞技术得到了极大提升,跻身于世界前列。此次古船打捞,是上海打捞局履行以人民为中心的职责,在“家门口”作贡献,彰显水下考古情怀的良好契机。
同时,作为一支国家专业抢险打捞队伍,多年来,上海打捞局完成了黄浦江“银锄”轮、“东方之星”应急抢险、东海“桑吉”轮应急救援、重庆万州坠江公交车整体打捞、长江口“新其盛69”轮打捞,以及韩国“世越号”、南太平洋“鹦鹉号”等世界级打捞项目,向世界展现了我国水下打捞技术硬核实力。
以科技打捞赋能文物考古,以现代技术实现历史融合。在未来,上海打捞局还将继续对弧形梁打捞技术进行迭代升级,进一步加大水下沉船打捞技术的研发创新,不断提升我国科技创新能力和综合实力。