四两拨千斤！河海大学科研成果支撑平陆运河安全运营

9月16日，平陆运河正式通航。平陆运河作为世纪水运工程，三座梯级枢纽船闸如同“水上电梯”，托举5000吨级巨轮翻越65米水位落差，打通西南通江达海的水运大通道。

船闸是水利枢纽工程的主要通航建筑物，闸门则是水运通道上最关键的一道“门”。门要安全，船要快过。提升过闸效率，重要一环是提高船舶进出闸的速度；但速度提升，船舶碰撞闸门的风险也会进一步增大。一旦船舶失速撞上闸门，闸门和船舶都可能受损，导致闸门漏水振动、船闸停航。如何让船“快进快出”，又让闸门“安然无恙”？

河海大学科研团队聚焦“新型重力消能式船闸闸门防撞装置”开展数值模拟与试验研究，为平陆运河大型船闸研制出一套四两拨千斤的柔性防护方案，给巨型船闸闸门穿上一层的“安全铠甲”。

河海大学教授庄宁介绍，传统防护手段多偏向刚性抵挡，很难兼顾“保护闸门、保护船舶、不影响通航效率”三重目标。这套重力消能防撞装置，不走硬碰硬对抗撞击力的传统路线，巧用物理原理实现“以柔克刚”。整套设备由双卷筒卷扬机、浮筒机架、高强度拦阻链索、消能配重组成，安装在船闸闸门前。当船舶出现失控，高速冲向闸门的危急时刻，横跨闸室的拦阻链索会牢牢兜住来船，把船舶向前冲撞的巨大动能，转化成两侧配重块向上抬升的重力势能，实现对失控船舶的柔性拦停。

打个比方，如果说船舶撞上闸门是一记猛烈的“冲拳”，这套装置不是让闸门用“胸口”硬接，而是顺势把拳劲引到消能配重上，让配重替闸门“挨”一下、把能量“举”起来，以此达到消耗失控或误操作船舶动能的目的，以最大限度保护闸门和船舶。

科研团队通过大量数值模拟仿真，反复推演不同吨位、不同航速船舶撞击下整套装置的受力、变形与制动规律，针对平陆运河Ⅰ级船闸的工程条件确定关键技术指标：装置要能够对总排水量10000吨、航速不超过0.6m/s的船舶实现有效拦截，把巨轮拦停距离控制在15米以内，既保证拦得住大船，又不会对船体、闸门造成二次伤害。

理论仿真之后还要经过实船撞击检验。样机在西江长洲船闸完成实船碰撞试验，真实复刻船舶失控过闸场景，验证了整套装置机构简单高效、施工便捷、运行可靠的突出优势。撞击发生后，配重回落，装置可以恢复初始状态，后期无需大量检修维护，便于在大型船闸工程中推广落地。该研究成果为平陆运河三大梯级枢纽船闸防撞装置的工程设计、设备选型提供关键技术支撑，完成从理论仿真、实船试验到重大工程应用的完整技术转化。

“快通航”与“保安全”历来是大型船闸的一对矛盾。想要运河货流奔腾，就要提升过闸速度；速度提上来，安全底线不能松。这套防撞技术的价值，不只是解决“撞不撞坏闸门”的单一问题，更是打通效率与安全之间的平衡点。有了这道缓冲防线，船闸可以更加从容地提高船舶进出闸速度，不用一味压低航速规避撞击风险，让平陆运河这座世纪工程的通航潜力充分释放。

此外，河海大学围绕平陆运河绿色建造开展多项关键技术攻关。针对运河疏浚产生的大量粉细砂弃料，团队研发基于疏浚砂的新型干硬性混凝土绿色路面技术，采用振碾工艺，搭配粉煤灰、矿粉等工业废渣大比例替代水泥，可全部消纳疏浚粉细砂，无需粗骨料，单方材料成本下降30%以上，工业废渣替代量超70%，实现降本减碳、固废高值化利用，现已在平陆运河堤顶道路开展示范应用，还可推广至港口、市政、乡村道路等场景。

同时，面向运河软土地基处理难题，创新研发新型低碳地聚合物固化剂，依托矿粉、粉煤灰等工业废渣常温碱激发制备，替代传统水泥用于搅拌桩软基加固，碳排放仅为普通水泥的20%左右，同等条件下成本降低10%以上、降碳超60%，具备硬化速度快、耐硫酸盐侵蚀、可快速固化高含水率淤泥等优势，已在平陆运河工程示范落地，相关技术成果同步在上海、福建水运工程推广，并编制形成行业团体标准，为水运工程绿色软基处置提供新方案。

新华日报