當一艘船沉入海底，它帶著怎么樣的未解之謎？時隔150多年重見天日，“長江口二號”如何浮出水面？讓失落的水底遺珍重見光明，水下考古又催生多少“黑科技”？

 

2022年11月21日零時許，長江口橫沙水域見證了中國水下考古新的歷史性突破，22根巨型弧形梁組成的長48米、寬19米、高9米、重約8800噸的沉箱裝載著古船，經(jīng)過4個多小時的水下持續(xù)提升后，在打撈工程船“奮力輪”中部月池緩緩露出水面，古船桅桿清晰可見，古船時隔150多年重見天日。幾天后，長江口二號古船將被“奮力輪”帶入楊浦上海船廠舊址1號船塢，開啟文物保護與考古發(fā)掘新階段。

 

11月21日拍攝的長江口二號古船桅桿出水畫面。圖/新華社

 

長江口二號古船是目前國內(nèi)乃至世界上發(fā)現(xiàn)的體量最大、保存最為完整、船載文物豐富的古代木質(zhì)沉船之一，填補了我國清代晚期大型木帆船研究空白。同時，長江口二號也是水下考古工作者在全國水下文物普查期間首次主動發(fā)現(xiàn)并進行考古調(diào)查的古船，船體的完整性和豐富的船載文物，對中國乃至世界的造船史、航運史、陶瓷史、經(jīng)濟史等研究具有十分重要的意義。

 

古船模擬圖

 

長江口二號古船從發(fā)現(xiàn)到水下調(diào)查、再到整體打撈，科技賦能始終是推動古船考古與文物保護工作的重要方式和核心動力。

　　量身打造“保護罩”

 

水下考古環(huán)境復雜、難度極大。長江口二號古船經(jīng)過水下150多年的鹽蝕和海洋生物侵襲，殘存的木質(zhì)船體和部件強度降低，給考古團隊帶來了巨大挑戰(zhàn)。

 

弧形梁穿梁現(xiàn)場

 

在國家文物局同意采取整體打撈方式對長江口二號古船進行保護后，上海市文物局會同交通運輸部上海打撈局，集成當前世界最先進的打撈工藝、技術(shù)路線、設備制造，最終研究并形成了世界首創(chuàng)的“弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)”來打撈這艘古船。

 

該項技術(shù)是大膽進行科研和技術(shù)創(chuàng)新的基礎上而提出的全新打撈解決方案，創(chuàng)造性地融合了核電弧形梁加工工藝、隧道盾構(gòu)掘進工藝、沉管隧道對接工藝，并運用液壓同步提升技術(shù)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等目前全球最為先進的高新技術(shù)。

 

其中，由上海市科委項目資助的交通運輸部上海打撈局牽頭的大噸位水下沉船免觸碰微損傷整體打撈技術(shù)，創(chuàng)新性地提出采用水下曲線頂管底幕法的免觸碰、微損傷大噸位沉船整體打撈技術(shù)，保護了沉船及其附近遺址的原生性、完整性和安全性，為水下考古等領域免觸碰微損傷整體打撈提供源頭保護。

 

該項目針對大噸位水下沉船整體打撈重大需求，通過自主技術(shù)創(chuàng)新和裝備研發(fā)，全新研發(fā)曲線頂管底幕法整體打撈工藝與裝備，揭示水下小曲率半徑曲線頂管底幕法“機-土-船”耦合體系整體穩(wěn)定性機理，提出曲線頂管智能頂進控制方法和技術(shù)，研究大噸位水下沉船免觸碰微損傷整體打撈仿真技術(shù)，研發(fā)大噸位水下沉船整體打撈提升技術(shù)，進而形成智能、高效和經(jīng)濟安全的水下沉船整體打撈共性關鍵核心技術(shù)，并在長江二號古船打撈任務中進行示范。該技術(shù)可適用于整體打撈沉沒于水下的不同規(guī)模和任意形狀物體，包括打撈船舶、飛行器、貨物等。該項目的實施為我國乃至國際水下打撈技術(shù)的突破提供了技術(shù)支撐，同時還將提升我國在水下考古等領域免觸碰微損傷整體打撈源頭保護的國際地位及影響力。

 

　　科學家們跨界“組團出擊”

 

圖片

 

今年9月6日，長江口二號古船整體打撈工程主作業(yè)船“大力號”到達古船所在水域，正式開展古船整體打撈和考古保護工作。

 

9月12日，古船整體打撈專用“端板-縱梁”組合框架沉放至設計位置。

 

9月29日，海上施工進入安裝弧形梁階段，正式下穿22組弧形梁中的第1組。

 

11月15日，第22組弧形梁穿梁到位。

 

11月17日，專用工程船“奮力輪”到達古船所在水域，整體打撈出水進入關鍵階段。

 

11月21日，經(jīng)過77天的海上施工奮戰(zhàn)，古船成功整體打撈出水。

 

21日零時40分，長江口二號古船的桅桿率先出水。圖/央視新聞

 

古船遺址水域打撈現(xiàn)場

 

在尋找和打撈長江口二號古船過程中，科學家們跨界“組團出擊”，以硬核科技賦能中國水下考古，催生出不少技術(shù)創(chuàng)新：“精?！毕盗袩o人艇，智能探測長江口二號古船位置、掩埋情況、周圍環(huán)境；采集海底極其微弱的“波浪能”，為長時間監(jiān)測保護長江口二號古船及船載文物的水下裝備充電；用計算機模擬長江口水域的“滄海桑田”，嘗試解密長江口二號古船沉沒原因……

 

古船遺址水域打撈現(xiàn)場

 

能夠在2022年內(nèi)順利實施長江口二號古船整體打撈，一方面依賴的是上海的高端制造能力和高效的組織能力，另一方面也證明了首創(chuàng)的弧形梁打撈技術(shù)的先進性、穩(wěn)定性和安全性。這些首次應用于考古與文物保護領域的技術(shù)，充分體現(xiàn)了文物保護與科技創(chuàng)新融合發(fā)展，為水下考古整體打撈模式提供了新方法、開辟了新思路、增加了新案例，為世界水下考古提供了中國理念、中國經(jīng)驗。