双驳抬吊沉船浮装半潜船工艺介绍

牛康宁 金桐君 蒋 岩 王伟平

双驳抬吊沉船浮装半潜船工艺介绍

牛康宁 金桐君 蒋 岩 王伟平

“世越号”沉船打捞采用托底钢梁双驳船抬吊整体起浮方法，当“世越号”被提升到吃水9米时将和两条抬浮驳“招商重工1号”和“招商重工3号”一起转移进半潜船，由半潜船进行整体起浮出水。在整个过程中，“世越号”将与两条抬浮驳组成超大型结构，操作起来非常困难。以“世越号”打捞工程为例对双驳抬吊沉船浮装半潜船工艺进行详细介绍，内容包括拖航移位、沉船进档和重量转移三个作业环节，此工艺尤其适合大吨位沉船的整体打捞。

“世越号”打捞；双驳抬吊；浮装半潜船；拖航移位；重量转移

随着世界经济的发展和航运的兴旺，造船技术和能力不断提高，海上运输行业的发展迅速，导致船舶事故频繁发生。船舶发生海损之后，若影响到通航、港口作业及涉及遇险人员寻找往往需要对沉船进行打捞。

目前传统打捞钢质沉船的方法主要有封舱抽水打捞、封舱充气抽水打捞、压气排水打捞、浮筒抬浮打捞、浮吊打捞以及解体打捞。但是对于一些具有特殊要求（保持难船原貌、整体打捞）的大型沉船来说，上述打捞方法无法满足要求。托底钢梁双驳船抬吊打捞法在“世越号”打捞中首次使用，在抬吊过程中沉船受力均匀，能够很好地防止沉船遭到破坏，特别适合大型沉船的整体打捞。当难船被提升到一定吃水时，将其和两条抬浮驳一起转移进半潜船，由半潜船进行整体起浮出水。

两条抬浮驳抬吊沉船浮装半潜船的过程主要有拖航移位、沉船进档和重量转移三个环节。在整个过程中，沉船将同两条抬浮驳“招商重工1号”（ZSZG1）和“招商重工3号”（ZSZG3）组成超大型结构，使得施工过程非常困难。在拖航移位环节，由于整个拖航系统尺寸非常庞大，周围环境因素对拖航安全影响较大。在进档环节，由于驳船和半潜船之间间隙较小，操作起来非常困难。如何保证拖航过程中整个系统的稳定性，使抬浮驳和沉船所组成的大型结构顺利地进半潜船，安全地将沉船重量转移给半潜船，这是之前打捞工程中所不涉及的。本文以“世越号”打捞工程为例，深入分析双驳抬吊沉船浮装半潜船工艺。

一、沉船的拖航移位

双驳抬吊沉船浮装半潜船的第一个环节为拖航移位。沉船和两条抬浮驳（ZSZG1和ZSZG3）组成一个庞大的整体，在拖航过程中受水流的影响较大。为了保证拖航过程中系统的安全性以及正确有效地布置拖航船舶，在设计之初需要对整个系统在拖航过程中所受到的阻力进行计算。当沉船被提升到一定吃水后，需要在沉船和ZSZG1、ZSZG3之间通过带缆固定沉船，进而保证沉船在拖航过程中的安全性。

1. 拖航阻力计算

图1为抬吊系统示意图，包括ZSZG1、ZSZG3和“世越号”，相应的主尺度及参数如表1所示。

表1 船舶主尺度及参数

在拖航作业过程中要求风速不超过8米/秒，有义波高不超过1米，流速不超过0.8米/秒。尽管整个系统可能处于横流的环境当中，但是只有流速在1节以下时系统才进行转向。

整个拖航系统在风、浪、流同向时受力最大，在计算过程中假定风、浪、流同向。经过计算，拖航系统纵向所受最大合力为56.75吨，横向所受最大合力为59.98吨。在拖航过程中，“华铭”作为主拖轮，其他4艘4 000马力全回转拖轮在4个角处辅助，船舶布置见图2，校核结果见表2。

图2 “世越号”拖航设计图

2. 沉船的绑扎固定

在“世越号”出水至与ZSZG1甲板相平的时候，在“世越号”和抬浮驳之间、抬浮驳和抬浮驳之间开始带缆，完成带缆后继续提升。“世越号”上的带缆点利用了之前施工中为安装橡皮浮筒开的孔。这次抬浮作业前，潜水员已经在这些孔上连接了系固的短千斤。此次带缆共用24根缆绳和8根钢丝绳，每条抬浮驳和“世越号”之间带缆13根，其中5根负责横向力，全部为缆绳，8根负责纵向力，缆绳和钢丝绳各4根。为了保证整个系统的稳定，两条抬浮驳首部和尾部分别带3根缆绳，避免在拖航过程中系统发生横向晃动，详细的带缆图见图3。

表2 校核结果

图3 抬吊系统带缆图

3. 船舶布置及拖航方法

当“世越号”被提升到吃水9米时，调整ZSZG1和ZSZG3两条抬浮驳的压载使“世越号”保持水平。接下来抬浮驳起锚，两条驳船的布置图见图4，仅保留ZSZG1的8#锚，即图4中的8。等待合适的流速和流向。

当流速和流向满足要求后，起最后一个锚准备拖航。整个船队由9 000千瓦的大马力远洋拖轮“华铭”轮领拖，出3根主拖缆分别带到ZSZG1、ZSZG3和“世越号”尾轴上，同时4条全回转港作拖轮辅助带拖，将整个船队从“世越号”抬浮现场拖带到1.7海里之外的半潜船White Marlin沉放点。此时，半潜船已经按照预先设计沉放到吃水26米位置。“世越号”拖航施工图见图5。

图4 抬浮系统抛锚图

图5 “世越号”拖航施工图

二、沉船进档

半潜船White Marlin尾浮箱和首楼之间的距离为158米，ZSZG3总长152.5米，ZSZG3首尾和半潜船之间的最小距离之和只有5.5米，对于操作整个抬吊系统这样庞大的结构进入如此狭小的空间非常困难。而为了能够把“世越号”安全放置到位，在进档过程中拖航船队通过周围拖轮的辅助以及利用半潜船上的绞车收紧抬吊系统的缆绳来慢慢移动。

在拖航船队起锚前，半潜船开始压载下潜。半潜船处于逆流环境当中，为了提高半潜船的稳定性，船首需要抛锚并且需一拖轮顶流拖带，半潜船布场图见图6。

图6 半潜船布场图

半潜船上共布置锚机14台，船首8台，船尾6台，防撞梁紧贴首楼，详细位置及编号见图7。

图7 半潜船锚机和防撞梁布置图

当拖航船队到达半潜船附近后，半潜船首3#锚机带缆到ZSZG3船尾，7#锚机带缆到ZSZG3船首，2#、3#锚机带缆到ZSZG1船尾，10#锚机带缆到ZSZG1船首，4#、6#锚机交叉带缆到ZSZG1右舷，保持ZSZG1首尾和半潜船之间的间隙。1#、2#拖轮在ZSZG3左舷带缆，3#、4#拖轮在两艘抬浮驳船尾带缆，5#拖轮在半潜船船尾带缆，作为应急之用。6#、7#大马力拖轮分别在半潜船、抬浮驳船首带缆，辅助船队控制相对位置，见图8。

通过收紧半潜船与抬浮驳之间的缆绳，拖轮协助船队沿防撞导向桩向半潜船船中位置平移。1#和5#缆绳分别带到ZSZG1船首和船尾用于稳定船位。4#拖轮与ZSZG1解缆，与ZSZG3船尾带缆，见图9。

图8 步骤一

图9 步骤二

船队横向进档20米左右，沉船即将进入半潜船。首1#锚机带缆到ZSZG3船首，解除4#、6#锚机交叉缆，4#锚机带缆到ZSZG1船尾，6#锚机带缆到ZSZG1船首。4#拖轮与ZSZG3解绑，移船到半潜船左后方待命，见图10。

图10 步骤三

ZSZG1继续平移至半潜船左舷，调整1#、2#锚机缆绳位置，5#、3#锚机分别带缆到ZSZG3首尾，解除10#锚机缆绳将9#锚机缆绳带到ZSZG1船首。为避免半潜船船首3#横缆和半潜船船体相碰，需在相碰之前进行解除。此时ZSZG3即将进入半潜船，注意调整船位避免与半潜船相撞。4#拖轮与ZSZG1船尾带缆，控制ZSZG1姿态，见图11。

船队继续平移直至将沉船转移到半潜船载货区域，1#锚机带缆到ZSZG3船尾，分别增加8#和首2#缆绳到ZSZG1首尾固定船队位置。半潜船船尾浮箱上钢丝缆连接到沉船上，固定沉船。最终沉船和抬浮驳相对于半潜船的位置见图12。

图11 步骤四

图12 沉船和抬浮驳相对于半潜船的位置

三、重量转移

船队在完成进档之后，半潜船开始排载起浮作业。此时半潜船甲板上的支撑轨道距离托底钢梁还有平均2米多的间隙。在半潜船吃水达到23.6米时，两条抬浮驳ZSZG1和ZSZG3钢绞线受力有所减小，表明半潜船轨道已开始接触托底钢梁。停止起浮。

由于“世越号”不同于一般的海上浮运货物，船体内已经进水，基本没有浮力，同时货物的准确重量重心位置根本无法准确确定。这给起浮过程中的稳性带来了极为不利的影响。

根据设计程序，转移重量的过程需要抬浮驳压载和半潜船排载交替进行。首先在半潜船吃水23.6米时，两条抬浮驳分别压载增加吃水，转移部分重量至半潜船，使半潜船吃水继续增加至24.3米；之后半潜船开始排水继续起浮至24.0米吃水停止；抬浮驳继续压载，半潜船吃水到达24.3米后继续起浮至24.0米……，如此程序反复进行，“世越号”重量逐渐全部转移到半潜船上。

最终，抬浮驳继续压载时，半潜船吃水保持在24.0米不变，则可认为“世越号”重量已完全转移至半潜船。此时抬浮驳上的钢绞线大部分已经呈松弛状态，可以逐步拆除钢绞线锚头与起吊钢丝的连接，然后两条抬浮驳远离半潜船，见图13。最后由 “大力号”回收半潜船钢绞线，见图14。

图13 钢绞线拆除示意图

图14 钢绞线回收示意图

四、总结

本文通过“世越号”打捞工程对双驳抬吊沉船浮装半潜船工艺进行了详细介绍，内容包括：拖航之前的绑扎固定、阻力计算，拖航过程中船舶配置；进档过程中缆绳的布置以及变换，辅助拖轮的布置；重量转移以及两条抬浮驳解缆的过程。此工艺解决了无自浮力或自浮力不足的大型结构物海上装载运输的技术难题，同时克服了大型船组进入半潜船时容易发生碰撞等实际操作的难点，给一些特殊海洋结构物装载运输提供了一种可靠的方法。

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.09.004

牛康宁（1989—），男，交通运输部上海打捞局，工程师，硕士。

金桐君（1983—），男，交通运输部上海打捞局，工程师。

蒋岩（1962—），男，交通运输部上海打捞局，副局长/总工程师，硕士。

王伟平（1960—），男，交通运输部上海打捞局工程船队，党委书记/高级工程师。