工程船舶拋錨定位技術(shù)及應(yīng)用探究

馬洪強(qiáng)

摘 要：工程船舶在進(jìn)行候泊、候潮、錨地過駁、鉆探施工、起重施工或避風(fēng)時，都需要進(jìn)行拋錨。隨著船舶越來越大型化、海上工程施工越來越深水廣袤化的趨勢，深水拋錨將越來越頻繁、越來越難。錨泊操縱并不復(fù)雜，但由于疏忽大意、海洋條件差、拋錨方法不當(dāng)?shù)仍?，常會出現(xiàn)斷鏈、丟錨、損壞錨機(jī)，甚至走錨擱淺等事故。因此，在深水拋錨作業(yè)過程中，正確選擇錨地水深、出鏈長度和拋錨方法，是防止發(fā)生上述事故的主要舉措。

關(guān)鍵詞：大型工程船舶；走錨擱淺；深水拋錨；錨地水深；拋錨定位

1 錨碇系統(tǒng)規(guī)劃

1.1 工程船舶錨泊系統(tǒng)布置型式

工程船舶在工作時，受到的環(huán)境力既有縱向的也有橫向的，而且還有一定的轉(zhuǎn)艏力矩，所以工程船的錨鏈?zhǔn)窍蛩闹馨l(fā)散分布的，各支鏈的布置方向應(yīng)該根據(jù)風(fēng)、浪、流的大小和方向來確定。大風(fēng)向、浪向基本上與大流向一致，一般縱向載荷較大，橫向載荷較小。 在對工程船舶的錨泊系統(tǒng)分析時，可以將其簡化為長方形。

1.2 錨泊規(guī)劃

大型施工船舶拋錨定位較困難，走錨、斷纜風(fēng)險較大。另外，大型船舶需在各墩之間相互挪動，船舶拋錨、起錨頻繁，對水上作業(yè)工效影響較大。錨位設(shè)置原則如下： 1）錨位的設(shè)置滿足各類船舶能在橋區(qū)各墩位處相應(yīng)的施工區(qū)域拋錨定位； 2）錨位選地不應(yīng)占用主航道或影響碼頭的裝卸作業(yè)及船舶調(diào)度； 3）錨位的選擇需考慮錨纜長度和角度，保證船舶能在較大范圍內(nèi)移船。

2 錨泊系統(tǒng)設(shè)計

2.1 錨體制作

對水上施工船舶錨碇系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計，在確保船舶拋錨定位安全作業(yè)的基礎(chǔ)上，提高船舶水上施工作業(yè)工效?？紤]到橋區(qū)復(fù)雜水文條件，常規(guī)錨無法滿足大型船舶水上施工作業(yè)要求，采用重力式錨，錨體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單個錨重100 t，利用拖輪或起重船一次拋錨到位，施工中用浮桶懸浮，掛纜鋼絲繩。錨體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長 6.8 m，寬 5 m，高 1.86 m；混凝土錨預(yù)埋錨鏈為φ90 有檔錨鏈，每條錨鏈 7 個錨鏈環(huán)扣，埋入錨體內(nèi) 4.5 扣，外露 2.5 扣；錨鏈扣位于錨體內(nèi)的部分設(shè)置加強(qiáng)鋼筋。錨體刃角鋼板采用 Q235 鋼板厚度 10 mm，刃角鋼板錨固鋼筋采用“L”形 HRB335 鋼筋 φ20 mm，短肢與刃角鋼板焊接，長肢錨入混凝土；吊耳采用Q345 鋼板加工，鋼板厚度 30 mm；吊耳吊孔為 φ45 cm 圓孔，兩側(cè)各焊接一個寬度 8 cm 同心加強(qiáng)圈加強(qiáng)圈外緣與吊耳鋼板焊接；吊孔內(nèi)邊緣必須打磨圓滑，以保證混凝土錨下放到位后鋼絲繩水下自動脫鉤時，鋼絲繩從吊孔內(nèi)順利退出；吊耳位于錨體內(nèi)的部分設(shè)置加強(qiáng)鋼筋和加強(qiáng)肋板。

2.2 錨泊線設(shè)計

通常說的錨索鏈?zhǔn)侵稿^索、錨鏈的統(tǒng)稱。錨索一般都是用鋼絲繩，它由若干鋼絲先擰成股，再有若干股擰成索。錨鏈?zhǔn)怯珊芏噫湱h(huán)連接而成的。鏈環(huán)可分為有擋鏈環(huán)和無擋鏈環(huán)。有擋者是在每個鏈環(huán)的中央有一橫擋，它的強(qiáng)度高。同樣的鏈，有擋者的強(qiáng)度較無擋大于高 20 %。索和鏈的強(qiáng)度隨其直徑和材料而異，鏈的強(qiáng)度還隨它生產(chǎn)的方法（如焊接或鑄造）而不同。錨纜浮漂連接錨體預(yù)埋錨鏈通過 φ90 mm 連接鏈環(huán)連接 55 m 長 φ90 mm 錨鏈，錨鏈等分為 27.5 m長兩段，之間通過 φ90 mm 連接鏈環(huán)連接；錨鏈之后通過 φ90 mm 卡環(huán)連接 80 m 長 φ68 mm 錨纜，φ68 mm 錨纜末段通過 φ50 卡環(huán)連接分別連接浮漂鋼絲繩和工程船纜繩，錨纜浮漂鋼絲繩型號為 φ40 mm，長度根據(jù)不同錨位的水深長度約為 55～ 70 m，錨纜浮漂與鋼繩絲采用 φ40 mm 卡環(huán)連接。

3 拋錨定位

3.1 錨體拋設(shè)

考慮現(xiàn)場風(fēng)浪條件，錨體拋設(shè)考慮先 4 個 80 t 混凝土錨，依次拋設(shè) 18N#、20N#、21N#、23N#，各崗位配合熟練后，進(jìn)行南側(cè) 100 t 混凝土錨和鐵錨拋設(shè)?；炷铃^采用 1 000 t 浮吊起重船、海力 803全回轉(zhuǎn)拖輪、海建 32 拋錨艇配合一次拋設(shè)到位。以 23S#錨拋設(shè)為例，詳細(xì)步驟如下：

1）材料準(zhǔn)備（一個錨的材料）

1 條 80 m 長 φ68 mm 起錨纜、1 條 70 m 長 φ40 mm 鋼絲繩、1 個浮漂、2 條 27.5 m 長 90 型錨鏈、1 個 90 型連接環(huán)、2 個 90 型卸扣（肯德式卸扣）、1 個 50 mm 卡環(huán)、1 個 40 mm 卡環(huán)、4 個 25 t 卡環(huán)、4 個別針（φ127 mm 鋼棒，材質(zhì)為 Q345）、4 根 60 m 長 φ21.5 mm 鋼絲繩，大小錘各一把、大麻繩若干條，割刀一把、氧氣乙炔若干等。

2）連結(jié)

在甲板上，先將 2 條 27.5 m 長錨鏈用 90 型肯德式卸扣連結(jié)。φ68 mm 起錨纜與 φ40 mm 鋼絲繩用 50 mm 卡環(huán)連結(jié)。拉直 φ40 mm 鋼絲繩，讓其一頭連接在拋錨艇的卷揚機(jī)鋼絲繩上，進(jìn)入卷揚機(jī)，另一頭用大麻繩將其捆綁栓在浮吊船樁上；隨后用浮吊索具鉤順直 φ68 mm 起錨纜，讓其一頭與 φ40 mm鋼絲繩用 50 mm 卡環(huán)連結(jié)，索具鉤下落，解開大麻繩，同時拋錨艇上卷揚機(jī)絞進(jìn)，直至 φ68 mm 起錨纜另一頭接近甲板，然后同樣用大麻繩將其自由頭捆綁栓在浮吊船樁上。在拋錨艇上要事先吊 1 個 40 mm卡環(huán)和 1 個浮漂放在甲板上，暫時不用連接，等最后拋錨時才連接。

3）起吊

第一次吊起吊混凝土錨的 2 根 62 m（φ45 mm，124 m 長雙折）鋼絲繩時，鋼絲繩并未擺順，所以先要在甲板平面上理順鋼絲繩，將同一根鋼絲繩的兩個自由頭用綁扎鋼絲捆綁在一起，以免錯亂打絞，然后用索具鉤從每根鋼絲繩 2 折中間位置逐一吊起至混凝土錨吊耳位置，將其插入吊耳耳環(huán)，對折鋼絲繩，首次插入時，中間位置圓弧很大，想插入耳環(huán)時，很費力，要用手拉葫蘆拉或者多人壓才行，插入之后立馬用一個別針卡好，同時將別針用綁扎鋼絲雙折綁在耳環(huán)上，防止因風(fēng)浪，鋼絲繩擺動，造成別針脫落或者插入太深。

4）下放到位

混凝土錨懸吊至混凝土錨準(zhǔn)確位置后，開始下鉤。起初，大小鉤同時下落，小鉤始終保持松弛狀態(tài)，確保不能半路脫鉤。大小鉤下落同時，拋錨艇上卷揚機(jī)配合松繩，只保持繃緊狀態(tài)，但不過度受力，只要確保錨齒朝向正確即可。一直下放，直至混凝土錨完全著床，此時說明已脫鉤。然后開始其索具鉤，確保別針完全抽掉。

5）起鉤、歸位

起鉤、匯繩。同時起大小鉤，至即將出水面位置，轉(zhuǎn)大臂。將索具鉤鋼絲繩首先拉出來，匯在甲板上，自由頭綁在一起，以免攪亂，下次不好掛鉤；等索具鉤鋼絲繩匯好之后，轉(zhuǎn)大臂，讓混凝土錨鋼絲繩搭在浮吊船舷上或者整體搭在甲板混凝土錨塊上面，然后落大鉤，對稱的去掉混凝土錨鋼絲繩，每 2 個頭子，用綁扎鋼絲捆綁在一起。這樣，下次掛鉤時，再不用擺順鋼絲繩，避免了不必要的麻煩。

6）混凝土錨起收

混凝土錨采用 1 000 t 起重船起收，起收施工時，先用浮吊小鉤提升浮漂，至φ90 錨鏈提出水面，通過 φ90 卡環(huán)將浮吊大鉤鋼絲繩與錨鏈連接，提升浮吊大鉤，將混凝土錨提出水面至事先停靠在施工區(qū)域的駁船，完成混凝土錨起收。

3.2 定位作業(yè)

打樁船及浮吊拋錨定位按照沉樁順序進(jìn)行，其拋錨布置是：船首位置拋兩只成“八”字型的錨，船尾位置各拋兩對交叉錨，共六只，各邊錨的拋錨定位由拖輪單船執(zhí)行，吊樁及樁位的調(diào)整依靠六根錨纜進(jìn)行。拋錨定位總原則是：所有錨纜不影響已施沉的樁。打樁船及浮吊施打完成一根鋼管樁后，通過錨纜使打樁船后退、移位，鋼管樁運輸甲板駁臨時進(jìn)入樁架附近，打樁船攜樁后，甲板駁退出，通過錨纜使打樁船前進(jìn)至樁位處，進(jìn)行鋼管樁施沉施工。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王逢辰， 古文賢， 鄭經(jīng)略. 船舶操縱與碰撞[M]. 北京： 人民交通出版社， 1992.