可單/雙打撈且一船多用的方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 ?要：國內(nèi)單邊抬浮力最大的打撈工程船，也可實(shí)現(xiàn)雙船并列聯(lián)抬，具有四點(diǎn)錨泊定位和DP動(dòng)力定位功能，強(qiáng)大的壓載調(diào)載系統(tǒng)和良好的穩(wěn)性裝載能力，國內(nèi)首次采用在甲板上布置液壓拉力千斤頂作為產(chǎn)生打撈抬浮力的方法，在沒有打撈任務(wù)時(shí)將液壓拉力千斤頂及配套的導(dǎo)纜滾輪和基座可以拆卸后可以進(jìn)行模塊及其他超大件貨物運(yùn)輸。

關(guān)鍵詞：單邊抬浮力;雙船聯(lián)抬;快速調(diào)載;超大件運(yùn)輸

0 引言

隨著海洋及航運(yùn)市場的的快速發(fā)展，我國對沿海港口通航密度增長，船舶大型化趨勢明顯，海洋開發(fā)作業(yè)工程增多。在重要航道和海區(qū)海區(qū)發(fā)生船舶及海洋工程設(shè)施沉沒阻礙航事的風(fēng)險(xiǎn)日益增加。受沉船（沉物）形狀、形態(tài)、尺寸大小不一以及沉沒水域的水深、地質(zhì)狀況不同等因素制約，利用傳統(tǒng)的起重、浮筒等打撈方式進(jìn)行打撈清障都有其特定的使用范圍，且傳統(tǒng)打撈方式在打撈重大、尺寸下的沉船或船體殘骸時(shí)還存在著技術(shù)瓶頸和能力不足。因此交通運(yùn)輸部救助打撈系統(tǒng)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)中要求設(shè)計(jì)建造12000噸單邊抬浮力打撈工程船，根據(jù)雙船配合工作的全新理念，兩船成對協(xié)調(diào)作業(yè)的最大打撈抬浮力可達(dá)到24000噸。

1 單邊抬浮力及雙船聯(lián)抬打撈

我司建造的12000噸單邊抬浮力打撈工程船，本船甲板上裝有強(qiáng)力牽引裝置，為了保證打撈過程中的單邊受力時(shí)的穩(wěn)性，具有強(qiáng)大的壓載水調(diào)節(jié)功能，本船共有45個(gè)壓載艙，配備6臺(tái)壓載泵，在艏部機(jī)艙和尾部泵艙內(nèi)分別布置3臺(tái)，日常4用兩備，其中一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，其他5個(gè)任何一個(gè)都可以代替其進(jìn)行壓載水調(diào)載， 4小時(shí)內(nèi)可以將全船壓載水置換完畢（見圖1），并布置一套壓載水處理裝置，為了使調(diào)載能力迅速準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)配置了先進(jìn)的閥門遙控和液位檢測系統(tǒng)，并和打撈系統(tǒng)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，在甲板控制室可以通過計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和控制（見圖2）。本船壓載水系統(tǒng)及壓載水艙透氣系統(tǒng)采用大口徑PE管，是一種全新的非金屬材料，制作、安裝、焊接工藝與常規(guī)鋼質(zhì)管不同，工藝技巧要求很高，但對減輕空船重量，提高船舶的抬浮打撈能力有顯著效果。本船的壓載工況有三種：航行工況、打撈工況、超壓載工況，本文著重論述打撈工況，打撈工況時(shí)又分為：空船打撈工況、100%油水打撈工況、50%油水打撈工況、10%油水打撈工況，不同打撈工況下又分出了不同打撈力需求下的壓載狀況，共計(jì)27種，涵蓋范圍很廣。

每條船在甲板上可以布置11組液壓千斤頂打撈設(shè)備，一舷布置千斤頂，另一舷則布置滑輪滾輪組（見圖3），打撈設(shè)備布置靈活。當(dāng)沉物所需打撈力大于12000噸時(shí)，就需要兩條船聯(lián)抬打撈，這時(shí)如果一條船用右舷打撈時(shí)，另一條則為用左舷打撈，故主甲板、內(nèi)底、外底、縱艙壁均采用縱骨架式，設(shè)計(jì)時(shí)甲板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成左右對稱，并能滿足液壓拉力千斤頂及配套的導(dǎo)纜滾輪和基座在左右舷都可以互換布置，每組打撈設(shè)備均布置在強(qiáng)框架或艙壁位置。

對于淺水區(qū)域打撈作業(yè)可以采用四點(diǎn)錨泊定位，在艏艉甲板各布置了兩個(gè)定位系泊錨機(jī)（見圖4），可以通過駕控臺(tái)遠(yuǎn)程控制，也可本地操作，錨泊定位系統(tǒng)具備自動(dòng)計(jì)算、平衡錨泊纜繩長度和張力的能力，使船舶在作業(yè)時(shí)，不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)向和流向的影響發(fā)生位置偏宜。停泊工況時(shí)為了節(jié)省能源，這時(shí)電力分配會(huì)自動(dòng)調(diào)整為由設(shè)計(jì)布置的停泊發(fā)電機(jī)供電，并通過400V配電板配電。

在潛水區(qū)域可以進(jìn)行單船作業(yè)，例如其他船舶由于擱淺或觸礁，導(dǎo)致傾斜側(cè)翻后，可以用單船布置的千斤頂及滾輪組等裝置先把翻船拉正（見圖5）。

深水打撈時(shí)采用DP-1系統(tǒng)進(jìn)行船舶自動(dòng)動(dòng)力定位，動(dòng)力定位時(shí)由3臺(tái)主發(fā)電機(jī)供電，通過690V主配電板配電，整個(gè)DP系統(tǒng)由測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、JOYSTICK系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)按照歐洲北海的海況進(jìn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)，抗風(fēng)、抗浪干擾和自動(dòng)定位能力很高（圖6、7）。在艏部安裝了2套管隧CPP側(cè)推裝置，尾部安裝了2套全回轉(zhuǎn)電力主推進(jìn)裝置，通過測量和控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)4種推進(jìn)組合方式的動(dòng)力定位，組合方式分別為：2套艏管隧側(cè)推+2套艉主推、2套艏管隧側(cè)推+1套艉主推、1套艏管隧側(cè)推+2套艉主推、1套艏管隧側(cè)推+1套艉主推，所以實(shí)際打撈定位時(shí)可以根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際水深和海況選取最經(jīng)濟(jì)的方式。

在淺水區(qū)域?qū)⒎蠹霸谏钏畢^(qū)域打撈時(shí)，需要雙船并排進(jìn)行聯(lián)抬打撈作業(yè)。將提升千斤頂固定在打撈工程船一舷甲板上，構(gòu)件夾持器則自由放到打撈工程船的另一舷甲板位置上，兩構(gòu)件用柔性鋼絞線連接，沉船過底鋼絲兩端分別與兩船相鄰兩舷的構(gòu)件夾持器連接。當(dāng)千斤頂在緊錨狀態(tài)下伸缸，就可以帶著鋼絞線移動(dòng)，鋼絞線帶連接器、鋼絲繩移動(dòng)，同時(shí)就會(huì)帶動(dòng)沉船上移（見圖8）。所有的千斤頂及液壓泵站等都能在甲板控制室通知計(jì)算機(jī)進(jìn)行同步控制和單獨(dú)調(diào)整控制，沉船或物打撈上浮后，兩船并列同步航行，將其運(yùn)輸?shù)浇吨付▍^(qū)域。

2 模塊及超大件運(yùn)輸

為了節(jié)省資源將本打撈工程船的作用發(fā)揮到最大，本船被設(shè)計(jì)成當(dāng)沒有打撈任務(wù)時(shí)，也可以進(jìn)行模塊及超大件運(yùn)輸營運(yùn)。

如果本船僅具有打撈功能，那么在沒有打撈任務(wù)時(shí)，只能?？吭诖a頭進(jìn)行等待，但即使船舶停靠在碼頭也需要維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，得不償失，因此本船在設(shè)計(jì)之初就將本船設(shè)計(jì)成兼有模塊和大件運(yùn)輸?shù)哪芰Γ瑸榱藢?shí)現(xiàn)這一功能，總體、結(jié)構(gòu)、舾裝、管系、電氣的設(shè)計(jì)就要同時(shí)滿足兩種功能的需求，而且也要易于實(shí)際運(yùn)營操作，因此設(shè)計(jì)之初對于本船的強(qiáng)度、穩(wěn)性就按照滿足打撈和模塊大件運(yùn)輸來計(jì)算的，穩(wěn)性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度既能滿足打撈時(shí)船寬方向的彎矩和抗橫傾能力，也能滿足運(yùn)輸模塊大件時(shí)所需甲板載荷強(qiáng)度和穩(wěn)心高度要求，壓載水調(diào)載能力既能滿足打撈作業(yè)時(shí)快速調(diào)載能力，也能滿足模塊大件從船側(cè)或船尾上船的調(diào)載及穩(wěn)性要求。為了便于打撈和運(yùn)輸功能的轉(zhuǎn)換，甲板上千斤頂及滾輪組等打撈設(shè)備與基座都是螺栓連接，其基座與甲板焊接的地方都是加厚板并有墊板保護(hù)，避免重復(fù)焊接對板材和強(qiáng)度有損耗。當(dāng)運(yùn)輸模塊大件時(shí)艉部甲板上的定位錨機(jī)設(shè)備同打撈設(shè)備一樣也可以從甲板上拆卸后儲(chǔ)存到庫房中，等到再有打撈任務(wù)時(shí)再進(jìn)行安裝，為了節(jié)省拆卸回裝工作所有電纜、管系都與甲板下的電纜、管系設(shè)計(jì)成了活絡(luò)可對接拆卸接口。經(jīng)過這樣考慮周全的設(shè)計(jì)，本船不僅具有打撈的功能也具備了模塊大件運(yùn)輸?shù)哪芰Γㄒ妶D9），而且兩種功能轉(zhuǎn)換起來十分方便。

3 結(jié)語

顯而易見，隨著現(xiàn)役船舶噸位的不斷提升，打撈沉船的噸位也在增大，沉船打撈呈現(xiàn)出向大噸位發(fā)展的趨勢，并且隨著海上經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的增長，航運(yùn)、海洋開發(fā)等活動(dòng)海域不斷擴(kuò)張，使沉船打撈也向著遠(yuǎn)海大深度方向發(fā)展，國內(nèi)常用的沉船打撈方法和工藝還停留在傳統(tǒng)水平，能滿足的打撈水深較淺和打撈需要的時(shí)間也較長，由于打撈能力不足，發(fā)生“一船沉沒、全港癱瘓”的概率提高，這就要求搶險(xiǎn)打撈技術(shù)必須向大噸位、大深度、信息化、智能化方向發(fā)展和提高，大深度和超大深度潛水打撈技術(shù)和裝備是當(dāng)前搶險(xiǎn)打撈領(lǐng)域發(fā)展的重中之重。

利用液壓鋼絞線同步提升技術(shù)，通過兩艘專用打撈工程船，配合拉力千斤頂進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，可有效解決傳統(tǒng)方式的不足，滿足在深水區(qū)域打撈作業(yè)的需求，并且通過多功能的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了一船多用，不僅為我國大噸位、整體打撈能力提升提供了一條新的途徑，也為如何避免產(chǎn)生船舶資源閑置提出了好的設(shè)計(jì)參考實(shí)例。

參考文獻(xiàn)：

[1] 饒森.上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司.國內(nèi)首艘抬浮力打撈船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析2015[M].船舶與海洋工程，2015.

[2] 中國船級社. 鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2012[S].

[3] 中國海事局. 特殊用途船舶安全規(guī)則2008[S].

[4] 王祖溫.大連海事大學(xué).救助打撈裝備現(xiàn)狀與發(fā)展 2013[M].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013.

作者簡介：

梁慧君，性別：男，1979年7月28日出生，籍貫：山西省原平市。學(xué)歷：本科學(xué)士。職稱：工程師，研究方向：船舶與海洋工程設(shè)計(jì)建造。單位：大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司。

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