疏浚船救助工程技术分析

摘要：沉船打捞多使用内浮力自浮、浮吊外力吊抬、液压设备抬浮、浮筒打捞等工艺。案例难船救助工程中海损船舶高位搁浅，经过科学计算及合理的施工安排，达到快速救助效果。案例工程为救助工程中常见案例，实际操作过程对类似救助工程有指导意义，可作为类似案例的参考。

关键词：救助工程；打捞工艺；施工

引言

为适应我国经济快速发展，我国航运能力快速提升，随之带来的船舶海损事故也频繁发生，船舶发生海损后，影响通航、港口作业等，需要对海损船舶进行快速打捞清障作业[1]。为恢复沉没船舶的浮性和稳性“对其打捞过程进行力学分析”利用软件进行模拟仿真[2-3]，辅助沉船打捞工艺设计，达到快速打捞/救助目的。本文结合某搁浅船救助作业，基于软件模拟计算其搁坐力及进行拖浅分析，与实际作业施力对比，分析设计的合理性。

一、工程案例

案例船舶冬季在烟台西港工地防抗东北风的过程中走锚，搁浅于烟台西港在建码头，该船基本参数如下：船长：56m船宽：22m型深：3.75m设计水线：2.15m空船重量：2,160t高位搁坐在码头石头上，舱内进水，水上部分未发现船底有破损。左后桩外有礁石，最高点离海底1.5m左右区域约4m×5m。船体左舷海底地质大部分为沙地，从淡水舱向前舱室悬空，左前舱室悬空约1.5m；右舷海底地质大部分为石头，船头悬空，主要的搁坐力集中在大吊底座位置。高潮左倾13°，低潮右倾14°。

二、计算分析

沉船打捞多使用内浮力自浮、浮吊外力吊抬、液压设备抬浮、浮筒打捞等工艺[4]。本次难船救助工程中海损船舶高位搁浅，除难船船底破损外，其它位置完好。由于周围水深较浅，且港池正在开挖过程中，作业空间小，大型作业船无法进入。经现场考察，技术人员决定利用潮汐，使用本船内浮力、借助作业施工船拖拽进行拖浅的技术方案。在传统打捞工程中，拖浅力的计算采用经验公式及半经验公式，所得的结果往往与实际结果偏差较大[5]，为准确计算拖浅过程需要的拖拽力，本工程使用软件进行搁坐力分析，从而计算拖拽力。分析软件为GHS软件，多次在沉船打捞救助中使用该软件进行模拟，结算结果可靠、准确。

1．建立模型

基于GHS软件，结合图纸进行建模，计算中忽略风力作用，简化建模程序，加快建模速度，只考虑难船船体部分，忽略上层建筑及吊机，模型如下：2．计算思路救助工艺设计利用潮水，对难船进行压气排水，充分利用内浮力，在高潮时利用作业工程船的拖拽力及现场拖轮的协同，将难船从岸边拖入水中，再调整内浮力使沉船达到自浮状态。基于以上思路，分析主要船舶状态结果如下：

三、救助工艺

由于难船高位搁浅，因此总的救助思路是：卸载难船左舷的抓斗及三根定位桩，对左舷的舱室压气排水，转动难船船尾；对难船右舷舱室充气，整体出浅。为了达到基于软件进行的计算结果，需要解决以下几点问题：

1．难船卸载

难船三根贯穿船体的定位桩及固定在甲板抓斗。因定位桩贯穿船体，与桩孔之间的间隙仅有2cm，且船身倾斜摩擦力大，受作业环境限制现场作业工程船为100t吊力潜水作业浮吊，吊机无法直接吊除定位桩。后来经过研究，决定用难船自带的拔桩系统，借助作业工程船绞盘施加外力的方法拔桩，最终将三根定位桩吊除。固定甲板的抓斗直接由浮吊船吊除，总计减重270t。

2．内浮力

难船发生事故时受风浪流力作用漂到岸石上，属救助打捞中高位搁浅工况，船底被岸石抵破。救助打捞作业中利用内浮力一般使用水泵抽水法、压气排水法两种工艺。鉴于本案例个别舱底破损严重，设计使用压气排水法进行难船内浮力的恢复。本案例难船进行内浮力恢复存在以下问题：（1）舱室串气一般情况下，船舶的舱室都要进行水密试验，但是空舱因为种种原因无法达到水密，即互相串气。但空舱与有水舱室之间一般不会串气，空舱与空舱之间串气的可能性比较大。在日后的打捞中，压气排水试验时应重点注意。（2）循环水舱之间串气针对有吊机的船舶，应注意主机是否靠循环水来冷却。如需要，应注意循环水舱之间的平衡管是否关闭，以及通向主机循环水箱的水管是否关闭。难船在关闭了左右循环水舱的平衡管之后，仍然漏气，主要是因为通向主机循环水箱的水管未封死。（3）测深孔中间锈腐在压气排水的过程中，往往采用测深孔出水的方式，针对船龄较长的船舶，测深孔有中间锈腐的可能，例如右舷淡水舱、右舷循环水舱。在压气排水过程中，测深孔冒气之后，从测深孔测量舱室水位，仍有1m多的水，这是测深孔中间锈腐的典型现象。为了解决这个问题，水上舱室采用了封堵原有测深孔，在舱室的下峰用无缝钢管（一般采用1.5寸）重新安装出水管；水下舱室采用了船底低位开洞的方法。

3．拖浅

根据计算搁坐力，乘以摩擦系数及安全系数，计算所需拖拽力：其中：G—计算搁坐力；为此，设计作业工程船利用艉部两台绞车连接到难船艉部两个生根点，作业工程船艏部抛两口定位锚，一口航行锚；拖轮艉部拖缆连接到难船艏部一个生根点，艏部抛两口航行锚，就位示意图如下：结合当地潮汐表，在最高潮位时进行拖浅作业，首先工程船绞车发力，将难船船艉拖浅，难船转艉后以工程船为主，拖轮为辅协助难船最终拖浅。后经现场统计，工程船最大绞拖力为45t，拖轮最大绞拖力8t，由此可见软件计算结果基本吻合实际作业情况。难船出浅后调整难船压载水，按照软件模拟结果进行舱室压载水调整，使沉船达到设计状态。调整拖轮拖缆，回收工程船绞缆，按照业主要求将难船拖到指定码头交船，至此案例船舶救助完成。

三、结语

案例难船救助工程为救助工程常见案例，实际操作过程对类似救助工程有指导意义，可作为类似案例的参考。对于应急抢险打捞作业，合理的计算及施工工艺是工程顺利开展的关键，本工程计算结果经验证与实际作业相差不大，两救助船舶的就位方式实践证明是科学的，且两船协助作业圆满完成案例船舶的救助作业。

参考文献

[1]张伟，蔄耀辉.高效的沉船打捞技术分析[J].液压气动与密封，2014，10：56-59.

[2]张永强.“夏长”轮打捞起浮过程的数值模拟与分析[J].船海工程，2017，8，46（4）：177-181.

[3]潘德位，孙德平等.起重机械打捞沉船的计算与分析[J].大连：大连海事大学，2014，11，40（4）：7-12.

[4]花志.内河航道沉船清理打捞方法.水运工程[J].2003，06：35-37.

[5]潘德位，林成新等.基于GHS软件的倾覆船舶板正计算与分析[J].水利水运工程学报，2014，12，6：78-83.

作者：张中兴 单位：烟台打捞局救捞工程船队