柔性浮筒打撈新技術[1]

永泰長榮

大型沉船整體的打撈方法主要有浮筒打撈、浮吊打撈等。目前，浮筒法中所有 浮筒幾乎都是用硬質材料的剛性浮筒。大型浮筒起浮能力有800噸，其體積即有 800mf。 如此巨大的體積和自重，其在下潛和捆綁于沉船時，受水下的特殊環(huán)境影 響，需要很昂貴的設備和較長的時間才能完成浮筒與沉船的系綁。如果沉船傾覆 嚴重，在扶正前，硬質浮筒很難捆綁于沉船傾斜一側上。加上浮筒占用空間大，使 一艘救撈船所載浮筒不能滿足打撈自重萬噸沉船所需。這些都使打撈作業(yè)效率 低、成本高。

柔軟性材料制作的柔性浮筒可卷成圓筒狀儲運或下潛，此時其體積不足剛性 浮筒的1/20,自重更小。這樣使得單船柔性浮筒儲運能力就可能超過目前全國所 有剛性浮筒起浮能力16000噸的總和，打撈能力將極大提高，還使浮筒下潛時受水 文條件的影響相對變得很小，水下作業(yè)效率提高。然而，柔性浮筒在充氣上浮過程 中，隨水深減小而膨脹將給打撈帶來致命影響。本文將對柔性浮筒在打撈沉船中 的應用進行介紹。
一、打撈系統(tǒng)
一般由大型打撈船、拖船、柔性浮筒、柔性吸盤、深海潛器、各種專業(yè)打撈人員 等組成。
1.柔性浮筒
由高強度編制纖維橡膠或不銹鋼絲與橡膠等復合材料制成，圓筒型直徑分別 為 3m、4m、5m、6m,起浮能力分別為75噸、120噸、200噸、300噸。進氣、排氣、泄氣 閥的流量與其規(guī)格相適應。柔性浮筒起浮時所受載荷將集中于浮筒的縱向經(jīng)線 ——不銹鋼絲上。經(jīng)線總截面應按承載能力的2倍選取。這是考慮到在水介質中柔 性浮筒的緩沖性能好，遇到突然過載時能通過緩沖而使鋼纜峰值應力降低，避免拉 斷。浮筒圓周方向的拉應力，以浮筒承受最小彈性膨脹內壓力0.21MPa為設計準 則。單向泄氣閥的出口壓力調節(jié)為0.03MPa。我國已能生產直徑2m, 承受最大內壓 力1.1MPa起重用柔性氣囊，也可用于打撈小型沉船。
柔性浮筒平時纏繞在直徑300mm 的專用卷軸上存放。卷曲浮筒前，給浮筒中 充入適量空氣，使浮筒卷軸及吊鉤等平均密度約等于1,以便潛水員或潛水器的機 械手搬運。柔性浮簡的重量相對很輕，以200噸起浮力為例，總重不超過800kg。
在深水處，壓力很大。對于沉船不便于系鋼纜的局部，如陷于泥沙之中而又沒 有懸掛位的船舶底部或潛艇，就可用柔性吸盤吸附在船舶或潛艇表面，提供懸掛 位。例如，在100m 深處，每平方米有效吸盤面積可承載100噸。為便于吸盤的安裝 和使船體受力均勻，每塊吸盤的面積不大于1m2。若要承載巨型浮筒，可將多個吸 盤并聯(lián)后串接于鋼纜上。
二、打撈作業(yè)
打撈船動力定位后，使引導錨墜落于沉船中部一側約10m 處。將浮筒一端用 帶開啟環(huán)的纜繩與配重錘連接，再將開啟環(huán)套在系錨纜上，然后將浮筒和重錘一同 拋入水中，浮筒將在系錨纜的引導下準確墜落于沉船旁，再由潛水員或潛水艇的機 械手取下，捆綁或系掛于指定部位。接著充入空氣，直至泄氣閥排氣為止。
對于傾覆的沉船，可通過在一側懸掛或捆綁浮筒的方法先扶正后，再在兩側捆 綁浮筒。對于需要吸盤懸掛的，將吸盤緊貼在船舷后，用泵將吸盤內的水吸盡即 可。對于進出容易的船艙，可將一些合適的浮筒置于艙內，再充氣，能簡化浮筒捆 綁作業(yè)。
浮筒捆綁、充氣完畢后，將浮吊用鋼纜與沉船相連接。啟動浮吊，使沉船以 1m/min  的速度緩慢上升。當上升高度超過3m,  浮筒內的部分空氣會從泄氣閥口 排出，以保證浮筒體積不因壓力的變化而改變。這是因為單向泄氣閥將因壓力減 少而將膨脹的氣體排出的結果。如果提升速度過快，將使浮筒內的膨脹氣體來不 及排泄產生浮筒爆炸的惡果。
由于浮筒充氣前體積小、重量輕，便于儲運、下潛、捆綁等?？梢圆捎弥械葒?位、多數(shù)量的浮筒布置方案。柔性浮筒充氣后，與船舷接觸的一側在壓力的作用下 緊貼于船體，使船體受力均勻，且比同樣噸位的剛性浮筒所需捆綁鋼纜強度小得 多，系鋼纜作業(yè)變得很容易，浮筒與船體連接強度只要滿足浮筒不被水流或風浪沖 走即可。
柔性浮筒的制造成本、保管儲運費用相對剛性浮筒也低得多。這可使儲備浮 筒噸位增加，地域分布合理，打撈作業(yè)能在盡可能短的時間內展開，將使一艘打撈 船和一艘拖船組成的救撈隊伍打撈大型深水沉船的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。這些都使沉船 的快速打撈變?yōu)榭赡?，從而將貨物損失、水流沖刷和水體腐蝕等對沉船的損害降低 到最小程度。






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