柔性浮筒打捞新技术[1]

永泰长荣

大型沉船整体的打捞方法主要有浮筒打捞、浮吊打捞等。目前，浮筒法中所有 浮筒几乎都是用硬质材料的刚性浮筒。大型浮筒起浮能力有800吨，其体积即有 800mf。 如此巨大的体积和自重，其在下潜和捆绑于沉船时，受水下的特殊环境影 响，需要很昂贵的设备和较长的时间才能完成浮筒与沉船的系绑。如果沉船倾覆 严重，在扶正前，硬质浮筒很难捆绑于沉船倾斜一侧上。加上浮筒占用空间大，使 一艘救捞船所载浮筒不能满足打捞自重万吨沉船所需。这些都使打捞作业效率 低、成本高。

柔软性材料制作的柔性浮筒可卷成圆筒状储运或下潜，此时其体积不足刚性 浮筒的1/20,自重更小。这样使得单船柔性浮筒储运能力就可能超过目前全国所 有刚性浮筒起浮能力16000吨的总和，打捞能力将极大提高，还使浮筒下潜时受水 文条件的影响相对变得很小，水下作业效率提高。然而，柔性浮筒在充气上浮过程 中，随水深减小而膨胀将给打捞带来致命影响。本文将对柔性浮筒在打捞沉船中 的应用进行介绍。
一、打捞系统
一般由大型打捞船、拖船、柔性浮筒、柔性吸盘、深海潜器、各种专业打捞人员 等组成。
1.柔性浮筒
由高强度编制纤维橡胶或不锈钢丝与橡胶等复合材料制成，圆筒型直径分别 为 3m、4m、5m、6m,起浮能力分别为75吨、120吨、200吨、300吨。进气、排气、泄气 阀的流量与其规格相适应。柔性浮筒起浮时所受载荷将集中于浮筒的纵向经线 ——不锈钢丝上。经线总截面应按承载能力的2倍选取。这是考虑到在水介质中柔 性浮筒的缓冲性能好，遇到突然过载时能通过缓冲而使钢缆峰值应力降低，避免拉 断。浮筒圆周方向的拉应力，以浮筒承受最小弹性膨胀内压力0.21MPa为设计准 则。单向泄气阀的出口压力调节为0.03MPa。我国已能生产直径2m, 承受最大内压 力1.1MPa起重用柔性气囊，也可用于打捞小型沉船。
柔性浮筒平时缠绕在直径300mm 的专用卷轴上存放。卷曲浮筒前，给浮筒中 充入适量空气，使浮筒卷轴及吊钩等平均密度约等于1,以便潜水员或潜水器的机 械手搬运。柔性浮简的重量相对很轻，以200吨起浮力为例，总重不超过800kg。
在深水处，压力很大。对于沉船不便于系钢缆的局部，如陷于泥沙之中而又没 有悬挂位的船舶底部或潜艇，就可用柔性吸盘吸附在船舶或潜艇表面，提供悬挂 位。例如，在100m 深处，每平方米有效吸盘面积可承载100吨。为便于吸盘的安装 和使船体受力均匀，每块吸盘的面积不大于1m²。若要承载巨型浮筒，可将多个吸 盘并联后串接于钢缆上。
二、打捞作业
打捞船动力定位后，使引导锚坠落于沉船中部一侧约10m 处。将浮筒一端用 带开启环的缆绳与配重锤连接，再将开启环套在系锚缆上，然后将浮筒和重锤一同 抛入水中，浮筒将在系锚缆的引导下准确坠落于沉船旁，再由潜水员或潜水艇的机 械手取下，捆绑或系挂于指定部位。接着充入空气，直至泄气阀排气为止。
对于倾覆的沉船，可通过在一侧悬挂或捆绑浮筒的方法先扶正后，再在两侧捆 绑浮筒。对于需要吸盘悬挂的，将吸盘紧贴在船舷后，用泵将吸盘内的水吸尽即 可。对于进出容易的船舱，可将一些合适的浮筒置于舱内，再充气，能简化浮筒捆 绑作业。
浮筒捆绑、充气完毕后，将浮吊用钢缆与沉船相连接。启动浮吊，使沉船以 1m/min  的速度缓慢上升。当上升高度超过3m,  浮筒内的部分空气会从泄气阀口 排出，以保证浮筒体积不因压力的变化而改变。这是因为单向泄气阀将因压力减 少而将膨胀的气体排出的结果。如果提升速度过快，将使浮筒内的膨胀气体来不 及排泄产生浮筒爆炸的恶果。
由于浮筒充气前体积小、重量轻，便于储运、下潜、捆绑等。可以采用中等吨 位、多数量的浮筒布置方案。柔性浮筒充气后，与船舷接触的一侧在压力的作用下 紧贴于船体，使船体受力均匀，且比同样吨位的刚性浮筒所需捆绑钢缆强度小得 多，系钢缆作业变得很容易，浮筒与船体连接强度只要满足浮筒不被水流或风浪冲 走即可。
柔性浮筒的制造成本、保管储运费用相对刚性浮筒也低得多。这可使储备浮 筒吨位增加，地域分布合理，打捞作业能在尽可能短的时间内展开，将使一艘打捞 船和一艘拖船组成的救捞队伍打捞大型深水沉船的梦想变为现实。这些都使沉船 的快速打捞变为可能，从而将货物损失、水流冲刷和水体腐蚀等对沉船的损害降低 到最小程度。






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