关于沉船打捞工程方案的分析与比选

关于沉船打捞工程方案的分析与比选

沉船打捞工程由于受海况、地质、船况等不确定因素影响，打捞工程方案比选也是一个动态的调整过程，确定一个详细、合理且行之有效的打捞方案是沉船打捞工程实施更加有效率、有次序、更经济的重要保证。下面以我国东部沿海某港口沉船整体打捞为例，对沉船打捞工程方案确定过程进行分析比选。

一、难船基本资料

（一）难船基本资料。

1、主尺度：92.95m×14.8m×7.5m

2、设计吃水：6.1m

3、总吨：2415t

4、载重：4100吨

5、空船重量：1543吨

6、最大高度：32m

7、类型：散货船

8、主机：2700PS×255RPM，最大航速15.525节

难船为艉机型散货船，主要运输煤、矿沙、木材等散货，共有2个货舱。2#货舱的装载量约是1#货舱的2倍，共能装载货物4423t。

（二）难船现场及环境资料。

1、沉船时间：在2012年11月5号。

2、沉没地点：某港口2#锚地附近的主航道上。

3、沉船状态：正坐于海底，基本无纵、横倾。

4、潮汐及水深：沉船处为不规则半日潮，距港口约8海里，潮差可达4m~5m；水流较大，涨潮流时潜水员可作业时间约1小时，落潮流时可作业时间约3小时；难船处海图水深20m，实际最大水深可达27.5m。

5、风浪：风浪受季风控制，风浪、涌浪向多与风向一致，冬季盛行偏北浪。沉船处受东向、南向风影响较大。

6、地质：经现场勘测，难船附近为泥沙质，较硬，表面有浮泥。

二、难船探摸情况

2011年11月10号，组织潜水员对难船进行了多次探摸，结果如下：

1、装载情况：

据船方介绍：难船事故前装载4100t无烟煤，3#油舱装有重油36t，4#（左、右）有轻油8t。

2、淤埋情况

潜水员对难船周围淤埋进行了探摸，发现难船淤埋较小，经过测量船体淤埋约0.5m。

3、船体破损探摸结果

沉船右舷2#货仓与机舱连接处附近遭受碰撞破损严重，破洞近似直径7m的圆形，下部双层底已破损，洞口钢板凹凸不平。

除上述破损洞口外，船体其他结构未发现破损或明显变形。如下示意图：

难船破损探摸示意图

三、打捞工程方案的分析与比较

这次打捞方案的确定经历了多次艰难的自我抛弃与选择，最终的打捞方案是经历了无数次反复考量及自我超越后的结果。难船打捞方案在制定的过程中出现了四种主要的思路，每种打捞方案的比较与选择都是一次扬弃，一个进步，但也是一次艰难的抉择。

（一）浮吊打捞方案。

1、方案的总体思路

浮吊打捞方案的总体思路：在难船两侧或者单侧布置2艘大浮吊，整体平稳抬起难船之后，放置在半潜驳船上，在半潜驳船上修补好破洞之后再使难船达到自浮状态。

2、方案的优点

（1）快速性：浮吊打捞方案具有较小的打捞工期，只要吊力足够，我们就可以不卸煤，减少施工周期。

（2）起浮过程控制平稳：由于浮吊对每道大钢丝的受力和吊高可以准确控制，因此在起浮时可以平稳控制难船的起浮高度和纵倾角。

3、方案的缺点

（1）成本高：事故发生点港口2#锚地附近主航道在冬季受季风影响较大，特别是偏东、偏南风向都会造成较大涌浪，浮吊船一旦起租，施工的工期就难以掌控。

（2）浮吊船就位困难：两艘浮吊船在难船单侧或者两侧布置之后，都会遇到浮吊船艏部的锚无法抛出的情况，对浮吊船作业是个隐患。

（3）对通航影响大：难船沉没于主航道中间，两艘大型浮吊船在现场作业时，无论抛锚还是移泊等占用的空间会很大，将严重影响进出港船舶的通行，甚至有可能使航道不得不处于封闭或半封闭状态，势必为港口的营运乃至整个区域的经济发展造成较大影响。

（4）难船上半潜船作业困难：浮吊船起浮难船之后，需要半潜驳船下潜到难船底下，然而由于浮吊船艏部的的锚钢丝影响，半潜驳船进场、就位、撤离及难船固定绑扎较困难。

（二）浮筒打捞方案。

1、方案的总体思路

浮筒打捞方案的总体思路：通过卸货减少难船整体起浮重量后，布置2对浮筒起浮难船。

2、方案的优点

（1）自有设备不受限制：由于浮筒打捞方案不需要外租船舶，无论800吨还是1200吨浮筒都是承包单位自有设备，不用外租、受限制少，且成本控制较容易，资金风险少。

（2）掌握水下卸煤技术：目前承包单位还不具有进行水下卸货能力，尤其是深水水下卸货能力，可以通过这次工程更好地掌握水下卸货技术，为以后水下卸货打下基础

3、方案的缺点

（1）工期较长：由于涉及到水下卸货，我局目前还没有成熟的经验，因此需要一个过程，对工期影响较大。

（2）“潜水艇”效应：由于是深水起浮，在起浮过程中有个浮力等于重力的临界点，对于难船起浮时的左右平衡控制较难，像这次起浮时横倾较大，给人感觉是难船差点要翻过去，幸好这次作业水深是27.5m，如果水深再大就比较危险。

（三）浮筒结合浮吊打捞方案。

1、方案的总体思路

浮筒结合浮吊的打捞方案的总体思路和浮筒打捞方案的总体思路接近，就是在浮筒打捞方案的基础之上加上浮吊配合。浮吊的布置方式可以布置在难船的艏部、舯部和艉部，各种布置方式都有它不同的用处：①布置在艏部的用处，假设浮吊布置在难船艏部，主要是为了起浮时的难船控制，起浮时先把端舱充满，这时难船艏部还不能起来，我们慢慢增加吊力，这时难船艏部上浮，

浮筒端舱内气体膨胀，多余的气体充海底门溢出，还是能保持浮筒的浮力，对浮吊安全性有保证。但是在难船艏部空间有限且线形变化较大，不容易找到合适位置；②布置在难船舯部：布置在难船舯部主要是从增加吊力和控制难船状态角度考虑；③布置在难处艉部：布置在艉部时容易操作，钢丝从龙门档里穿过，穿引方便。难船在拖航时总纵强度最危险，除非在拖航时保持浮吊的吊力，但是拖航时保持吊力是比较危险的。

2、方案的优点

（1）控制性好：在起浮时有浮吊控制，对难船的状态控制有利。

（2）减少弯曲应力：在浮吊控制难船的过程中，难船的弯曲应力能够减小，有利于难船的总纵强度。

3、方案的缺点

（1）施工工艺难度增加：由于浮筒充气量无法精确掌握，因此难船达不到艏艉同时起浮的要求，只能选择艏起浮或者艉起浮。而该工程海域水深27.5m，如果一次性艏起浮或者艉起浮时，最大倾角达到15°，而折线起浮时也能达到7.5°，但是钢丝和难船的摩擦角一般为5°，因此浮吊配合起浮时需要在浮吊钢丝和难船之间进行绑扎，防止钢丝滑动。

（2）浮吊风险增加：浮吊和浮吊联合作业时，对于整个方案来说风险因数增加，特别是浮筒起浮的瞬间，浮力损失较大，吊力会突然增加。