朱小東　王偉平　蔣巖　周東榮

摘 要：本文主要介紹“世越號(hào)”打撈工程中船艉鋼梁的開(kāi)溝及安裝施工方法，闡述了施工難點(diǎn)和應(yīng)對(duì)措施，尤其是海底泥石十分堅(jiān)硬的情況下開(kāi)溝清泥方法，為今后泥質(zhì)堅(jiān)硬的沉船打撈項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：托底鋼梁；開(kāi)溝犁；整體打撈；吸泥管

中圖分類號(hào)：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）07-0019-03

1 背景介紹

韓國(guó)“世越號(hào)”輪船于2014年4月16日發(fā)生下沉，遇難人數(shù)達(dá)304人。沉船地點(diǎn)在韓國(guó)西南海岸，當(dāng)?shù)厮?4m左右，難船下沉?xí)r發(fā)生90度傾斜，最終左舷著泥。韓國(guó)海洋水產(chǎn)部于對(duì)全球招標(biāo)，明確要求不破壞船體前提下整體打撈“世越號(hào)”。交通運(yùn)輸部上海打撈局于2016年7月中標(biāo)，8月中旬開(kāi)始對(duì)“世越號(hào)”進(jìn)行整體打撈作業(yè)。

由于船舷鋼板較薄，用傳統(tǒng)扳正起浮打撈方法很容易對(duì)難船造成損壞，為此，上海打撈局設(shè)計(jì)了船底安裝托底鋼梁，雙抬浮駁整體抬浮起吊的安裝方法，即首先安裝船底33根鋼梁，再在難船兩端安裝起吊鋼絲，起吊鋼絲兩端分別連接船底鋼梁端頭和雙抬浮駁上的鋼絞線端頭，利用鋼絞線液壓提升原理將難船整體抬浮出水。這種方法可使難船按原姿態(tài)整體起浮，且船體不受破壞。安裝托底鋼梁是本次打撈工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，尤其是船艉鋼梁的成功安裝，為本次打撈工程的順利推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 船艉開(kāi)溝方法介紹

本次打撈工程托底鋼梁安裝分為船艏和船艉安裝兩個(gè)階段。船艏安裝鋼梁采用浮吊船大力號(hào)起吊船艏后，由施工船深潛號(hào)與聯(lián)合正力配合將18根鋼梁作為一整體拖拉至難船船底設(shè)計(jì)位置；船艉安裝鋼梁則需要先利用除泥工具對(duì)船底鋼梁安裝區(qū)域排泥，再將鋼梁拖拉至船艉底部設(shè)計(jì)區(qū)域。由于沉船海域水流很快，故一次性除泥范圍不能太大，否則在水流影響下除泥區(qū)域會(huì)有較多淤泥回填，影響工程進(jìn)度?，F(xiàn)場(chǎng)每次清除單根或兩根鋼梁安裝區(qū)域泥石后立即安裝鋼梁至船底設(shè)計(jì)位置，再進(jìn)行下一根鋼梁（或兩根鋼梁組合體）除泥和安裝作業(yè)。

本次工程設(shè)計(jì)在船艉安裝10根鋼梁，安裝前需要對(duì)船艉鋼梁安裝區(qū)域除泥。剛開(kāi)始清泥時(shí)嘗試了許多水下除泥工具，如非接觸式開(kāi)溝機(jī)、大口徑吸泥管、水下爬行式吸泥設(shè)備等，由于沉船區(qū)域海底地質(zhì)基本是粘土與石塊混合物，即使用大功率大流量非接觸式開(kāi)溝機(jī)（最大功率1300kw，最大流量30000m3/h），也只能清除海底表層松泥，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)最大挖溝深度0.7-0.8m，無(wú)法再繼續(xù)挖深；用大口徑吸泥管清泥時(shí)管口容易被較大的石塊卡住，清泥效果也不佳。

為了提高船艉區(qū)域的清泥效率，上海打撈局設(shè)計(jì)了多種開(kāi)溝犁，并經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和改造，最終順利將船艉10根鋼梁安裝至設(shè)計(jì)位置。最初嘗試的1#開(kāi)溝犁如下圖：

1#開(kāi)溝犁長(zhǎng)4m，寬2m，高0.5m，本體重6.3噸，本體前、后壓載框中分別放置壓鐵配重3.6t、2.6t，拖拉清泥時(shí)利用本體前端的犁齒先將硬泥刮松，再利用犁頭將松泥排向兩側(cè)。1#開(kāi)溝犁的拖拉清泥實(shí)驗(yàn)由施工船大力號(hào)與深潛號(hào)完成，大力號(hào)與深潛號(hào)分別位于難船甲板側(cè)和船底側(cè)（如圖3所示），深潛號(hào)140T深沉補(bǔ)償?shù)鯇?#開(kāi)溝犁吊放至難船船底外側(cè)，開(kāi)溝犁兩端拖拉鋼絲分別連接大力號(hào)和深潛號(hào)絞車，進(jìn)行來(lái)回拖拉排泥作業(yè)。試?yán)Y(jié)果1#開(kāi)溝犁前方泥石堆積越來(lái)越多，開(kāi)溝犁拖拉的松泥很難排出船底，拖拉阻力越來(lái)越大，以至于經(jīng)?？D，清泥效果較差。

之后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)開(kāi)溝犁進(jìn)行了多次改造，主要是配重和外形的改變，以下是現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造后的若干開(kāi)溝犁圖片：

由于沉船船艉底部與海底間隙很小，以上改造的開(kāi)溝犁拖拉作業(yè)時(shí)松泥仍很難排出船底，影響作業(yè)效率。為了在開(kāi)溝的同時(shí)將松泥排出船底，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)開(kāi)溝犁繼續(xù)改造成對(duì)稱簸箕型7#開(kāi)溝犁，該開(kāi)溝犁長(zhǎng)3.5m，寬2m，高0.45m，前后對(duì)稱，兩邊有擋板，中間是隔離板，犁頭沿寬度方向由一排尖齒構(gòu)成，可以鏟起粘土石塊混合物，鏟起的泥石混合物被鏟到開(kāi)溝犁的斗（由擋板和隔離板圍成）里面后，由施工船將開(kāi)溝犁拖拉出船底一定距離，在船外將鏟出的泥石混合物倒掉。7#開(kāi)溝犁圖片如下：

該7#開(kāi)溝犁進(jìn)行拖拉排泥效果良好，在開(kāi)溝的同時(shí)又可以將松泥排出船底，大大加快了船底清泥效率。后來(lái)現(xiàn)場(chǎng)又將7#開(kāi)溝犁加寬，由原來(lái)的2m加寬至4m，這樣可以來(lái)回拖拉出兩根鋼梁的溝寬（單根鋼梁寬度1.8m），清泥效率更高。

3 船艉鋼梁安裝

船艉鋼梁安裝思路：利用開(kāi)溝犁將鋼梁安裝區(qū)域溝形挖好后，由施工船大力號(hào)將鋼梁吊裝下水，下放到難船船底外側(cè)，鋼梁兩側(cè)拖拉鋼絲分別連接至大力號(hào)和深潛號(hào)的拖拉絞車，再由大力號(hào)與深潛號(hào)配合將其拖拉至設(shè)計(jì)位置。

船艉鋼梁共10根，編號(hào)為：19#～28#（船艏鋼梁編號(hào)為1#-18#）。其中19#、20#、27#、28#為單獨(dú)的四根鋼梁，其余6根分為3組，每2根鋼梁拼接為一組，即共3個(gè)鋼梁組和4根單獨(dú)的鋼梁。

單根鋼梁結(jié)構(gòu)相同，長(zhǎng)26.5m，寬1.8m，高0.9m，空氣中重量約45噸，鋼梁兩端吊耳分別連接起吊鋼絲用。結(jié)構(gòu)圖如下：

隨著開(kāi)溝犁的不斷改進(jìn)，特別是7#開(kāi)溝犁制造出來(lái)后，開(kāi)溝犁挖溝效率明顯提高。為了再次提高現(xiàn)場(chǎng)鋼梁安裝進(jìn)度，現(xiàn)場(chǎng)提出了加寬開(kāi)溝犁寬度（9#開(kāi)溝犁），同時(shí)兩根鋼梁連接為一個(gè)整體進(jìn)行安裝的方法。將船艉剩余的六根鋼梁分為三組，每?jī)筛附訛橐徽w。對(duì)于兩根鋼梁拼接，施工現(xiàn)場(chǎng)采用連接板將兩根鋼梁焊接為一個(gè)整體，然后整體吊裝下水，并拖拉至設(shè)計(jì)位置。下圖是21#-22#鋼梁拼接示意圖：

單根或兩根鋼梁組合體安裝步驟為：

（1）鋼梁上安裝好拖拉鋼絲、起吊鋼絲、定位信標(biāo)等；

（2）潛水探摸確認(rèn)鋼梁安裝區(qū)域溝寬、溝深已達(dá)安裝需求；大力號(hào)起吊單根鋼梁（或兩根鋼梁組合體），旋轉(zhuǎn)吊機(jī)，將鋼梁吊至船艉；

（3）深潛號(hào)靠近鋼梁端頭，連接鋼梁船底側(cè)拖拉鋼絲至深潛號(hào)主拖纜；

（4）大力號(hào)將鋼梁下放到難船船底外側(cè)海底；

（5）潛水員水下連接鋼梁甲板側(cè)拖拉鋼絲至大力號(hào)船艉絞車拖拉鋼絲，并解脫鋼梁起吊鋼絲；

（6）大力號(hào)與深潛號(hào)配合拖拉鋼梁到設(shè)計(jì)位置；

（7）潛水員解脫拖拉鋼絲；

（8）潛水員水下對(duì)鋼梁進(jìn)行臨時(shí)固定。

4 鋼梁水下臨時(shí)固定

由于沉船海域水流很快，船艉安裝的鋼梁很容易受水流影響發(fā)生滑移，需要對(duì)鋼梁進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼梁下水前需在鋼梁指定位置焊接綁扎固定用眼板，鋼梁拖拉到位后，潛水員水下通過(guò)鋼絲和手板葫蘆將鋼梁與沉船連接到一起，從而完成鋼梁的臨時(shí)綁扎固定。沉船連接點(diǎn)一般選擇強(qiáng)結(jié)構(gòu)物或在沉船開(kāi)孔，開(kāi)孔位置一般選在橫向肋骨兩端，鋼絲穿過(guò)橫向肋骨，再和固定用手扳葫蘆或鋼絲連接。連接好鋼絲和葫蘆后，收緊手板葫蘆，完成鋼梁的臨時(shí)綁扎固定。

5 總結(jié)

本次“世越號(hào)”打撈工程難度之大前所未有，尤其是船艉安裝鋼梁，現(xiàn)場(chǎng)歷時(shí)5個(gè)月才將船艉10根鋼梁安全順利安裝至設(shè)計(jì)位置。由于難船周邊泥質(zhì)太硬，大石塊較多，期間嘗試了許多清泥方法，包括大功率非接觸式開(kāi)溝機(jī)、爬行式吸泥設(shè)備、大口徑吸泥管以及多種現(xiàn)場(chǎng)改造的開(kāi)溝犁，通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及改造，終于改造出船底清泥效果較好的開(kāi)溝犁，并順利將鋼梁安裝至設(shè)計(jì)位置。本次船艉鋼梁的成功安裝，為本次打撈的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為以后類似泥質(zhì)條件下的打撈提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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