摘 要

我国是一个海洋大国，随着水上运输的密度提高，涉水活动增多，气候变化异常，使得水上作业风险逐步增加，及时清理并打捞航道内的沉船是保证航道畅通运行的重要措施。

本文以某典型沉船为例，进行吊船打捞沉船的初步设计，以期明确打捞步骤，完善打捞过程，制定出较完整的打捞方案。

文章中结合三峡库区打捞环境与沉船结构特点，对吊船打捞沉船中各个阶段进行论述。运用自主设计的沉船打捞计算软件，进行吊船打捞沉船的相关计算，并设计沉船扳正过程与吊船起吊沉船过程中的最优方案，得出吊船打捞沉船的方案流程，并配置打捞方案图。

关键词：沉船打捞；打捞重量；沉船扳正；吊船起吊。

Abstract

Our country is a maritime country,as the density of water transport improvement,wading activities increasing,climate change abnormally,so that the risk of water operations has a gradual increase. Timely clean up and salvage channel within the channel is an important means to ensure the smooth running.

This essay takes a typical shipwreck as an example,conducts the preliminary design of gondolas salvage.Aims to clear salvage steps,ameliorate salvage process,and develop a complete salvage process solution.

This essay combines the salvage environment of the.Three Gorges Reservoir with the structural characteristics of the shipwreck, dissert the various stages of gondolas salvage shipwreck.By calculating the salvage weight of shipwreck by using the self-designed salvage calculation software, designing the process of righting the shipwreck and choose the optimal solution of gondolas lifting shipwreck,getting the program solution of gondolas salvage shipwreck,and configuring salvage program diagram.

Key Words：salvage；salvage weight；righting shipwreck；gondola lifting.

目 录

第一章 绪论 1

1.1 吊船打捞技术目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3关于打捞方案的研究 1

1.3.1沉船扳正方案 1

1.3.2沉船起浮方案 2

1.4打捞环境介绍 2

1.4.1 三峡库区蓄水量的打捞环境特点 2

1.4.2 三峡库区水面宽度的打捞环境特点 3

1.4.3 三峡库区水深的打捞环境特点 3

1.4.4 三峡库区水流条件的打捞环境特点 3

1.4.5 三峡库区水下地形的打捞环境特点 4

1.5 主要工作内容 5

第二章 沉船重量及打捞力计算 6

2.1沉船水中重量计算 6

2.2淤泥、余货重量计算 6

2.2.1沉船内淤泥重量计算 6

2.2.2沉船内余货重量计算 7

2.4打捞力计算 8

2.5Easy Salvage简介 9

第三章 吊船扳正沉船技术设计 11

3.1沉船扳正阻力计算 11

3.2沉船扳正的吊船配置设计 12

3.2.1沉船扳正中的吊船数量与型号确定 12

3.2.2沉船扳正中的吊船位置设计 13

3.3扳正缆的配置设计 15

3.3.1扳正缆配置要求 15

3.3.2扳正缆规格与数量设计 15

3.3.3扳正缆的生根设计 16

3.4扳正过程设计 17

第四章 吊船打捞沉船技术设计 19

4.1吊船使用设计 19

4.1.1吊船吊力分析 19

4.2吊缆使用设计 20

4.2.1吊缆规格、数量设计 21

4.2.2吊缆校核 21

4.2.3吊缆纵向位置配置分析 23

4.3沉船起吊设计 23

4.3.1沉船起吊过程的模式选择 23

4.3.2沉船起吊方案设计 24

第五章 总结与展望 25

5.1总结 25

5.2展望 25

第一章 绪论

1.1 吊船打捞技术目的和意义

近年来我国对长江航道的治理力度不断加大，在三峡库区建成蓄水后，上游江面明显变宽，水深大幅增加。随着 “黄金航道”战略方针的提出，内河水运建设上升为国家战略地位，长江中上游的航道条件得到改善。与此同时，长江航道的日益繁荣，装载船舶发生触礁、碰撞后翻沉的可能性加大。船舶翻沉后若不能及时有效的处理，对通航极为不利，甚至造成严重的环境污染。沉船的打捞对长江航道整治和生态环境的改善有这极大的意义。

沉船打捞技术方案设计是沉船打捞工程的核心环节之一，沉船打捞技术方案是否科学、合理，决定着沉船打捞工程能否顺利完成。目前，国内尚缺少对沉船打捞技术方案设计方法系统、全面的阐述，特别针对于内河流域尤为稀缺。本文通过对1000t起重船打捞方案设计的系统性分析，包括沉船沉没地点环境分析，沉船水中重量、扳正力、打捞力等计算，设计出一套理论上安全可靠的打捞方案，以期推动内河流域沉船打捞工作科学化、合理化。

1.2 国内外研究现状

美、英、日和前苏联等国很早就十分重视打捞力量的配备和发展，国际上很早就召开过有关海难救助和打捞的会议，成立了国际性的救捞组织机构，拟定了国际打捞协议。打捞在巴伦支海失事的“库尔斯号”核潜艇，采用了饱和潜水、金刚石串珠液压绳锯切割、超高压磨料水射流切割钻孔、柔性钢绞线液压千斤顶提升的整体背负式打捞技术等。这都表明国外打捞装备先进，技术水平高。国内打捞装备、打捞技术近年来发展迅速，但相比国外任存在较大的差距。

进入新世纪以来，国内打捞技术得到了较大的发展和提高，主要体现在以下几个方面：

（1）国内沉船打捞的总体水平得到了进一步的提高，已具备在一般海区、60m以浅整体打捞2~3万吨级的沉船；

（2）吊船打捞法已成为国内打捞沉船的主要方法；

（3）非开挖辅管技术在千斤洞的攻穿中得到应用；

（4）计算机开始在打捞方案设计与分析中发挥重要的作用。

1.3关于打捞方案的研究

1.3.1沉船扳正方案

船舶失事沉没后在水下的沉坐状态，与失事沉没地点的水深、船型、破损进水部位、载重量和载货种类的重量密度等因素有关。对于超过一定横倾角的沉船必须将沉船扳正后再起浮出水，以利于沉船的后期处理。而沉船扳正的原理就是向沉船提供一个扳正力矩以克服沉船的倾斜力矩，从而达到减小沉船横倾的目的。现阶段沉船扳正的主要方法有水面扳正法、采用驳船或吊船的扳正法等。

水面扳正法即采取封舱压气抽水，使沉船重新获得浮力；然后，船外布置浮筒等抬浮力，两力协同配合把沉船按原倾斜状态从原地浮起，拖到就近浅滩搁浅；再部署力量把沉船扳正。

采用驳船或吊船扳正法即根据打捞重量，将一艘或多艘打捞方驳布置在沉船甲板一侧，通过绞收扳正钢缆，将沉船扳正。

此外，沉船扳正方法还有浮筒扳正法、封舱抽水与扳绞配合扳正、扳绞与浮筒配合扳正、在沉船上扎扒杆扳正沉船方法等。

在上述方法中，吊船扳正沉船具有扳正加载和扳正过程控制力强的特点。同时，随着装备的发展，吊船扳正沉船已成为国内最为应用广泛的沉船扳正方法。因此，本文拟采用吊船扳正沉船的方案进行沉船扳正。

1.3.2沉船起浮方案

沉船起浮方法主要有内浮力起浮法、浮筒起浮法、吊船起浮法、混合起浮法等。

内浮力起浮法主要是进行封舱排水起浮沉船。该方法先将沉船的舱室密封，再将密封好的沉船舱室内的水排出以产生浮力，使沉船起浮。

浮筒起浮法是将浮筒配置在沉船的两舷或甲板上方，用过船底或生根在沉船牢固部位的千斤缆，将浮筒固定在沉船上，然后通过对浮筒充气排水，产生浮力，使沉船和浮筒同时离底上浮，直至浮出水面。

吊船起浮法是用多道吊缆将沉船与吊船连接起来，使之成为一个整体，通过各吊缆将吊船的吊力变为沉船的上升力，从而将沉船吊出水面的方法。

混合起浮法是指在沉船起浮工作中，单独使用一种打捞方法无法完成起浮工作，而必须结合使用两种以上的起浮方法进行沉船起浮的方法。近年来，由于混合起浮法具有的高效、灵活、可以充分发挥各种起浮方法优点等特点而被广泛使用。

在上述方法中，吊船起浮法具有可控性强、安全系数高等特点。同时，随着国内吊船起重能力的增强，吊船起浮法已成为国内最为主流的沉船起浮方法。因此，本文拟采用吊船起浮沉船的方案进行沉船起浮。

1.4打捞环境介绍

1.4.1 三峡库区蓄水量的打捞环境特点

三峡工程是是世界上最大的水利枢纽工程，2009年建成后，它将具有防洪、发电、航运等综合效益，经三峡水库调蓄，可使荆江河段防洪标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇；三峡水电站总装机容量1820万kw，年均发电量846．8亿kw·h，它将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南地区提供可靠、廉洁、清洁的可再生能源，对经济发展和减少环境污染起到重大的作用；三峡水库将显著改善宜昌至重庆660km的长江航道，万吨级船队可直达重庆港。

1.4.2 三峡库区水面宽度的打捞环境特点

三峡水库蓄水后，三峡大坝至重庆段形成了库区航道，重庆河段成为三峡水库回水变动区。水库坝前水位为144m时，回水变动区至重庆涪陵；坝前水位为156m时，回水变动区至重庆铜锣峡；坝前水位为175m时，回水变动区至重庆九龙坡。

三峡水库蓄水到175m后，三峡大坝至重庆段形成了库区航道，库区航段水深富裕，比降减小、流速减缓，流态平稳。上游河段大量的碍航礁石被淹没，航道平均宽度增大，通航条件得到根本改善，宜昌至重庆可通航3000吨级及以上内河船舶。三峡水库进行防汛调度运行时，水位将从最高175m消落至145m，水位最高落差达30m，三峡库区及以上河段尤其是回水变动区水位退幅明显，船舶航行环境变化较大。一些水下礁石随着水位下落而“上升”，成为威胁过往船舶安全的“水雷”。处于回水区的重庆羊角滩至涪陵李渡大桥河段，进行过重点碍航礁石的炸除，但由于没有彻底整治，航道的有效航宽有限，山区河流航道狭窄、滩多流急、水流紊乱的基本特征没有改变，航道条件较差。一旦船舶超过维护水深“超吃水”载货航行，或者走到航道以外，很容易发生海损事故。

1.4.3 三峡库区水深的打捞环境特点

库区水深对打捞作业场的布置的影响。库区最大水深达到175m，对沉船的勘探摸索有很大难度，对施工船舶的定位、施工等也造成很大难度。三峡库区发生沉船事故后，沉船所在水域的水深、流速和沉船的特定船型是影响沉船打捞方案的三个主要因素，其中，水深的影响是首位的。因此，三峡库区大深度沉船打捞的基本方法分析应首先立足于大深度沉船打捞的需要；然后，再分别对水深、流速、船型等因素对基本打捞方法可行性的影响进行分析。

在水深175米条件下，无论是沉船打捞，还是危险化学品的过载和打捞，都必须有175米水深条件下进行有效水下作业的技术能力。

1.4.4 三峡库区水流条件的打捞环境特点

水流速度对沉船打捞技术可行的影响主要体现在对潜水员水下作业能力、ROV水下作业能力、打捞作业船的定位能力三个方面的影响。库区水位断面平均速随着距坝址距离的增加而加大。

（1）当大坝在145m水位运行时（洪水期），全库区（包括坝上自然航道、库区、两坝间）的平均流速全部在1.5节以上。因此，开展打捞作业是较困难的；

（2）当大坝在175m水位运行时（枯水期），全库区（包括坝上自然航道、库区、两坝间）的平均流速皆在1.5节以内。因此，在此平均流速下皆可正常的管供式潜水和作业场布置。

（3）当大坝在145m-175m水位之间运行时（中水期），库区的平均流速在1.5节以内，两坝间的平均流速在2.0节以上、2.5节以下,坝上自然航道平均流速在2.5节以上。因此，在库区可开展正常的打捞作业；在两坝间在采用适当措施时，存在进行打捞作业的可能性；而在坝上自然航道无法进行打捞作业。

以上分析仅是针对各航段平均流速而言，但实际的流速分布是非常复杂的，各航道的不同断面其流速不同，相同断面在不同流量、水深、断面的横向位置与垂向深度等条件下，其流速皆有可能不同，甚至其最大、最小流速存在着较大的差距。因此，在实际的沉船打捞工程中，需要根据当时、当地的水流条件对沉船打捞的影响进行具体的分析。