沉船打捞工程方案实施以及数据计算

“LOK PRAGATI”号沉船打捞工程是交通部烟台打捞局历史上打捞吨位最大的一次打捞工程，也是烟台打捞局2004年度的重点打捞工程，局领导对其高度重视，先后多次主持召开工程技术、方案研讨会，确定了最佳的施工方案,9月8日局派遣救捞工程处所属“芝罘岛”工程船赶赴工地投入施工作业，整个打捞工程局主管领导、工程处主管领导自始至终亲临打捞现场坐镇指挥、组织协调，参战船舶、施工人员密切配合、团结协作、昼夜苦战，克服了沉船船况较差、封舱堵漏未知数较多、沉船甲板和舱内外及水下障碍物多而复杂、施工作业安全隐患较多、施工季节高温酷暑等诸多因素的影响和困难。工程自2004年9月8日至10月10日，历时33天（实际有效作业工期23天），比原定计划35天工期提前2天,受到了印度船东、青岛北海船厂、青岛海事局的感谢和高度赞誉，尤其船东聘请的国际救捞专家称赞我们的工程做的非常完美，为提高我局的经济效益和社会效益做出了较大的贡献。

一、沉船概况

1、船东和船名：船东“印度国家航运公司”，船名“LOK PRAGATI”号。

2、船舶类型和建造年月：散装货船，1984年建造，至今已有20年船龄。

3、沉没时间及原因：2004年8月5日2130-2200该船在青岛北海船厂新厂西码头4号泊位修船时，突然进水沉没。

4、沉船主要技术数据：主要尺度Loa172.24×Lpp162.4×B22.8×D14.7×Tid10.867（m），船舶总吨16040吨，净吨10020吨，满载排水量33339吨，空船重量6411吨，载重量26928吨，该船属于艉机艉楼式，机舱前共有7个货舱。

5、沉船存油情况：燃油112吨，轻油90吨，滑油20000升。

6、海底地质：据北海船厂介绍表面有一层1—3米的泥沙，下面是礁石层。

7、沉船状态：沉船无纵倾变化，横倾度为右倾约1°左右，艏向 342°左右，沉船与码头横向距离由于受9月6日“桑达”台风的影响由6.7米变为5.7米。

8、沉船周围水深：码头水深为基准水深-9米，8月6日实测高潮水深13.1米，低潮水深10.21米，沉船淤埋深度0.8米左右。

9、破损情况：由于该船沉没前在船厂修船，因此在船两舷切割了很多大小不等的开洞（洞的下边缘至船底基线高度4.8米），准备更换锈蚀的舷板，开洞的总面积达到121.22平方米，已点焊的拼装板焊缝总长度159米。难船共有7个货舱，每个货舱内有4个道门，全部拆除，准备保养或更换。货舱之间的波型隔舱壁也都开了大小不等的洞，面积约20余平方米，点焊缝58.8米。位于双层底舱中部的管遂通往各舱的阀门全部拆掉，因此7个货舱以及双层底舱都是贯通的。现在7个货舱以及机舱全都进满水，而且水位随潮水涨落变化。沉船舱内以及舱外到处都是脚手架、焊机、高压管及其他修船物品。机舱管遂水密门把手损坏较多，原门无法关闭水密，需整理或采取其它方法封堵。

二、沉船打捞技术计算数据：

1、沉船空船重量：6711吨（含300吨重量常数和修复增重）。

2、沉船水下重量：6040吨。

3、沉船打捞重量：7248吨。

4、沉船起浮需配备的内、外浮力：8000吨以上。

5、沉船浮起需排水总吨位：30000多吨。

6、沉船浮态和稳性计算：经过我们详细的稳性计算，沉船起浮过程满足稳性要求。

7、船体的强度相关计算：

总纵弯曲力矩计算：

船舶所受的最大弯曲力矩计算仅依靠经验：

Mmax = gΔL/C

其中 ：Δ—最大排水量

L—船舶总长

C­—弯矩系数。

Mmax = gΔL/C = 33339×172.4/35 = 164218T﹒M

弯曲力矩为：39439T﹒M<164218T﹒M，满足要求。

8、艏浮后的艉部受力计算：

根据沉船艏浮后的状态，计算如下：

R = G - F

其中G—水下总重量

        F—总浮力

R—艉部支撑力

沉船艏浮后，沉船的受力位于NO.6舱以后的舱室, 支点位于NO.7舱后舱壁。

G：6411t（沉船的水下重量）

F：NO.1 、NO.2、NO.3、 NO.7 和艏尖舱的浮力

R = G – F = 6411 - 5000 = 1411 T

9、艏浮纵向受力及强度分析：

艏浮后的受力分析 ：

F×122.49 = G×66.6

F = 641166.6/122.49 = 3486T

船舶的搁坐力：

NO.7 舱的抽水量为: F’：1514t

搁坐力为：6411 -（3486+1514）= 1411T

船舶的转艏受力分析：

F×148.17 = 14110.2×24.18

F = 46T

船体受力情况：

w = 2CtD2=2×0.8×15×14.72 = 5186

Б = M/w = 52228.8/5186 = 10kg/mm2<15.8kg/mm2

满足强度要求.

三、沉船打捞工程实施方案概述

根据现场了解沉船情况和船东提供的图纸资料及青岛北海修船厂提供的沉船沉没前舷体、舱内开洞情况，结合沉船打捞技术计算数据，将沉船艏尖舱、No1、No2、No3、No7、机舱舷体破洞、点焊缝，1—6货舱倒门（24个），No1、No2、No3舱后隔舱壁左、右角和No3舱后隔舱焊缝，利用不同的封堵材料封堵加固水密，然后利用抽水电泵排除沉船艏尖舱、No1、No2、No3舱内存水，将沉船艏部浮高稳定，快速将1对500吨浮筒布放在沉船No6舱两舷，最后沉船在浮筒的扶持下，同时利用抽水电泵将No7、机舱内、二层底内的存水排出，将沉船整体起浮。沉船起浮后，将No4、No5、No6舱内和二层底内的余水排除，使沉船减小重量，降低吃水。沉船经整理达到安全漂浮状态，观察6小时后，双方就地办理交船确认手续。

四、工程作业难点

1、开口的面积大，未焊接焊缝的长度长。由于沉船沉没前为加快修船进度，开口的面积很大，总面积达121.22平方米（不包含波形隔舱壁58.5平方米），已点焊的拼装板焊缝总长度159米。

2、作业要求的工期短。根据船东要求，要求的作业工期为：有效作业工期25天，从现场的实际情况，作业时间较难满足。

3、船舶起浮过程中的状态很难控制。沉船的各个舱室修船期间所有的舱室都已经连通，机舱和货舱也处于连通状态。

4、沉船的船龄较长，船体锈蚀严重，打捞重量较大。沉船为1984年建造，船龄已有20年，船体的各个部位都锈蚀严重。沉船的空船重量为6711吨。

五、作业难点的解决方法

1、见于沉船的开口面积很大，焊缝封堵长度很长，我们主要采取是：

• 在保证船舶打捞的整体需要的前提下，尽量减少封堵的焊缝的面积和长度。
• 封堵采用很多新的作业工艺。

2、为满足作业工期要求，施工作业采用了严格的管理制度，减少重复作业和浪费时间，作业人员采用24小时轮流作业的方法。

3、为满足难船的起浮过程中的稳性，我们对难船的部分舱室进行封堵分隔，以减少自由液面的影响。在难船的两舷分别加一对500吨浮筒来保证沉船起浮工程中的稳性要求。

4、为保证沉船在起浮过程中的强度要求，我们对沉船的部分开口用钢板进行了封堵加固。充分利用沉船的双层底的浮力。

六、沉船打捞工程实施概况

1、工程船调遣：2004年9月8日1825时，北海救助局船舶“德洋”轮拖带“芝罘岛”工程船离开烟台打捞局码头赶赴打捞工地，9月10日0700时抵达工地。

2、布置工场：2004年9月10日0710时—0930时，在北海船厂2艘拖轮的配合下，按预定要求完成了沉船打捞工场的布置工作。

3、清除障碍物：沉船在封堵开洞、焊缝前和施工中，完成了沉船舱内、舷外的影响封堵的角手架、高压气管、电焊设备等障碍物切割清除，确保封堵工作的安全实施。

4、封舱堵漏：沉船封舱堵漏工作自2004年9月11日—22日1500时，历时12天，按打捞方案设计要求完成了沉船艏尖舱、No1、No2、No3、No7、机舱左右舷外、隔舱壁板的开洞、点焊缝和No4、No5、No6舱部分左右舷外开洞的封堵工作，封洞总面积49.52平方米，封点焊缝长度308.7米，封堵舱内人孔盖24个及货舱和二层底舱的通气孔、测深孔若干个。

5、沉船艏部起浮：沉船封堵工作按要求完成后，按计划要求完成了沉船艏部起浮、稳定工作。

6、沉船艏部转向：2004年9月22日1950—2230时完成了沉船底部兜拉钢丝工作。沉船No6位置用1对500吨浮筒。9月23日1445时采用No7舱抽水减载1000吨左右的工艺，利用“芝罘岛”工程船艉部绞锚的方法完成了沉船艏部转向工作，使沉船No6舱右舷与码头间距由5.7米变为9米左右。

7、布放浮筒：2004年9月23日1900时至24日0900时按计划套桩要求完成了在沉船No6舱左右舷布放1对500吨工作，并将浮筒充满气控制稳定沉船状态。

8、沉船整体起浮：2004年9月28日完成了沉船抽水舱室抽水电泵的调整、布放工作。9月29日0000时正式开始进行沉船的整体起浮工作，随着沉船艉部重量的逐渐减少，沉船艏部的存水还没有抽空，沉船发生了自由液面的影响，0055时沉船由左倾3º逐渐加大到11.6º，0335时沉船艏部抽水舱室排空，沉船逐渐回正，0430时沉船回正到左倾5º状态稳定，0500时沉船整体起浮成功。

9、沉船整理：沉船在基本排净No7舱、机舱、二层底舱的余水后，沉船艉部的吃水逐渐减少，沉船No4、No5舱左右舷开洞逐渐露出水面， 10月2日—5日完成了沉船左右舷开洞用铁板封堵的工作，沉船处于安全漂浮状态。       

10、办理交船手续：2004年10月5日0300—0600时完成了500吨浮筒的拆除工作，0600—1200时为沉船观察时期，沉船经过观察6小时后，没有异常现象出现， 1200时打捞方与船东就地办理交船确认手续，至此“LOK PRAGATI”号沉船打捞工程结束。

“LOK PRAGATI”沉船打捞由于采用了比较合理的打捞方案，严格管理，使沉船打捞提前圆满顺利完成，为我们的打捞事业增添了光彩的一笔。