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“锦集7”号沉船打捞工程

   2012-06-18 250
核心提示:锦集7轮为集装箱船,船东是福建省泉州市锦程海运公司。2004年11月28日1430时,该轮在辽宁省营口市鲅鱼圈港集装箱码头52号泊位装货时,
 “锦集7”轮为集装箱船,船东是福建省泉州市锦程海运公司。2004年11月28日1430时,该轮在辽宁省营口市鲅鱼圈港集装箱码头52号泊位装货时,突然向右倾斜、翻沉。该轮倾覆后呈倒扣状态,所装运的集装箱及货舱舱盖板全部散落海中。沉船处——52号泊位为营口港集装箱码头公司的主要作业泊位(该公司集装箱码头仅有51号、52号泊位),“锦集7”轮的倾覆使52号泊位完全处于瘫痪,直接影响集装箱公司的生产经营,同时也给整个营口港带来了严重影响。

“锦集7”轮打捞相当成功,打捞工程总体可划分为3个阶段:

第一阶段:前期准备

第二阶段:沉船打捞

第三阶段:集装箱及货物打捞



一、沉船简介

1、沉船主要技术数据

“锦集7”轮主尺度:Loa91.200×L83.80×B14.50×D7.20×Tid5.80(M),设计排水量 5851吨,载重吨4080吨,空船重量1350吨,空船吃水1.52米,总吨2796吨,主机马力1500KW,2004年9月份建造,船籍港——泉州。

2、沉船沉没状态

沉船艏向350°左右,低潮时左倾178°左右、艉倾3°左右;高潮时左倾175°左右、艉倾3.8°左右。沉船处于倒扣状态,艉部上层建筑沉坐于海底,艏部呈漂浮状态,高潮时艏部船底露出水面6米左右、艉部1.5米左右;低潮时艏部船底露出水面5.5米左右、艉部2.5米左右。

3、沉船装载情况

该轮沉没前共装载137个集装箱(其中舱内装载108个标准集装箱、甲板上装载29个集装箱),其中134个20英尺标准箱、2个40英尺加长箱,所有集装箱装满货,各重约30吨。

4、沉船水面情况

“锦集”轮沉没于鲅鱼圈港集装箱码头52号泊位,地处港内,沉没时船艉离码头约5米,船艏部离码头约15米。

5、沉船周围水深、潮汐情况

沉船周围水深情况,高潮时水深为18米左右,低潮时水深为14.6米左右,潮汐为规则半日潮,潮流由于地处港湾的影响,流速较小,不影响潜水作业。

6、沉船水下货物情况

No1舱舱盖全部脱落,舱内货物全部堆落于舱口以下,No2舱舱盖全部脱落,大部分货物堆落于舱口以下,少量货物堆落高度高于舱口,沉船右舷外发现有少量散落的集装箱,左舷至码头之间水下发现大量散落的集装箱,最大的堆积高度达6米左右。

7、沉船船体破损情况

在进行沉船探摸过程中,未发现沉船船体有破损。

8、沉船淤埋情况

沉船船体除艉部上层建筑外,其它部位船体漂浮和脱空,艉部上层建筑淤埋深度为5米左右,估计上层建筑顶层部位压塌,实际淤埋深度应小于5米。



二、沉船打捞方案简介

沉船打捞技术数据

沉船水下总重量1227吨。(沉船水下重量1177吨、沉船上层建筑增加淤泥及其它重量估计50吨)

沉船打捞重量:1472吨。

需配备打捞力量1913吨。

沉船水下纵向重心位置为舯后5.72米。

沉船水下垂向重心高度5.76米。

沉船最大板正力:790吨,需配备板正力量1030吨以上。

2、沉船打捞方案概述

根据2004年12月1日烟台打捞局完成的沉船探摸报告和船东提供的船舶图纸资料及沉船打捞技术计算数据,考虑到沉船地处码头,严重影响和制约了码头的正常使用和进港船舶的安全,为了快速将沉船打捞出水,早日清除码头的水下障碍,恢复码头的正常使用,经我局领导和工程技术人员反复研究,决定采用:

以700吨浮吊船作为打捞工作母船,将沉船实施吊抬倒浮移位、清除水下货物(影响沉船打捞的货物)、就地板正、正态起浮、抽水自浮、整理交船的打捞方案。

工程船进入工地后,首先在沉船船底部右侧焊接特制的板正桩头,作为沉船板正生根位置,穿引八道千斤,对沉船实施向左侧吊抬移位20米,然后利用500吨和700吨二艘起重浮吊船,或300吨和700吨二艘起重浮吊船,将沉船由左倾178°板正至零度或接近零度状态,沉船板正后,再用1对500吨浮筒和700吨浮吊船对沉船进行正态起浮,清除沉船上层建筑的淤泥、杂物,利用抽水电泵排除沉船货舱、艏尖舱、机舱、边浮力舱、艉压载舱等舱室的余水,使沉船逐渐达到安全漂浮状态,交船后集中力量完成散落水中集装箱的清除工作。



三、沉船打捞前期准备

打捞前期准备工作计历时37天,其中经历2个阶段:

第一阶段完成的主要工作

第一阶段为2004年12月8日~12月24日,计17天。此阶段正值北方最寒冷时期,作业期间营口地区的气温全在零下20度左右,应当说在这一时期气温低、季风频繁是不适于进行海上作业,特别是潜水作业的,但考虑到营口港务局、船东等方面的迫切心情,我们还是展开了打捞工作,直到气温实在太低,港内作业现场结冰太厚(我方撤离时港内冰厚已达10cm),继续作业已无法保证潜水员及船舶的安全时,才结束。这一阶段动用的主要船船为起重能力为700吨的“烟救起重2号”浮吊船、起重能力为300吨的“秦航工36号”浮吊船,完成的主要工作是:

(1)完成沉船打捞前的详细探摸工作。

(2)完成8个板正桩头的设计、加工制作及焊接工作。出于沉船船体强度的原因,板正桩头由原方案焊接在舷侧,改为焊接在船底中内龙骨处。

(3)完成8道大钢丝中6道钢丝的穿引工作。

(4)将原方案计划使用的2只500吨浮筒拖运到现场。

(5)利用“起重2号”、“秦航工36号”浮吊船进行沉船倒浮移位的尝试工作,由于气象及潮高比预计的要小等原因,终止了作业,但此工作为以后沉船倒浮移位等提供了技术参考。

第二阶段完成的主要工作

第二阶段为2005年3月24日~4月12日,计20天。虽然在此阶段气温尚可,但水温低(最初只有0度左右,后期才达到5~6度),仍然完成了沉船正式打捞前的所有准备工作。这一阶段参加的主要船舶为起重能力为500吨的“烟救起重1号”浮吊船,完成的主要工作为:

(1)完成剩余2道大钢丝的穿引工作。

(2)由于风、浪、冰等作用,前期穿好的6道大钢丝发生了移位、纠缠等,对其进行了清理。

(3)对沉船及水下集装箱、舱盖板等重新进行了详细的探摸,为沉船移位等工作提供依据。



四、沉船打捞

“锦集7”轮的打捞,从开始倒浮移位,到沉船自浮,历时4天(2005年4月13~16日),很成功,比设想要顺利、快得多。沉船打捞共分4个主要步骤:

1、沉船倒浮移位

沉船倒浮移位利用“烟救起重2号”和“烟救起重1号”2艘浮吊船,于4月13日完成,历时仅1个多小时,实现沉船向港池外移位约20米,在此位置进行下一步的工作已不受水下集装箱、舱盖板等的影响。

倒浮移位时,“起重2号”吊船艉,最大吊力为490吨,此吊力比原设想要小一些,主要原因是对机舱和2号货舱的充气比较成功、潮高较大(移位时潮高为2.3m左右)。由于沉船艏部始终浮在水面,“起重1号”吊力很小,保持在50吨上下。

2、沉船板正

沉船板正亦是利用“起重1号”和“起重2号”船,于4月13日完成,历时约2.5小时,并且实现沉船艏浮。这一过程比较顺利,而且在板正过程中实现了沉船艏浮,结果比原设想要好得多。根据这一情况,打捞现场领导小组及时调整了下一步的打捞方案。4月14日主要完成对1号货舱抽水,将板正钢丝脱桩、抽出,“起重1号”处的4根大钢丝后移,“起重2号”船大钢丝挂钩等工作。

板正过程中“起重2号”双钩最大吊力为440吨,“起重1号”最大吊力为260吨,板正力与原设想相当。

3、沉船起浮

由于板正过程中一次性实现沉船艏浮,对下一步的施工方案进行了调整。原计划板正完成后“起重2号”由船艉移到船艏,船艉用1对500吨浮筒,先浮艏,再浮艉。但板正过程中同时完成浮艏工作,通过这一结果,现场分析沉船压载舱、浮力舱中并未进满水(分析许多舱室仅有少量进水),有相当大的浮力,现场决定采用:

在将1号货舱(艏部货舱)的水排空后,“起重2号”吊船艉,“起重1号”由原位置向艉方向移,同时对艏尖舱注水压载直接起浮的方案。

沉船起浮工作于4月15日完成,艉浮仅用3个小时。在2号货舱舱口全部露出水面后立即对其进行抽水工作,当沉船主甲板全部出水后,在“起重2号”和“起重1号”的吊抬下,将沉船移至码头(鲅鱼圈港集装箱码头52号泊位)。

艉浮过程中“起重2号”双钩最大吊力为500吨,“起重1号”双钩最大吊力为57吨。

4、整理交船

4月16日对2号货舱、机舱及船艉的压载舱、淡水舱等抽水,同时为调整船舶浮态及提高船舶稳性,对艏部二层底的部分舱室注水压载,并于当日交船。

交船时船舶浮态:艏吃水1.25m,艉吃水4.75m,平均吃水3.0m,纵倾3度,无横倾,根据沉船实际情况计算出此时其初稳性高度为2.621m,沉船船体无任何漏水情况,满足拖航要求。当日船东成功将沉船由营口港52号泊位移到41号泊位。沉船打捞圆满完成。

拖航前“锦集7”初稳性核算(略)



五、集装箱及货物打捞

“锦集7”轮倾覆前共装137个集装箱,倾覆后有1个集装箱漂浮被立即打捞出水,实际水下应有136个集装箱,其中134个标准箱(20英尺长)、2个40英尺箱。沉船货舱共有9块舱盖板,全部落入水中。

1、现场条件

沉船处于鲅鱼圈港52号泊位,集装箱全部散落于港池内,此泊位处泥面距码头平面19米,表层2米~2.5米深为淤泥,其下为黄砂质。该泊位处高潮时水深18米,低潮时水深14.6m。标准集装箱斜角高度约7米,40英尺集装箱斜角高度约14米,舱盖板最大高度12米。集装箱货物重为29~34吨,舱盖板重量12~14吨。据此要求:打捞集装箱及舱盖板吊索长度应大于18米,浮吊吊高应大于36米。

2、设备配置

起重船:集装箱打捞主要用“烟救起重2号”的100吨副钩,其吊高为57米。

吊索:实际使用2根Φ36mm,长各为19.6m的吊索,其破断力为59.6吨。

吊钩:水下打捞集装箱与陆地大相径庭,集装箱破损严重、呈各种状态,特别是泥面处的集装箱,箱体大部分在泥中,仅露出小部分,无法对4个箱角挂钩,从施工的具体情况出发,决定仅挂2钩。而适用的集装箱打捞吊钩其许用工作负荷WWL=11t,总许用吊力仅为22吨,超过打捞重量(从后期吊出的集装箱看,大部分箱吃水后的重量为45~50吨)。整个打捞过程中共拉断或拉直36个集装箱打捞吊钩。

3、打捞过程

集装箱及货物的打捞从4月18日正式开始,到6月6日结束,历时50天。集装箱打捞技术要求较低,但作业条件复杂、工作量大,尤其是潜水工作量很大,潜水员负出了艰辛劳动。在大量集装箱打捞期间,每天的作业时间都在12小时以上。

集装箱的打捞在前期比较顺利。前期只能打捞上层的集装箱,该部分集装箱大多完整,且在泥面上,很容易找到吊点挂钩,每班潜水多捞出3个箱。后期打捞很困难,此时剩余的集装箱基本全部陷入泥中,第一,水下寻找困难,找到后往往也仅有1个吊点,潜水员只能用手慢慢挖泥寻找另一个吊点,有时不得不先利用一个吊点起吊抬高后露出别的吊点再重新挂钩;第二,大多集装箱在船倾覆时被上层集装箱等碰撞、挤压破碎,潜水员水下挂钩相当困难,稍不小心会挂破潜水服等。在后期的集装箱打捞中,许多集装箱在起吊过程中断裂,导致一个箱经多次打捞才能出水,货物同时也洒落海中。

在集装箱打捞开始前,考虑到部分集装箱箱体会破裂导致货物洒落海中,我们便选择了2个上岸点,一个上岸点在沉船艉部,舯后的集装箱从此处吊上岸;另一个上岸点在沉船艏部,舯前的集装箱在此点上岸。这样,在最后,破碎集装箱洒落的货物主要集中在这2个位置,堆积在码头前沿,外围仅有零星洒落。对这2个货堆,租用汽车吊在码头作业吊除。



六、工程总结

“锦集7”轮打捞工程,无论是沉船本身的打捞还是集装箱及货物的打捞都是相当成功的。究其原因主要是:决策到位、施工方案正确、现场人员齐心合力。

1、决策到位

在打捞现场,指挥人员正确、到位的决策为本次工程的圆满完成起到了关键作用。按原施工方案设计,沉船在板正后用1对500吨浮筒浮艉,“起重2号”吊船艏。但从板正结果分析,沉船浮力舱及压载舱中进水较少浮力较大,工程指挥部大胆、果断决定不用浮筒,而改用“起重2号”吊船艉、“起重1号”吊舯前的方案。这一决策减少了安放浮筒,浮吊船摘钩、移位、重新就位、挂钩的步骤,使沉船打捞工期大大缩短。

2、施工方案正确

“锦集7”打捞采取倒浮移位、板正、先浮艏再浮艉的方案是正确的,并且随着工程的进展,根据具体情况及时、正确地调整了原施工方案。正确、科学的施工方案为沉船的成功打捞提供了技术保障。

现场施工人员齐心合力

沉船打捞是一种风险大、劳动强度高的工程。在沉船起浮阶段,参加工程的潜水员、船舶人员齐心合力,加班加点,听从指挥,为沉船的成功打捞打下了基础。在集装箱及货物的打捞过程中,潜水员负出了极大的努力,使集装箱及货物较快打捞完。

本次工程不足之处是:

1、沉船打捞前期准备时间较长:主要原因是在寒冷、风大且频繁的冬季不适合于潜水作业。

2、集装箱打捞主要靠浮吊而不是集装箱桥吊:按最初设想,集装箱打捞租用营口集装箱码头公司的桥吊即可,此桥吊起重能力、吊高、跨距都满足工程需要,但由于其在突变载荷情况下(导致载荷突变的原因是,集装箱起吊过程中,箱体会被货物压破或断裂,货物突然洒落)钢丝会脱轨,不适于打捞集装箱,集装箱的打捞不得不改用大型浮吊船(主要用“起重2号”),增加了工程成本
 
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