鋼質(zhì)沉船打撈方法綜述

孫樹民 李 悅

（華南理工大學(xué)交通學(xué)院）

摘 要：綜述了目前鋼質(zhì)沉船打撈的常用方法，并對其主要特點及適用范圍作了介紹。

關(guān)鍵詞：沉船打撈 水下施工

目前打撈鋼質(zhì)沉船的方法主要有：封艙抽水打撈、封艙充氣抽水打撈、壓氣排水打撈、船舶抬撬打撈、浮筒抬浮打撈、泡沫塑料打撈、浮吊打撈等。這些打撈方法可以單獨使用，也可以聯(lián)合起來使用。

一 封艙抽水打撈法

封艙抽水打撈是應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種打撈沉船的方法，目前仍是打撈淺水中沉船的有效方法。另外，用抬撬等方法抬浮沉船，有的要擱淺，擱淺后如艙口或舷窗仍在水下，也要采用封艙抽水才能起浮。在某些地區(qū)或時期，因為沒有打撈浮筒等專用打撈設(shè)備，亦廣泛采用封艙抽水打撈法，因為這種打撈方法只需抽水泵等簡單工具，封補(bǔ)用的材料如木板、木枋、絨布、棉胎、水泥等易于籌集，而且操作人員只需具備封補(bǔ)知識，所以第二次世界大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后，中國、美國和原蘇聯(lián)等國大多采用本方法。

采用封艙抽水打撈法，船的銹蝕不能太嚴(yán)重，否則船體強(qiáng)度不夠，不能承受封艙抽水后的水壓。封艙抽水一般應(yīng)封補(bǔ)浮力大又易封補(bǔ)的大艙，如果機(jī)艙頂部出水，機(jī)艙棚又能抵抗水壓，有時將其封補(bǔ)。有些貨船大艙抽水后的浮力足以起浮沉船，往往不考慮封補(bǔ)機(jī)艙。前尖艙、后尖艙和深油柜等艙柜，雖然封補(bǔ)的工作量不大，但因其浮力有限而且要布置抽水管、透氣管、抽水泵，不便于施工，一般不封補(bǔ)。

封艙分為密封式和沉井式兩種：

1 密封式封艙

密封式封艙是封艙的主要方法，它是用厚木板或木枋將艙口、門窗、通道或破洞等進(jìn)行封補(bǔ)，封補(bǔ)時木材與木材并接處和木材與艙口、門窗等結(jié)合處，須用絨布包舊棉胎作為防漏墊料，出于棉胎、絨布在海水中浸泡時間較長時易于腐爛，也可用化纖絨布、毛毯、晴綸棉胎、閉孔型泡沫塑料等做封補(bǔ)材料。

對于風(fēng)斗等通風(fēng)口，一般用木板做封底，并用彎鉤螺栓鉤住封艙底板，然后澆混凝土于風(fēng)斗中�；炷林锌杉哟倌齽�，以便在一二天內(nèi)有較大強(qiáng)度，如時間允許，盡可能在三天后等混凝土達(dá)到較高強(qiáng)度時再抽水。用混凝土澆堵風(fēng)斗筒、通風(fēng)口，比用木板加絨布、棉胎封補(bǔ)簡單，且水密性、強(qiáng)度等都比較好。

如果是數(shù)米長的大破洞，可用鋼板加扶強(qiáng)材封補(bǔ)，其方法是：先按洞形繪制樣板，開好螺孔，封板邊緣用水下粘結(jié)劑粘上防漏墊料（泡沫橡膠條或泡沫塑料條），然后吊到破洞口由潛水員安裝。

密封式封艙法要設(shè)透氣管并接到水面上，以便抽水時艙內(nèi)有空氣補(bǔ)充。為了觀察艙內(nèi)水位，可以接氣壓式水面計。

2 沉井式封艙

沉井式封艙也稱沉箱封艙，一般適用于沉船甲板在水面以下1m左右，否則工程量比密封式封艙要大。筑沉井的方法是：先在水面上建一井圈，井圈一般用木板橫向排列，其尺寸應(yīng)使其能剛好套于艙口外。井圈下部加壓鐵，底部用棉胎、絨布或閉孔泡沫塑料等制成軟墊，以便于甲板水密。做好的井圈在潛水員協(xié)助下套入艙口，用彎鉤螺栓將其旋牢于艙口上，螺栓上部有橫擋木擱于井圈上面。

二 封艙充氣抽水打撈法

沉船甲板與水面的距離若超過2m，用前述的透氣管來封艙抽水，沉船的甲板可能因抵抗不住水壓力而被壓塌。如在艙內(nèi)加撐柱，則可能因撐柱太多而無法施工。這時可向艙內(nèi)充壓縮空氣，以增加甲板下的壓力，然后再抽水，這種抽水起浮沉船的方法，稱為封艙充氣抽水打撈法。

充氣抽水操作并不復(fù)雜，但需要有豐富經(jīng)驗，不然容易發(fā)生事故。如果充氣不足就開始抽水，會把沉船甲板抽塌；但如果充氣太多，艙內(nèi)壓力迅速增加而超過艙外壓力，會把封艙板上封補(bǔ)的墊料吹開，導(dǎo)致船艙漏水。

三 壓氣排水打撈法

壓氣排水打撈法是將壓縮空氣壓入船艙柜，排除艙柜內(nèi)的水產(chǎn)生浮力起浮沉船，該方法適宜于打撈翻沉海底的油輪。如果沉船氣密性好且有縱隔艙，易于控制橫穩(wěn)性，可不封艙或基本上不封艙，也不用抬船千斤（船底大鋼纜）和打撈浮筒，只需先把充氣管塞入艙內(nèi)充氣，即可浮船。如果沉船的機(jī)艙等后部艙柜受損，難于在機(jī)艙中積儲空氣且沉船重量大，則要加諸如打撈浮筒抬尾部；如果海底是淤泥或流沙，煙囪、上層建筑等深埋入泥中，風(fēng)浪大，水又深，很難（甚至不可能）在機(jī)艙下穿引船底千斤，則可以考慮用閉孔型泡沫塑料等浮材充填于機(jī)艙內(nèi)，以補(bǔ)充充氣時船后部浮力不足。

采用壓氣排水打撈法要注意船的穩(wěn)性，油輪因有一道或二道縱隔壁，把其分成左右艙或左中右艙，穩(wěn)性較好。其它貨輪的大艙通常不分隔為左右，故自由液面的慣性矩大，穩(wěn)性極差，必須采用浮筒或船舶協(xié)助扶正，以克服穩(wěn)性不足。

四 船舶抬撬打撈法

船舶抬撬打撈也稱駁船抬撬打撈，是用工程船或駁船的抬浮力把沉船抬浮出水或抬移到其它地方，也可用于擱淺或觸礁船舶的救助。

駁船抬撬打撈要注意以下幾點：

（1）盡可能在慢流中起浮，并計算多少流速才能控制起浮，以免措手不及，發(fā)生意外。

（2）宜在最低潮前使沉船離底。沉船剛離底時，減輕了沉船壓在海底上的壓力，會有氣泡從船底溢到水面，打撈沉船應(yīng)避免使用最低潮收緊滑車、漲潮沉船自浮的方法，因為往往由于意外原因船抬不動，潮水又在漲，滑車受力過大，絞車無法松纜，從而發(fā)生嚴(yán)重事故。

（3）船舶抬撬配備的儲備浮力，應(yīng)為打撈重量的20% ~40%，實際應(yīng)配備的儲備浮力視具體情況而定。

船舶抬撬打撈比較容易籌集打撈材料和工具，適用于內(nèi)河、風(fēng)浪較小的海灣、氣象條件好的沿岸和近海區(qū)域。在過去很長時間，國內(nèi)外曾用本方法撈起大量沉船，有的國家在打撈浮筒推廣以前，曾用雙體式打撈船抬浮海中失事的潛艇或小型軍艦。隨著打撈浮筒的普遍使用，沿海打撈已極少使用本方法，但在內(nèi)河、海邊、海灣內(nèi)等淺水區(qū)或風(fēng)浪小的地區(qū)，本方法仍不失為可考慮的方法之一。

按不同的打撈形式，船舶抬撬打撈法可分為單邊抬打撈、頂抬打撈、頂?shù)醮驌�、掮抬打撈、馱抬打撈、大梁式打撈幾種：

1 單邊抬打撈法

單邊抬打撈也稱夾抬、短撬，是船舶抬撬中使用較為廣泛的一種方法。用一對或數(shù)對工程船（或駁船）并行對稱排列在沉船兩舷的水面上，把沉船夾在中間，然后分別在沉船的一舷用滑車連接沉船的千斤（大鋼纜）或沉船上的吊攀（有些船廠制造潛水艇和登陸艇時焊有吊攀），用絞車把沉船抬浮。

2 頂抬打撈法

頂抬打撈是用一對或數(shù)對平頭方形工程駁的駁艏頂著沉船兩舷，或在沉船艏艉兩端用工程駁頂抬。絞車與滑車組布置在工程駁甲板上，沉船的船底千斤與滑車組相連，然后用絞車把沉船抬起。用駁艏頂沉船兩舷時，要在工程駁的艉尖艙中加壓載水，以減少縱傾。該方法操作方便，一般工程駁都配備此設(shè)備，以應(yīng)付緊急情況。一艘長30多米、寬9米多的工程駁，最大可頂抬約40t，所以打撈小型沉船用頂抬法較為實用。

3 頂?shù)醮驌品?/span>

用頂抬和浮吊提升沉船的方法稱為頂?shù)醮驌品�。一般在浮吊（吊桿船）甲板上配備兩組滑車，滑車連接沉船里擋的兩根船底千斤，沉船外擋的兩根船底千斤連接到浮吊的吊鉤上，然后同步收緊滑車和吊鉤，使沉船提升，這樣增加了浮吊提升力，減少了船底千斤對沉船的橫向夾力，如一艘400t浮吊原來只能吊400t，改用頂?shù)醴ǹ偟踔乜稍黾拥?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; font-family: 'Times New Roman';">600t。

頂?shù)醮驌品ㄒ话阌脝未┕ぃ鐔未ЯΣ粔�，也可用兩艘船同時頂?shù)�，但要特別注意安全，應(yīng)適當(dāng)降低浮吊允許的頂?shù)趿�，以防兩艘浮吊受力不均。打撈小型沉船，可用工程駁上的把桿代替浮吊上人字吊頂?shù)酢?/span>

4 掮抬打撈法

掮抬打撈法是用大型工程船或工程駁（一般用2000t）打撈較小沉船的一種方法。工程船在一舷豎立數(shù)副吊桿，在每一吊桿處的橫向甲板上布置滑車組，然后泊于沉船一側(cè)上方，吊桿上的滑車連接沉船外擋的船底千斤，甲板上的滑車連接沉船里擋的船底千斤，然后用絞車收緊滑車，把沉船抬浮。絞抬以前，一般在工程船的另一舷的邊艙和雙層底內(nèi)用水壓載，以減少其橫傾度。為了減少工程船與沉船的碰撞，工程船宜稍向沉船一舷橫傾3°左右，實際允許的橫傾度應(yīng)根據(jù)工程船穩(wěn)性、儲備抬浮力等決定。

5 馱抬打撈法

馱抬打撈又稱駁船馱抬。將工程駁順著沉船方向泊在沉船上方，然后把掛在兩舷的滑車組與穿在沉船底下的船底千斤相連接，接著收緊滑車把沉船抬起。采用本方法先要割除高出沉船甲板較多的桅桿等構(gòu)件。如要使沉船甲板出水以便抽水浮船，則要利用高潮擱灘，擱灘時最好向淺灘拖絞擱定，然后工程駁立即撤離沉船上方，以免落潮時擱在沉船上發(fā)生事故。如果因潮差不足，擱灘后枯潮時沉船甲板尚不能出水，則要用拖絞法把沉船拖絞出水。

如要這樣，宜馱擱在坡度小、底質(zhì)摩擦力小的灘上。用本方法曾打撈過一些小型船只，因安全性差，加上目前打撈方法較多，故較少采用。

6 大梁式打撈法

大梁打撈又稱過擋撬，一般是用一對工程駁并列布置在沉船上方，每對工程駁之間架起大木枋構(gòu)成的大橫梁，用角鐵和螺栓夾緊木枋，用后即可卸下。大橫梁由三層組成，下層梁為兩根木枋對接的長梁，其上為兩根單根木枋。每兩根大橫梁構(gòu)成一組，上擱硬質(zhì)橫擋木，橫擋木加一包角鐵，以便吊住滑車組中的上滑車。下滑車連接沉船底下已穿引好的船底千斤，然后收緊滑車把沉船抬浮上升。為了減少工程駁向里傾斜和因傾斜而增加大梁的彎矩，可在每艘工程駁的外擋舷外筑壓載平臺，在平臺內(nèi)可用沙土等做壓載。因大梁在沉船上面，在布置船底千斤和大梁位置時，應(yīng)留出煙囪等空擋，或出水時割去煙囪等，以便甲板出水。

由于打撈設(shè)備的改進(jìn)，以及大梁式打撈法需較多木枋，目前本方法已很少采用。

五 浮筒抬浮打撈法

利用打撈浮筒的浮力抬浮沉船稱為浮筒抬浮打撈。在20世紀(jì)50年代中期，我國開始用打撈浮筒打撈長江口和沿海沉船。

打撈浮筒有硬殼和軟殼兩種：硬殼由鋼板或木材制造，我國制造的都是鋼殼，原蘇聯(lián)在第二次世界大戰(zhàn)時制造了一些木殼浮筒，由于木殼浮筒不耐用，已被淘汰。軟式浮筒一般用橡膠加尼龍制成。

我國制造的鋼殼浮筒有800t（指抬浮重量）、500t、250t、200t、100t和60t數(shù)種。軟式浮筒一般為小型，定型產(chǎn)品有5t、10t兩種，用于打撈小型艦艇。第二次世界大戰(zhàn)期間，有的國家曾生產(chǎn)過30t或更大的橡膠浮筒。20世紀(jì)70年代初，廣州地區(qū)打撈部門曾自制100t和200t橡膠打撈浮筒，專供沉船艙內(nèi)使用，以增加抬浮力。軟式浮筒雖然抬浮力小，但運(yùn)輸方便，可由飛機(jī)、直升飛機(jī)等運(yùn)到急需現(xiàn)場。

軟式浮筒抬浮沉船多數(shù)放于沉船兩舷，外罩棕繩或尼龍繩網(wǎng)罩，罩下連接鋼纜圈，纜圈再連接船底千斤，然后充氣上浮。

鋼殼浮筒一般是放于沉船兩舷，把穿引好的船底千斤由潛水員套于浮筒的纜樁上，然后充氣起浮。

浮筒打撈配備的儲備浮力應(yīng)為打撈重量的20% ~40%。

浮筒抬浮打撈法又可分為直接打撈法、逐步打撈法以及折線打撈法：

1 直接打撈法

用浮筒將沉船不停歇抬浮出水的方法稱為直接打撈法。抬浮時一般不采取艏艉同時起浮，因為要同時平行起浮極為困難，且因水流等原因，現(xiàn)場難于掌握和調(diào)度。直接打撈法的步驟是：首先將浮筒安放、綁扎妥當(dāng)，然后一端起浮并浮定，最后全部浮定。沉船一端出水的同時，浮筒也一部分出水，增加了起浮的穩(wěn)性。

不論何種方式起浮，沉船起浮時最大的允許縱傾角宜在15°以內(nèi)，沉船處水深超過沉船長度1/3，就有可能使縱傾角大于15°，此時應(yīng)采取逐步打撈法或折線打撈法。

沉船上浮速度越慢越好，但沉船離開海底后，粘著力消失，浮筒艙內(nèi)氣體膨脹，產(chǎn)生加速度，上浮速度加快，該速度不應(yīng)超過3m/s，否則要用控制浮筒減速。

2 逐步打撈法

如果沉船一次上浮縱傾太大，可采取逐步打撈法。逐步打撈是在沉船前、后方要控制浮筒，控制浮筒一出水即停止上浮，這樣就可以使縱傾角控制在規(guī)定范圍內(nèi)，然后在控制浮筒吊浮的情況下拖沉船擱灘，收短控制浮筒千斤，直至能用前述的直接打撈法起浮為止。

逐步打撈法的一般步驟是：（1）起浮前，先安放、綁扎妥浮筒；（2）一端先起浮，控制浮筒先出水，使一端浮定；（3）另一端也浮定，兩端控制浮筒全露出水面；（4）在控制浮筒吊著的情況下擱灘，然后用直接打撈法起浮。

3 折線打撈法

如果沉船處水較深，不宜用浮筒直接一次起浮，又不宜采用逐步打撈，這時可用折線打撈法，所謂折線打撈法，就是使沉船在原地成之字形地折線起浮。折線打撈應(yīng)根據(jù)水深和沉船長度的相對關(guān)系，決定控制浮筒設(shè)一層或多層。起浮時，首先使沉船兩端最上層的控制浮筒先出水，然后使沉船在原地處半漂浮狀態(tài)繼續(xù)上升。折線打撈最后起浮階段，在控制浮筒上各系一根拖纜，在沉船上升控制浮筒幾乎失去浮力時，用拖纜拖去控制浮筒，使其免于擱在沉船上或與沉船相互碰撞。在拖航沉船前，必須先將控制浮筒拆除。折線打撈的優(yōu)點是原地起浮，比逐步打撈法節(jié)省時間。缺點是風(fēng)浪易使上下層控制浮筒相互碰撞，由于水較深，若發(fā)生鋼纜斷裂、滑脫或浮筒漏氣、下沉等，后果嚴(yán)重。

六 船內(nèi)充塞浮具及泡沫塑料打撈法

船內(nèi)充塞浮具打撈，是將橡膠浮筒、柴油桶、木材、竹子、泡沫塊等有浮力的器具或材料放入沉船，利用其浮力抬浮沉船。船內(nèi)充塞浮具打撈法一般用于所需抬浮力不大的小型船舶，也可以作為其它打撈方法的輔助性浮力。船內(nèi)充塞泡沫塑料打撈，是利用泡沫塑料比重輕，能排除沉船艙內(nèi)的水產(chǎn)生浮力使沉船起浮，采用此法要求泡沫塑料是閉孔型，即塑料內(nèi)的氣泡各自封閉，水難于滲入。

船內(nèi)充塞泡沫塑料打撈法可分為兩種：

第一種，水下發(fā)泡型泡沫塑料打撈（FIS泡沫塑料打撈）。它是將多種化學(xué)藥劑注入沉船內(nèi)，使其發(fā)泡而產(chǎn)生泡沫起浮沉船。所用化學(xué)藥劑一般屬于氨基甲酸乙酯型，其方法是將化學(xué)藥劑各組分別由定量泵輸入水下的噴槍（噴管）處混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)泡，在溢出倉口或管口后固化成泡沫體，成塊或整體固定地漂浮于沉船艙內(nèi)頂部，有的浮到頂部或與艙內(nèi)結(jié)構(gòu)、機(jī)具等接觸后再徹底固化，并凝結(jié)成一體。當(dāng)泡沫與艙內(nèi)構(gòu)件凝結(jié)成一體時，起浮后的清理工作很費工時。氨基型泡沫塑料的優(yōu)點是：水下凝結(jié)性好，在艙內(nèi)沒有自由液面，對沉船起浮后的穩(wěn)性有利，并可減少封補(bǔ)艙口等工作。有的用可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，由輸送管射入艙內(nèi)，后用蒸氣加熱，使顆粒發(fā)泡而浮在艙內(nèi)上部產(chǎn)生浮力，但其不如氨基甲酸乙酯型能較牢固地凝結(jié)成塊，有時對沉船的穩(wěn)性不利。

第二種，水上發(fā)泡型泡沫塑料打撈，也稱ERS泡沫塑料打撈法，是將可發(fā)性泡沫塑料制成顆粒，使用時在工程船上或岸上先把塑料顆粒加熱發(fā)泡如同爆米花，然后用射流泵經(jīng)管道輸送到沉船艙內(nèi)，也有在車間發(fā)泡后鑄成圓球狀，然后再輸送到沉船內(nèi)，所用材料大多是可發(fā)性聚苯乙烯。其優(yōu)點是沉船在起浮后，較易清艙，泡沫球能反復(fù)使用，但保存和運(yùn)輸麻煩，保管費用高。另外，球體在沉船內(nèi)自由流動，對沉船的穩(wěn)性不利，封艙比用FIS方法要求高。

使用發(fā)泡型泡沫塑料，必須阻止泡沫花的溢出，且要求封艙后的強(qiáng)度能夠頂住泡沫對封艙處的壓力。

泡沫塑料的比重隨水深而增加，水愈深浮力愈小。目前一般用于打撈諸如觸礁沉沒于礁石上的船只及碼頭邊、防波堤旁等淺水區(qū)的沉船。

七 浮吊打撈沉船法

它是用浮吊船直接把沉船吊出水面的方法。與其它打撈方法相比，其優(yōu)點是速度快、效果好。目前世界各國大起重量浮吊船逐漸增加，隨著海洋的開發(fā)，浮吊船吊力還在增加，2000t以上的浮吊船已很多，甚至出現(xiàn)了10000多噸吊重的浮吊船。我國一些大港口和海上救助打撈部門一般有500t浮吊，上海救助打撈局有2500t的“大力”號，廣州救助打撈局及渤海石油部門都有900t的旋轉(zhuǎn)式浮吊。浮吊一般為平行雙主鉤吊鉤，由于其距離較近，在沒有大的平衡力橫梁以前，有時不能發(fā)揮其最大吊力。平衡力橫梁較長，吊鉤吊在橫梁上，再由橫梁吊重件，因橫梁長度有限，抬浮力不能在沉船足夠的長度內(nèi)分布，吊力集中，使沉船承受不了如此巨大的縱向彎矩，因此這種方法只適宜打撈小型沉船。有的浮吊為雙人字架，其受力情況較好。

有些小型艦艇，如小型的潛艇、登陸艇、魚雷艇等，船幫上焊有吊攀，施工時只需在吊攀上套上吊索即可把沉船吊出水面。對于較大沉船或無吊攀的商船，則要在沉船的船底下穿引一定數(shù)量的船底千斤。

用多艘浮吊船合吊一艘沉船要慎重，由于浮吊船本身的超負(fù)荷力極有限，甚至不允許超負(fù)荷，起吊時若有一艘浮吊船的吊船鋼索斷裂或失去吊力，其原吊重突然增加到失去吊力船一側(cè)附近的其它浮吊船上，且不能均勻地分配到所有浮吊船上，所以起浮時要使各浮吊船的吊力均勻，同步受力，且要有相當(dāng)?shù)膬涞趿�，儲備吊力大小以能�?yīng)付當(dāng)一艘浮吊船失去吊力時其它浮吊船能承受為準(zhǔn)。由于浮吊船的穩(wěn)性一般很差，有的在額定吊力內(nèi)因回吊力位置的變化使其失去穩(wěn)性而傾覆；有的港灣作業(yè)用浮吊船，空船或錨泊在港灣會因少許風(fēng)浪而傾覆；有個別浮吊船在港中吊貨，因貨物突然滑動而傾覆。因此，要特別注意浮吊船的穩(wěn)性，以確保工程施工的安全。