郭志剛

（中交四航局第一工程有限公司，廣州 510420）

1 前言

港口在非洲國家的經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要的角色，非洲各國正積極對港口進行改造和加大港口建設(shè)力度。我司在建的拉姆港1～3 號泊位碼頭工程是肯尼亞“2030遠(yuǎn)景規(guī)劃”的重點起步工程，也是“一帶一路”倡議在非洲落地的標(biāo)志性項目，建成后將為南蘇丹、埃塞俄比亞、烏干達(dá)以及剛果東部提供新的出海通道。我司在海外承接的水工項目越來越多，但在非洲一些欠發(fā)達(dá)國家無法提供船舶的修理基地，因此結(jié)合現(xiàn)場施工進度，利用現(xiàn)場資源，因地制宜，船舶采用氣囊上排進行全面維修。

拉姆港1～3 號泊位碼頭工程項目，位于非洲肯尼亞北部曼達(dá)灣畔，該區(qū)域船舶大多修造年代久遠(yuǎn)，為了保證船舶正常運營、施工安全及保持船級，決定對一批船舶進行氣囊上排全面維修。本文以某船成功上排維修為例，介紹如何基于工程所在地的簡易場地，利用氣囊對船舶進行上排。

2 船舶氣囊上排工藝

2.1 鋪設(shè)船排

船舶利用氣囊上排維修，船排的尺寸建議按以下區(qū)域設(shè)置:絞車安裝、滑輪組繞組所需區(qū)域，為絞車、滑輪組布置區(qū)；船舶停放、維修設(shè)備存放、維修材料存放、辦公場所、施工車輛通道等所需場地，為船舶修理施工區(qū)；船舶最先進入氣囊上方直至牽引拉出水面所需場地，為船舶上排區(qū)。

某船主要尺度為：總長81.00 m，型寬15.00 m，型深7.80 m，空船吃水1.60 m，空船重量1 600 t。

根據(jù)船舶外形尺寸，船舶空船吃水應(yīng)保證有富裕水深，并使船舶進入上排通道與在水中靠船尾方向最后一個氣囊受力接近船舯；絞車?yán)熬硗踩堇K量、滑輪組繞組圈數(shù)直接影響船排尺寸。

某船按現(xiàn)場實際條件進行場地設(shè)計，利用滑輪AutoCAD 放樣，船排布置圖見圖1。從0 軸至1 軸為絞車、組布置區(qū)域，長35 m、寬50 m，在該區(qū)域預(yù)埋2 個60 t 地牛，用于安裝2 臺20 t 絞車；1～4 軸為船舶修理施工區(qū)域，長103.5 m、寬50 m，在該區(qū)域設(shè)置船舶停放區(qū)、辦公區(qū)、設(shè)備存放區(qū)、材料存放區(qū)、車輛通道等；4～8 軸為船舶上排區(qū)域，長100 m、寬30 m，在該區(qū)域兩側(cè)設(shè)置臨時護岸用于水上通道整平及水上氣囊擺放，在臨時護岸上靠近4 軸設(shè)置10 t 地牛用于船舶進入通道前的牽引。

圖1 船排布置示意圖

絞車、滑輪組布置區(qū)地面稍作平整即可，船舶修理施工區(qū)和船舶上排區(qū)在4 軸兩側(cè)，陸側(cè)為船舶修理施工區(qū)，海側(cè)為船舶上排區(qū)，并設(shè)4 軸為最高潮水陸交界線，用挖掘機、鏟車等施工工具將地面修整為向海側(cè)傾斜約1.8°并壓實地面，然后在其表面放置一層沙袋，再用細(xì)砂覆蓋壓實，其承載力≥20 t/㎡。

2.2 預(yù)埋地牛

船舶牽引地牛的大小，取決于船舶重量、船排坡度等。按現(xiàn)場實際條件，布置兩個60 t 地牛，地牛預(yù)埋位置為0 軸+3 240 mm、B 軸-4 650 mm，兩個地牛以C 軸對稱預(yù)埋，地牛外形尺寸為長4 500 mm×寬4 500 mm×高3 400 ～3 520 mm。

在地牛中豎向打入4 至6 根工字鋼，并在其頂部根據(jù)絞車公共底座尺寸焊接鋼板（基礎(chǔ)底座），然后在地牛和工字鋼四周植入主鋼筋（Φ16 HRB335）和加勁箍筋（Φ12 HRB335）；鋼筋綁扎完成后澆灌C30 混凝土；在地牛中埋入兩條Φ42 mm 二級有檔電焊錨鏈，用于定滑輪的固定。

2.3 安裝絞車、鋼絲繩繞組

絞車、滑輪組由于采購周期長，應(yīng)盡量采用現(xiàn)場已有設(shè)備。該項目現(xiàn)有20 t 絞車和5 餅100 t 滑輪組，絞車安裝是將絞車公共底座與地?；A(chǔ)底座焊接或栓接。

鋼絲繩繞組是將定滑輪用卸扣固定于Φ42 mm 錨鏈上，Φ34 mm 鋼絲繩一端固定于絞車卷筒上，另一端鋼絲繩通過動滑輪組穿繞5 圈、定滑輪4 圈，然后將鋼絲繩端部連接到定滑輪底部拉環(huán)上，使用鏟車將動滑輪拉出至最大行程，卷筒容繩量250 m，通過滑輪組繞組后最大行程約24 m。

2.4 放置氣囊

根據(jù)船舶滿足富裕水深要求及保證船舶在離開水面后有足夠的氣囊承受力，按計算需同時有14 個氣囊受力，具體布置用AutoCAD 放樣，1#氣囊布置于距8軸-3 m，1#～9#氣囊之間間距為5 m，10#～23#之間間距為10 m，在低潮時按上述要求擺放好氣囊，氣囊充氣口朝向E 軸，每個氣囊對應(yīng)的位置應(yīng)放置水尺，便于隨時觀察該位置的水深。

上排通道上的氣囊的兩端打入帶環(huán)鋼筋，用麻繩固將氣囊固定在此裝置上，防止充氣過程中移位；上排通道水上的氣囊，還需用厚度為10 cm-15 cm 的沙袋壓住，防止上浮，船舶上排氣囊布置圖見圖2。

2.5 船舶捆綁

船舶捆綁前，先在船舶舷側(cè)及尾封板上焊接牽引鋼絲繩托架，防止鋼絲繩在牽引過程中跑偏；在尾封板與舷側(cè)板轉(zhuǎn)角處，焊接枕木槽放置枕木或焊接半圓鋼管保護鋼絲繩，防止捆船鋼絲繩被磨傷或割傷。

船舶捆綁采用1 根Φ56 mm、長度220 m 的鋼絲繩對折，以船尾的船舯為中心對稱布置，放到鋼絲繩托架上并繞過尾封板和舷側(cè)板轉(zhuǎn)角處枕木或半圓管，托架以外部分鋼絲繩擺放在甲板上，并接Φ40 mm 尼龍繩引纜，方便后期岸上牽引鋼絲繩的連接；為了防止在船舶牽引過程中鋼絲繩跑偏，在捆綁鋼絲繩上套Φ30 mm 尼龍繩，另一端固定于甲板舷墻上。

2.6 移船就位、牽引繩連接

上排選擇在潮高水位不小于4 軸位置標(biāo)高h(yuǎn) 且在漲潮時段：

移船進入上排通道，船尾拋錨，船首絞車鋼絲繩連接至臨時護岸10 t 地牛上，牽引輔助船舶進入上排通道；在上排前在船首A 點處作標(biāo)記，直至船舶A 點標(biāo)記靠近9#氣囊，船舶停止移動；利用岸上絞車用Φ40 mm 尼龍繩引纜，將捆綁鋼絲繩往陸側(cè)方向拉，連接牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩的長度需根據(jù)絞車鋼絲繩繞組后最大行程要求選取，方便在船舶牽引過程中牽引鋼絲繩的更換；牽引鋼絲繩連接順序為：動滑輪端頭拉鉤上連接牽引繩01（長度24 m、Φ56 mm 鋼絲繩）一端的琵琶扣，另一端用100 t 卸扣連接牽引繩02（長度24 m、Φ56 mm 鋼絲繩），牽引鋼絲繩02 后面接牽引繩03（長度48 m、Φ56 mm 鋼絲繩），再接牽引繩04（長度48 m、Φ56 mm 鋼絲繩），然后連接至捆綁繩05 上；兩側(cè)牽引繩以C 軸對稱連接，船舶上排牽引繩連接示意圖，見圖2 所示。

圖2 船舶上排牽引鋼絲繩連接、氣囊布置示意圖

2.7 船舶上排

現(xiàn)場絞車?yán)?0 t、卷筒容繩量250 m，通過滑輪組繞組后，最大行程約24 m，船舶移動速度約1.3 m/min。根據(jù)某船主尺度及現(xiàn)場設(shè)備，用AutoCAD 放樣，船舶牽引至船舶修理施工區(qū)指定位置為144 m，共需進行6 次牽引：

（1）第1 次牽引，為用空壓機對1#～6#氣囊充氣至與船底板接觸受力，7#～23#氣囊頂升高度為0.7 m；停止充氣，關(guān)閉氣閥，同步啟動2 臺牽引絞車；當(dāng)船舶移動使A 點(初始接觸點FR147）到達(dá)12#氣囊并完成船舶24 m 牽引；

（2）第2 次牽引，主要工序：靠船首氣囊放氣，靠船尾氣囊從第1 條氣囊依次往前充氣，利用氣囊將船舶略調(diào)平（氣囊尾高首低）；把船首左右絞車的鋼絲繩連接至60 t 地牛上并拉緊受力，確認(rèn)船舶不會后溜后松開絞車鋼絲繩，用裝載機或鏟車?yán)鼋g車鋼絲繩使動滑輪組鋼絲繩拉出，使絞車鋼絲繩達(dá)到最大行程；

（3）后續(xù)幾次船舶牽引工序，與第2 次牽引類似。

上排過程中，鋼絲繩更換、拆除按如下順序：

（1）船舶上排第2 次牽引，為拆除牽引繩01，然后將牽引繩02 琵琶扣連接至動滑輪端頭拉鉤上；對船首氣囊充氣，船尾氣囊調(diào)壓，使1#～12#氣囊頂升高度調(diào)至0.7 m 時進行船舶上排第二行程牽引，直至使船舶牽引至14#氣囊并完成船舶24 m 牽引；

（2）船舶上排第3 次牽引，為牽引繩02 后面用卸扣連接牽引繩01，拆除牽引繩03，牽引繩01 后面再接牽引繩04；對船首氣囊充氣，船尾氣囊調(diào)壓，使1#～14#氣囊頂升高度約為0.7 m 時進行船舶上排第3 次牽引，直至使船舶牽引至16#氣囊并完成船舶24 m 牽引；

（3）船舶上排第4 次牽引，為拆除牽引繩02，重新將動滑輪組鋼絲繩拉出，牽引繩01 琵琶扣連接至動滑輪端頭拉鉤上；對船首氣囊充氣，船尾氣囊調(diào)壓，使2#～16#氣囊頂升高度約為0.7 m 時進行船舶上排第4 次牽引，直至使船舶牽引至19#氣囊并完成船舶24 m 牽引；

（4）船舶上排第5 次牽引，為牽引繩01 后面用卸扣連接牽引繩02，拆除牽引繩04，牽引繩02 后面再接捆綁繩；對船首氣囊充氣，船尾氣囊調(diào)壓，使5#～19#氣囊頂升高度約為0.7 m 時進行船舶上排第5 次牽引，直至使船舶牽引至21#氣囊并完成船舶24 m 牽引；

（5）船舶上排第6 次牽引，為拆除牽引繩01，然后將牽引繩02 琵琶扣連接至動滑輪端頭拉鉤上；對船首氣囊充氣，船尾氣囊調(diào)壓，使7#～21#氣囊頂升高度約為0.7 m 時進行船舶上排第6 次牽引，直至使船舶牽引至23#氣囊并完成船舶24 m 牽引。船舶上排牽引過程示意圖，如圖3 所示。

圖3 船舶上排牽引過程示意圖

2.8 充氣頂升、支墩布置

當(dāng)船舶上排第6 次牽引完成到達(dá)指定位置后，停止?fàn)恳昂鬆恳K索均保持受力，船體不動,用空壓機依次向船底的14 條氣囊充氣頂升至1.2 m 高，停止充氣，關(guān)閉氣閥；用枕木作支墩支撐船體，從外往里按進塢圖布置；枕木尺寸為長700 mm×寬250 mm×高250 mm，布置4 層，最上面一層枕木長度方向需沿船寬方向擺放，其數(shù)量、位置按進塢圖布置，由于船舶首尾線型變化大，上排后，船首尾可增加鋼質(zhì)臨時支撐；布墩完成后，氣囊緩慢放氣，使船舶平穩(wěn)落在木墩上，逐個檢查布墩與船底接觸情況，使用木尖、木方等緊實；最后抽出氣囊，完成上排。

3 結(jié)語

某船利用氣囊上排技術(shù)在國外簡易工地的成功實施，證明船舶利用氣囊上排是一種可靠的簡易上排技術(shù)。該技術(shù)不需要傳統(tǒng)技術(shù)的滑道或者浮船塢，不需要復(fù)雜的機械設(shè)備，能夠為客戶節(jié)約大量投資和時間，尤其適用在非洲一些欠發(fā)達(dá)無法提供船舶修理基地的偏遠(yuǎn)地區(qū)船舶的上岸修理等項目。