提高“翠華山”浮船塢使用功能的改裝工程

摘要：本文主要介紹“翠華山”浮船塢從僅滿足修船狀態：改裝成既具有水平船臺船舶下水功能，又具備修船功能的浮船塢，并且兩者均達到操作簡便快捷的較理想狀態。

關鍵詞：浮船塢； 浮態滑道； 系泊；下水

Refitting for Improvement in Functions of Floating Dock “Cui Hua Shan”

HUANG Yonghuan

(COSCO Guangdong Shipyard Co.， Ltd. Dongguan 523146)

Abstract: This paper introduces how to transform the floating dock “Cui Hua Shan” which could only satisfy ship repairing in order that it has both launching function of horizontal building berth and ship repairing function of floating dock， and these two functions could be realized simply and quickly on complicated water area.

Key words: Floating dock; Afloat slipway; Mooring; Launching

１引言

“翠華山”浮船塢是一艘在1997年至1998年建造的22 000 t舉力的單功能修船塢，由于生產的需要，廣東中遠船務工程有限公司決定將其改裝成一艘既具有水平船臺船舶下水功能，同時保留其強大的修船功能的浮船塢。改裝工程的重點研究有如下幾點：

① 做為船舶下水用的浮船塢，如何保證船塢的滑道與水平船臺滑道在同一個水平面上；

② 如何保證壓排載系統滿足使用要求；

③ 由于浮船塢橫在水平船臺與一個小島的中間，系泊作業的環境力如何確定；

④ 如何保證其原來的強大的修船功能。

本塢的改裝采取產學聯合的方針，工廠負責總體方案及設計，大學院校負責相關的理論計算，通過模擬試驗及后來的八次船舶下水作業表明，這次“翠華山”浮船塢改造非常成功，作業安全可靠，主要功能完全滿足使用要求。

２高位可浮式雙層滑道

2.1滿足平地造船下水的需要

為了滿足平地造船船舶下水的需要，目前的浮船塢普遍使用較高的浮箱甲板(或水下打樁的方式)及較矮的滑道，如圖1、圖2所示。

然而，這些方案皆存有以下缺陷:

1）滑道較矮，浮箱甲板相對較高

滑道較矮，因此浮箱甲板相對較高，對于正常的修船作業就意味著塢坑必須挖深，增加投資；另外如果將浮箱甲板升高，將增加改裝成本約人民幣1 365萬元，浪費20天左右的塢期，間接經濟損失約人民幣195萬元，兩項合計人民幣約1 560萬元，升高浮箱甲板，另外塢墻高度就降低了，船舶進出塢困難，有安全隱患；如果采用在水下打樁的方式，投資更大，還浪費舾裝碼頭。

2） 滑道較矮，每次操作時必須清除所有塢墩

滑道高度一般為500～800 mm，而塢墩的高度一般為1 300～1 500 mm，此時塢墩就成了下水作業的障礙，塢墩拆裝的工作量，需要占用4天左右的塢期，造成的塢期損失達人民幣39萬元，按每年進行10次計算，則損失人民幣390萬元。

3） 每次使用須現場安裝滑道及找平浮箱甲板面

由于滑道較矮，當進行修船作業時，成為障礙，不得不進行拆裝，而且還有焊接作業傷害浮箱甲板，每次拆裝需要占用塢期約8天， 對于一座舉力2萬t級的浮船塢，一次造成的塢期損失達78萬人民幣，一年使用10次，則損失為人民幣780萬元。

為了克服上述缺陷，我們擬采用由廣東中遠船務工程有限公司發明的專利（專利受理號為201120050172.1）--高位可浮式雙層滑道。本案的實施，于項目完成后，統計得知總成本僅為900多萬人民幣，節約了1 330多萬人民幣。

2.2高位可浮式雙層滑道

所謂的高位可浮式雙層滑道，就是使滑道高出塢墩，并通過一系列的計算保證其強度及水面穩性，然后設計一系列的輔助裝置如活動浮態滑道、端部固定短滑道、水密塢門、卡箱、定位標桿、找平小塢墩，使其象船舶進出塢那樣方便快捷的定位在浮船塢里，籍此提高滑道施工作業的效率，達到提高船塢修船產能的目的。整船于隨滑道進入塢后的橫剖面如圖3所示。

2.3滑道高度的確定

根據大連理工大學設計配載計算機的計算結果和本塢的作業周期及潮汐的變化，確定了本塢的滑道高度的最佳值在2.4 m至2.8 m，取2.4 m。

３配載計算機及配載系統

3.1配載計算機

為了保證船舶下水的安全，在整個作業過程中均有充足的壓載水配合浮船塢的姿態調整，大連理工大學為本塢設計了一套專用的配載計算機，該系統具有距離、高差、潮高實時報告的強大功能。

3.2配載系統

原來的配載系統無法滿足新增功能的要求，為此根據功能要求對原來的管系進行了改造，具體如下:

① 自然進水，機械排水的管路功能保留。

② 機械進水可達到各艙。

③ 各艙的連通管增加一路DN600的管路，以利于各泵之間的備用功能的快速代替。

４橫江作業的環境力及橫江系泊方案

4.1 作業環境力的確定

“翠華山”作業由于受到小島堵塞效應，作業的環境力勢必增加，為了確定該力的大小，上海交通大學采用CFD，求出船塢在作業時的環境力。

4.2四點定位方案

即塢首在塢墻頂甲板上安裝兩臺定位絞車采用左舷拋錨及右舷固定沉塊、塢尾岸上在塢的左右舷絞車定位，上海交通大學根據系泊方案及作業的環境力，確定各系泊繩受力的最大值，據此判斷選定的系泊絞車、錨鏈、系泊繩的負荷是否滿足使用要求。

4.3塢首的江中系泊

塢首的江中系泊左舷采用拋錨，右舷采用的是固定沉塊，很顯然，拋錨方式比沉塊系泊更加簡單。為何要采用兩種不同的方式，原因是由于浮船塢作業時右舷處于上游，在退潮的時候潮流速度為退潮潮流速度及上游水流速度之和，退潮時水流速度大很多，另外，由于潮流的沖刷，上游的河床為疏松的沙質，錨的抓力打了折扣，在模擬試驗的時候，拉力計上顯示的拉力尚未達到設計拉力的一半，上游的錨卻突然松動，導至失敗。為此，我們在上游采取安裝沉塊的錨固方案。采用該方案帶來的另一個問題就是鋼絲繩的重量太大，系泊頗為艱難，不便操作，后來在鋼絲繩的端部加裝一段迪尼麻繩，由于該繩具有強度高重量輕的優點，才解決了問題。

4.4塢尾與岸上的系泊

根據計算，左右塢尾系泊力需120 t。本案于岸上左右側采用兩臺35 t拉力的絞車，配以雙并滑車四股迪尼麻繩的增力方案，解決尾部與岸上的系泊問題。

５塢坑系泊操作及移塢作業系統

水平船臺造船采用浮船塢接駁船舶下水技術，浮船塢的塢坑一般不會直接對正水平船臺，而是距離船臺很遠。如本案需同時滿足三個船臺的下水要求，離船臺的距離約有1.5 km。所以每次作業都牽涉到從塢坑到船臺再從船臺到塢坑的移塢及船塢固定作業的問題。該系統操作是否方便，直接關系到船塢的使用效率。另外“翠華山”浮船塢塢坑的尾部就是舾裝碼頭，修船作業如果直接從塢尾進入，就會占用舾裝碼頭，這樣就必須設計一套牽引系統，解決問題。

5.1塢坑系泊系統

1） 常規的浮船塢的塢坑系泊系統一般采用：抱柱系泊及沉塊錨鏈系統。如上所述，抱柱系泊顯然不能滿足要求。至于第二種沉塊錨鏈系泊方式，錨鏈同船塢的連接多數采用插栓式方式，且沉塊較多，還需有領水錨，這種系固方式對于需要經常進行移塢作業的翠華山浮船塢來說，效率太低，并且如果采用常規的領水錨，也無法滿足作業的要求。

2） 本塢采用四點錨鏈定位，由于錨鏈與縱向夾角較大，在船塢靠岸邊的右舷前后各布置一個浮筒，浮筒與船塢使用迪尼麻繩系泊，既解決了船塢縱向約束力太小起到前后領水錨的作用，又解決了移塢及固定塢初定位問題及船舶進出塢作業的尾部適當偏轉的問題。

5.2 塢尾移泊系統

為了保證進出塢的船舶不影響舾裝碼頭船舶的工作，就必須安裝一套使船塢的尾部能夠偏離其原中心線的牽引系統，這樣船塢同碼頭成一定角度，塢尾便向江中偏移，以實現該功能。為了節約投資及不影響塢吊的正常動作，該系統由兩臺二手錨機及安裝在左右塢墻上的兩個外飄平臺及相應的錨泊附件構成。錨鏈及沉塊既可固定船塢也具有偏移拉移功能。進行偏移作業時，左(右)收(放)錨鏈，同時收放浮筒上的迪尼麻繩，該操作可以十分便捷的完成。作業水域總布置見圖4。

６提高打沙作業的效率及改善勞動條件

本次改裝在頂甲板上加裝了四個沙池，其容積滿足一個塢期的用沙量，這樣提高了裝沙效率，降低了勞動強度，也降低了沙塵對環境的污染及對勞動者的傷害。

在塢墻內安裝四個沙缸房及12臺固定沙缸，沙缸房與其值班室采用帶玻璃觀察孔的門分隔，并在值班室安裝空調，免去了每次進出塢作業拆裝沙缸的麻煩，提高了打沙的效率。特別是將值班室與沙缸房分開，極大的減少了沙塵對施工者的傷害。

７結論

從改造后成功進行的8次整船平地下水的使用情況來看，本改造方案是相對經濟便捷，達到了預期目標，為企業節省了大量成本，取得了顯著的成效。