船舶利用浮塢下水在我廠的應用

摘 要：本文主要介紹了我廠建造船舶利用浮塢下水的技術在本廠實例應用情況，總結分析我廠應用浮塢下水的操作過程及在操作過程中的一些技術特征。

關鍵詞：浮塢；下水技術；實例

中圖分類號：U671.5 文獻標識碼：A

1 前言

長期以來，本廠一直沿用傳統的滑道式船舶下水方式，其實用性不容置疑，但是船舶采用滑道式下水方式會占用航道，甚至于影響航道暢通。我廠以前采用滑道式下水時，單獨指定2艘船舶在下水作業區域上下游1 km范圍內巡航，確保船舶下水時不會因為有船舶經過下水作業區域而導致危險。而且當船舶下水區域河道狹窄的時候，甚至要采用一些輔助措施，縮短下水船舶的滑行距離，例如船舶入水后迅速拋錨，或者采用首部反向拖帶等措施。這些措施都增加了船舶下水程序的復雜性，并導致船舶下水的安全性下降。另外，本廠附近河道較淺，采用滑道式下水方式容易使下水船舶底部觸底，造成船殼損傷等。隨著本廠造船技術的深入發展以及對于高質量造船的追求，滑道式下水方式越來越不能適應本廠對造船技術的高質量要求。而浮塢下水作為一種高效、高質量、安全可靠的下水方式與本廠建造高質量船舶的景愿相吻合。

2 浮塢下水的基本原理

浮塢是一種凹形特殊工程船舶，其廣泛應用于船舶修、造領域的船舶上排、下水工序。其原理是：首先根據浮塢作業區域情況調整浮塢浮態，使浮塢工作甲板平面配合船臺；利用浮塢自帶絞車或者外來動力將浮塢與船臺對接，同時利用壓載水艙調整浮塢軌道與船臺軌道在同一水平面及處于同一直線上并緊固；然后通過浮塢配備的絞車將待下水的船舶用定制的下水小車支撐（見圖1）并移引至浮塢上；因移動過程中浮塢承受的重量不斷變化，必須在移船的過程中調整壓載艙的水量，以保證浮塢保持平浮的狀態；待下水船舶完全進入浮塢后，再次調整壓載水使浮塢脫離與船臺結合點；最后使用拖輪將浮塢拖帶到浮塢下沉水域，浮塢增加壓載水使浮塢下沉，等下水船舶浮起后，用拖輪拖帶船舶到碼頭停靠，浮塢上浮并維護，整個下水過程完成。

圖1 下水小車支撐待下水的船舶

3 浮塢下水實例

3.1 下水船舶的主要參數

3.2 下水前準備工作

（1）收集待下水船舶資料，包括船舶主尺度、空船重量、重心位置、空船重量縱向分布情況、首尾吃水數據；

（2）核查下水日期、下水時刻的水文狀況及天氣狀況是否滿足船舶下水要求；

（3）指定安全及質量檢驗人員核查浮塢主體及其相關舾裝設備的的安全工作狀態，并針對相關不安全因素采取保護或更改措施；

（4）指定安全及質量檢驗人員進行待下水船舶下水前的安全核查，并針對相關不安全因素采取保護或更改措施；

（5）編制船舶下水操作規程，對特殊操作編制工序操作規則；

（6）根據《船舶下水作業操作規程》編制《船舶下水作業應急操作規程》，對于可能出現的緊急情況制定相應的應急處理措施；

（7）根據中國船級社《浮船塢入級規范》第2章2.2.3[1]船舶空船重量分布情況合理安排下水小車的縱向分布位置。其布置位置應位于強力結構位置；

（8）船舶進出塢時，應有專人密切注意浮塢后方的信息，任何船舶移動或靠近浮船塢，必須立刻通知下水總指揮，并告知相關人員注意。

3.3 下水過程分析

3.3.1 第一階段

浮塢的軌道與船臺軌道的對接（見圖2）。在潮水漲至某一水位時，把浮塢移到船臺邊，調整浮塢壓載水艙壓載至浮塢的塢軌平面與船臺的路軌平面于同一水平高度。然后使浮塢的定位裝置與船臺的定位卡口接合，接合后用鋼絲繩系纜定位并以拖輪輔助調整位置，再微調壓載水艙使船臺的軌道與浮塢的軌道達到同一條直線。浮塢處于平直狀態直至潮水漲平趨穩時方可進行第二階段程序。并應根據潮位情況適當調整浮塢壓載，使船舶移位過程中，船臺軌道與浮塢軌道趨近于平齊。

圖2 浮塢軌道與船臺軌道對接

圖3 浮塢與船臺的搭接

3.3.2 第二階段

第二階段為軌道接合后，待潮水及相關要素滿足作業條件后開始移船，直至船舶的重心接近位于浮塢的中心點，用拖索系固船舶，作浮塢拖離船臺準備，則為第二階段結束（見圖3）。此階段由于船舶的重量由船臺移至浮塢，整個過程浮塢的承受重量不斷變化，變化量為：

另外，浮塢排水量發生變化：

（3）

式中：△塢—— 浮塢第一階段的排水量。

浮塢尾傾值（浮塢縱傾較小時）可以估算為：

（4）

式中：Mcmi —— 船舶移動到浮塢i位置后，每厘米縱傾力矩。

為保持浮塢軌道與船臺軌道趨近于平直狀態，必須一邊移船，一邊調整壓載水艙的壓載水量，且滿足如下條件：抽出壓載水量Wi對A點產生的力矩Mw=Wi x Lwi（式中：Wi —— 抽出壓載水艙的水量； Lwi —— 抽出壓載水重心距A點的水平距離），使Ms=Mw，才能使軌道處于平直狀態，直至下水船舶的重心趨近于塢體的浮心，此階段完成。

3.3.3 第三階段

第三階段是浮塢脫離與船臺的接合位置，并移位到浮塢預定下沉水域（見圖4）。船舶被移位到浮塢預定位置后，應使用拖攬等使船舶與浮塢牢固固定。然后使用拖輪將浮塢拖帶到預定下沉水域。

圖4 浮塢與船臺的搭接

在此階段，應注意浮塢浮態，使浮塢保持水平狀態，移動到預定下沉水域后，增加浮塢壓載水量，使浮塢下沉，待船舶浮起后，解開船舶系泊攬，由拖船拖帶船舶移動到舾裝碼頭（見圖5）。

圖5 浮塢下沉，船舶將被移離浮塢

3.4 船舶下水時間的推算

由于碼頭區域水深限制，只有下水時間的潮位差滿足浮塢作業條件，才能順利進行浮塢下水作業。因此需要預先分析掌握浮塢作業所在水域的潮汐資料，預估移船作業時間，分析可能出現的不利因素。

根據本廠的潮位資料以及政府發布的潮汐記錄資料推算，確定某一潮點，當潮高達到海平面標高為2.2 m時，可以進行浮船塢與船臺搭接固定。若潮水超過此高度則要對壓載艙灌水壓載調平才能安全搭接。船舶移動到浮塢過程中應特別注意浮塢浮態，通過調整浮塢壓載水使移船過程中浮塢始終趨近于水平狀態。當退潮至2.2 m時，已達到安全操作臨界狀態，當潮位再下降時，則浮塢浮力不足，浮塢無法安全脫離浮塢與船臺搭接位置，若繼續移船操作則會導致浮塢縱傾增加，對下水船舶及浮船塢的安全帶來無法估量的影響。因此，當潮水漲潮至2.2 m到退潮至2.2 m這段時間內應完成移船作業并使浮塢脫離與船臺的搭接位置。

4 利用浮塢下水技術與滑道式下水技術對比

就本廠船舶利用浮塢下水技術與滑道式下水技術的使用情況對比而言，利用浮塢下水技術后，對于本廠船舶建造質量有較大的提高，并縮短了船舶的下水準備周期，同時也提高了船舶下水作業的安全性。

（1）重新修正船臺。相對比于以前滑道式船臺，新建船臺完全水平固化建造，并不用考慮船臺斜度對于船舶下水影響，船舶建造精度有了較大的提高。

（2）利用浮塢下水技術，根據水文資料，下水作業人員能夠更好的把握船舶下水的時間。

（3）減少了船臺準備時間。原來滑道式下水采用木質滑道，為了保證船舶下水的安全性，船舶下水前必須投入大量的人力物力和時間維護、檢查、鋪設滑道。采用浮塢下水技術后，僅需要清除原來與船舶固定的臨時構件，核檢下水小車處于安全作業狀態即可。船舶下水準備時間由原來約1周縮短到只需要2天。

（4）顯著降低船舶下水對船舶造成的損傷。船舶采用滑道式下水時，船舶與滑道墊木產生摩擦，容易損壞船殼防護漆。而且如若下水區域水深過淺，則易造成沉艏或者尾部舵槳觸碰損壞。另外，由于船臺地質的不均勻性，在下水過程中由于船舶運動慣性導致木質軌道偏離原來位置，造成船舶側滑。本廠以前的下水過程中就曾經發生過此類事故。而采用浮塢下水技術過程緩慢且易控，相對比較安全且幾乎對船舶沒有損壞。

5 利用浮塢下水需考慮的安全方面問題

（1）利用浮塢下水技術雖然可以縮短船舶的下水時間，但同時也要根據潮汐狀態，最大限度的滿足船舶下水安全需要，合理調整船舶下水最佳窗口期。

（2）由于采用浮塢下水主要分三個過程（移船、拖帶浮塢及浮塢下沉）完成，這三個過程既相互關聯也相對獨立。因此，對于浮塢下水操作人員的安全性可以獨立考慮。在移船和拖帶浮塢的過程在船舶上不需要工作人員輔助操作，僅在浮塢下沉前需要工作人員上船。這樣也就大大的提高了工作人員的安全性。但是，在船舶下水的整個過程中，應有專人嚴密的注意船舶的安全動態。

（3）在船舶由下水小車支撐緩慢移動，整個過程是可控制的過程。在移船的過程中可以隨時根據《船舶下水操作應急規程》對移船過程中的任何危險因素進行監控。在浮塢下沉且船舶并未完全上浮前，全面完成船舶水下部分檢驗，一旦發生危險因素，浮塢可以立刻上浮并及時對船舶采取危險處理措施。

6 總結與展望

浮塢是一種安全高效的船舶下水載具，至少在最近的幾十年里，可以預計浮塢將是船舶建造最為安全高效的下水方式之一。特別是針對于中小型船舶，浮塢不僅可以用于船舶下水，還可以廣泛應用于船舶上排檢修、短距離移位、運載船舶通過淺水區域等作業。因此，對于浮塢作業更多方面的拓展應用，希望廣大同行進行更多深入的探討。

參考文獻

[1] 中國船級社. 浮船塢入級規范[S]. 北京： 人民交通出版社， 2009.