一種海纜運維巡視中使用的防墜落式救生衣應用研究

摘要：本文根據海纜保護巡視作業過程中經常面臨同時防墜落和防落水的情況，本項目提出發明一種防墜落式救生衣，滿足海纜運維人員出海作業同時防止高處墜落及落水后應急的使用要求。

關鍵詞：防墜落救生衣、海纜巡視、安全帶；

0、引言

目前海纜巡視作業穿戴救生衣，只能保證當人員發生落水時，漂浮在海面上自救或等待救援，無法防止人員從船上或者作業平臺跌落，在海況較差或者船速較快的時候，人員發生人員落水時，存在救援困難及人員被吸入船底等危險情況。現有的救生衣無防墜落功能，而全身式安全帶又無救生衣功能。若同時穿戴安全帶和救生衣，會給作業人員帶來一定的操作不便，且大多數安全帶不具備憎水性能，落入水中會極大的增加人員負重。現有救生衣系固身體的防脫帶受到沖擊時易發生損壞。

本項目提出發明一種防墜落式救生衣，滿足海纜運維人員出海作業同時防止高處墜落及落水后應急的使用要求。新型防墜落式救生衣既有安全帶防墜落及沖擊功能，又有人員落入水中救生需求，同時救生衣具有整體結構簡單、耐用、憎水性、方便穿戴等特點。

1、國內外研究現狀

救生衣是可隨身攜帶、供個體使用的一種在緊急狀況下可以提供浮力和浮力分布，以使落水者反轉到頭部朝上、漂浮待救姿勢的水上救生工具，屬于個體水上救生裝備，廣泛用于漁業、水上運輸業、水上作業、水上運動等各種水上活動以及海關緝私、軍隊等特殊行業和部門。

隨著現代水上救生技術的發展，救生衣的結構已經發生了跨越式的變化，很多救生衣已越來不越不像人們所穿的衣服了，而是能夠提供浮力的部件集成在背心或其它類似的衣服上面，或者放在腰部的口袋里，使用時套在頸部等，因此，以前常用的“救生衣”這一概念的內涵和外延已經發生本質的變化，已經不再能準確體現現有多樣化的個體救生裝備的結構特點。

2、救生衣性能要求

安全漂浮性能是每一種救生衣必須具備的基本性能。比如，軍用救生衣的包覆材料往往要求具有防火阻燃性能；為能夠攜帶武器，對浮力的要求高，對營救性能的要求更高。而運動用救生衣除了安全漂浮性能外，往往更注重其適體性。南方電網海纜運行維護人員發現，在海洋工程作業中，救生衣往往還需要有高處防墜落功能，而目前國內外救生衣設計中未見加入防墜落安全功能，因此需要結合安全帶防墜落功能要求，設計一款全新的防墜落式救生衣。

3、目前救生衣種類

目前救生衣主要分為固有浮力式救生衣和充氣式救生衣。

固有浮力式救生衣的結構決定了浮力分布和適體性能，并影響了屬具的配備、浮力材料的選用和提供浮力的方式；不同浮力材料也要求有不同的結構。目前常用的固有浮力式救生衣有兩種：木棉救生衣和泡沫塑料救生衣。因木棉和泡沫塑料都是軟質材料易于裁制成預制件，常用于適體性要求高的背心式救生衣，也稱救生夾克。[1]

除背心式外，泡沫塑料救生衣還有以下幾種式樣：軛式，頸后有浮力材料，前面為兩直條狀，腰部有固定調節帶；套頭式，泡沫較厚，前面兩塊，領部一塊，底部有固定調節帶，有的在胸腰部也有，多用于客船乘客用；夾克式，有領有袖，底邊和袖口有松緊帶可以收攏，同時具有保暖功能。

而充氣式救生衣通過對熱合氣囊充氣來提供浮力，氣囊應要求有良好的氣密性。充氣式救生衣通常有如下幾種結構形式：

1）軛式。氣囊呈倒U字形套在使用者的頸部，有單囊和雙囊之分。軛式救生衣的具體造型有二種：一種是沒有領條狀，甚至對折后呈窄條形狀，但充氣后對折部分打開仍達到足夠的浮力，多用在工作用救生裝置；另一種是沒有領圓弧狀，充氣后氣囊前面下擺部有圓弧形放大，從而使得脖頸部位更適合人體不易滑脫，口鼻不易進水，多用于航空、航海等；

2）套頭式。和軛式救生衣一樣，有單囊和雙囊之分。頭式救生衣一般適用于海域狀況復雜惡劣的環境，多為遠洋貨輪船員用。套頭式救生衣在未充氣時有兩種放置方式，一種是直接套在脖子上，遇水后通過自動或手動充氣使氣囊鼓脹提供浮力；一種是折疊后放在特制的袋子里，掛于腰部，使用時取出套在脖子上。

3）腋下式。一般為雙囊結構，左右腋下各一囊，通過腰帶固定在人體上，浮力均布在兩腋下，使人體在水中呈直立漂浮狀態，如我國空軍飛行員用救生衣。未充氣時，可折疊置于兩腋下，體積小且便于攜帶。

本項目所研究防墜落式救生衣除了滿安全漂浮性能，還具備防止人員高處墜落功能，具有提供可供撈救的屬具如安全繩、撈救吊帶、救援D形環等[2]。

4、防墜落救生衣研究內容

4.1.主要研究要點

深入現有救生衣和全身式安全帶結構特點和力學特性進行研究。結合海纜運維人員日常出海作業工況，設計出一種防墜落式救生衣，同時滿足救生衣及防墜落的相關標準的要求。

防墜落式救生衣關鍵部分后背雙頭保險繩的設計和制作研究。本防墜落救生衣克服傳統救生衣不耐高處墜落沖擊，防墜落部分裝置有快拆功能，方便船舶發生海難快速脫離，安全繩可系固在船舶牢固構件上，同時可用于救援拖帶。救生衣為全身五點式結構，滿足人員突發墜落時沖擊受力要求。

防墜落式救生衣整體輕量化材料的選用研究。本防墜落式救生衣所有金屬構件，均使用輕便式材料及結構。

4.2.總體方案設計要求

1）開發防墜落救生衣，既要滿足防墜落的要求，不改變防墜落安全帶產品的使用性質和使用習慣，又必須在作業人員落水后能起到救生的作業，使作業人員頭部浮于水面之上。

2）整體設計要求使用防水疏水材料，在落水時，裝備整體重量不增加，減少人員在水中的阻力。

3）整體要求有快速脫卸功能，滿足作業人員手動快速脫離的要求.

4）整裝佩戴防墜落救生衣時不能對工作人員的活動范圍產生較大的限制。

4.3.其他附件參數設計

1）雙頭保險繩

雙頭保險繩采用蠶絲或者高強纖維制造，與快速脫離裝置編織成一體，中間沒有多余連接環節。雙頭保險繩采用不等長設計，一側設計長度1.6米，主要用來懸掛作業使用，另一側設計長度2.5米，主要用來臨時過渡和跨越使用。雙頭保險繩整體采用編制工藝，進行防潮處理，具有優良的憎水性能，不吸水，快速脫水

2）保險鉤

采用鋁合金保險鉤，具有強度高，重量輕的特點，滿足防墜設計需要。

5、防墜落救生衣技術路線

通過對現有救生衣和全身式安全帶結構特點和力學特性進行研究，結合海纜班人員日常出海作業工況，依據救生衣及安全帶的相關標準，設計出一種防墜落式救生衣，同時滿足救生衣及防墜落的使用的要求。

深入研究海上作業過程中使用安全帶的各種環境因素。通過向海事部門、船務公司、安全帶救生衣研究部門進行調研，從海事部門和船務公司船長的角度，深入實際了解船上甲板作業人員在海上作業暴露的風險因素。

構特點和力學特性，確定防墜落救生衣各結構數據的合理取值，進而確定五點式安全帶和自動充氣部分的選型。

通過完成新型救生衣的靜載荷拉力試驗測試和落水測試，判斷新型救生衣是否滿足使用要求。

6、預期的主要技術經濟指標

本項目實施后，將針對海上基本作業安全風險方面，提供科學合理的管控措施，為海纜運維人員海上甲板作業提供有力的安全保障。而且為我國海上作業及海洋工程施工過程中人員人身安全提供防墜落保障。本項目成果可以為海纜運維人員海上作業中直接應用，有效的解決實際問題。綜上所述，本項目實施后具有良好的直接效益及間接效益。

參考文獻：

[1]有線通信傳輸工程[M].人民郵電出版社，李既平，高新民編著， 1988

[2]電磁場理論及應用[M].科學出版社，王先沖 編著，1986

作者簡介：

蘆海（1984-），男，大學本科，工程師，主要研究方向：輸電線路與海底電纜的建設、運行與維護。