大吨位沉船整体打捞方法

技术领域

本发明涉及沉船打捞技术领域，具体地说，本发明涉及一种大吨位沉船整体打捞方法。

背景技术

对于传统的沉船整体打捞，船底穿钢梁方法一般是先在沉船两侧挖泥留出空间，分别下放沉箱和钢梁，再通过工程船上的绞车将每根钢梁拖拉穿过船底，沉箱与所有钢梁连成整体来保护沉船。传统穿钢梁方法精度控制难，挖泥量大，且有回淤影响和塌陷的可能，不仅影响整体施工进度和增加成本，而且安装钢梁过程中对沉船有碰撞、扰动的风险，所以船底穿钢梁是目前古整体打捞项目中施工最困难的环节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供大吨位沉船整体打捞方法，该方法无需挖泥、受水流影响小、泥土阻力小，且对沉船无碰撞、扰动的风险，施工效率和安全性大大提高。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：大吨位沉船整体打捞方法，包括以下步骤：

（1）在顶梁的四角位置设置四根定位桩，顶梁的底部两侧边设置端板，定位桩的设置可以保证顶梁水下安装精度；

（2）使用驳船和起重工程船将顶梁下放至提前探测的沉船水下位置处，在顶梁端板接触泥面前，开启端板冲水排泥管路，一边下放顶梁，一边冲水排泥，排泥管路将端板冲水产生的污泥抽吸通过管路排走，使顶梁端板慢慢下沉；

（3）当顶梁下放到泥面设计位置时，潜水员将限位销插入离顶梁顶部最近的孔中，防止弧形梁顶穿过程中引起顶梁移动；

（4）在工程船甲板上连接好弧形梁各组件及管路，再将弧形梁安装到下放机架的预定位置，插上插销临时固定；

（5）吊放弧形梁下水，弧形梁由钢丝绳引导至顶梁预定位置，潜水员将弧形梁与顶梁对应的吊耳用销轴连接，将弧形梁固定在顶梁上；

（6）启动弧形梁前端的切削驱动系统，切削刀盘开始转动并破碎弧形梁前进方向的泥土，同时启动弧形梁末端推进系统，推进系统的液压马达开始顶推弧形梁，第一根弧形梁沿着沿圆周方向穿过沉船底部；

（7）当弧形梁的前端穿过沉船底部顶推至另一端设计位置时，潜水员将销轴插入插销孔内，完成弧形梁与顶梁的连接；

（8）将第二根弧形梁安装到顶梁上，吊机将弧形梁吊放至顶梁的第二根弧形梁安装位置，穿第二根弧形梁时，第二根弧形梁的锁扣结构与第一根弧形梁的锁扣连接，以此类推，将剩余所有的弧形梁都穿过沉船底部安装到位；

（9）在相邻两弧形梁之间锁扣的缝隙之间填充密封胶水，防止弧形梁包裹的土质漏流；

（10）使用起重设备整体吊起包裹沉船的顶梁和弧形梁组合体出水。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明的大吨位沉船整体打捞方法在下放安装顶梁、弧形梁过程中无需挖泥，大大缩短了施工时间；顶梁、弧形梁安装精度高，受水流影响小，泥土阻力较小，且对沉船无碰撞和扰动风险；弧形梁顶推过程全机械化操作，施工时间短，自动化程度高，潜水工作量少，施工效率高；对于不是正沉的沉船，采用弧形钢梁结构便于后期摆正考古挖掘；顶梁与弧形梁一起构成了沉船的封闭保护系统，对沉船和周边遗址原生堆积起到了很好的保护，保证了沉船遗址的原生性，完整性和安全性。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为弧形梁安装在顶梁上的结构示意图一；

图2为弧形梁安装在顶梁上的结构示意图二；

图3为顶梁的结构示意图；

图4为弧形梁的结构示意图一；

图5为弧形梁的结构示意图二；

图6为图4中A处推进系统的局部放大图；

图7为图4中B处切削刀盘的局部放大图；

图8为起重工程船将顶梁运到指定位置结构示意图；

图9为顶梁放置至沉船上方的示意图；

图10为吊机将弧形梁下放至顶梁上的示意图一；

图11为吊机将弧形梁下放至顶梁上的示意图二；

图12为吊机将弧形梁下放至顶梁上的示意图三。

上述图中的标记均为：1、顶梁；2、弧形梁；21、液压马达；22、齿轮；23、切削刀盘；3、定位桩；4、圆弧支架；5、端板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，顶梁1由矩形框架和设置在矩形框架底部两侧面的端板5组成，矩形框架的四角设置定位桩3，矩形框架上部均布多根圆弧支架4，端板5内部为中空设计，端板5内设置冲水排泥管路，顶梁下放靠近淤泥时，冲水管路冲水排泥，冲开淤泥使顶梁可以顺利下放，同时端板5内还设置排泥管路，排泥管路将端板冲水产生的污泥抽吸通过管路排走，使顶梁1慢慢下沉，冲水管路和排泥管路都通过管道与母船连接。

如图4、5所示，弧形梁2整体呈半圆形，弧形梁2的两端分别设置推进系统和切削刀盘23，推进系统负责推进弧形梁2，切削刀盘23负责切削泥土。

如图1、4、6、7所示，弧形梁2下放到顶梁1上部时将推进系统中的齿轮22卡在圆弧支架4上，使用时启动切削刀盘23和液压马达21，切削刀盘23切削泥土，液压马达21带动齿轮22在圆弧支架4移动将弧形梁2慢慢向下推进，沉船在顶梁1内，弧形梁2向下推进将沉船包裹住。

如图所示，大吨位沉船整体打捞方法，包括以下步骤：

（1）在顶梁1的四角位置设置四根定位桩3，顶梁1的底部两侧边设置端板5，定位桩3的设置可以保证顶梁1水下安装精度；

（2）如图8、9所示，使用驳船和起重工程船将顶梁1下放至提前探测的沉船水下位置处，在顶梁1端板5接触泥面前，开启端板5冲水排泥管路，一边下放顶梁1，一边冲水排泥，排泥管路将端板5冲水产生的污泥抽吸通过管路排走，使顶梁1端板慢慢下沉；

（3）当顶梁1下放到泥面设计位置时，潜水员将限位销插入离顶梁1顶部最近的孔中，防止弧形梁2顶穿过程中引起顶梁1移动；

（4）在工程船甲板上连接好弧形梁2各组件及管路，再将弧形梁2安装到下放机架的预定位置，插上插销临时固定；

（5）如图10、11、12所示，吊放弧形梁2下水，弧形梁2由钢丝绳引导至顶梁1预定位置，潜水员将弧形梁2与顶梁1对应的吊耳用销轴连接，将弧形梁2固定在顶梁1上；

（6）启动弧形梁2前端的切削驱动系统，切削刀盘23开始转动并破碎弧形梁2前进方向的泥土，同时启动弧形梁2末端推进系统，推进系统的液压马达21开始顶推弧形梁2，第一根弧形梁2沿着沿圆周方向穿过沉船底部；

（7）当弧形梁2的前端穿过沉船底部顶推至另一端设计位置时，潜水员将销轴插入插销孔内，完成弧形梁2与顶梁1的连接；

（8）将第二根弧形梁2安装到顶梁1上，吊机将弧形梁2吊放至顶梁1的第二根弧形梁安装位置，穿第二根弧形梁时，第二根弧形梁的锁扣结构与第一根弧形梁的锁扣连接，以此类推，将剩余所有的弧形梁都穿过沉船底部安装到位；

（9）在相邻两弧形梁2之间锁扣的缝隙之间填充密封胶水，防止弧形梁2包裹的土质漏流；

（10）使用起重设备整体吊起包裹沉船的顶梁1和弧形梁2组合体出水。

如图1所示，顶梁1的四个角点安装四根定位桩3，以保证顶梁1水下安装精度，工程船甲板上安装顶梁1吊索，工程船吊机将顶梁1吊放下水，继续下放顶梁1，顶梁1的端板5在接触泥面前，开启端板冲水排泥管路，一边下放顶梁1，一边冲水排泥，使顶梁端板慢慢下沉；当顶梁1开始接触泥面时，潜水员注意观察顶梁1下沉状态和速度，调控冲水量逐渐减小顶梁1下沉速度，直到顶梁1上表面贴近海床面。

当顶梁1下放到海床面设计位置时，潜水员将限位销插入离顶梁1顶部最近的孔中，同时在顶梁定位套筒与定位桩间的间隙内插入楔形固定块，防止弧形梁顶穿过程中引起顶梁运动。在工程船甲板上连接好弧形梁2的管路系统，将切削驱动和推进箱分别组装到第一根弧形梁2前端和末端，插上插销临时固定；工程船上的吊机将弧形梁2吊放下水，弧形梁2由钢丝绳引导至顶梁1预定位置，潜水员将弧形梁2与顶梁1对应的吊耳用销轴连接，将弧形梁2固定在顶梁1上。

启动弧形梁2前端的切削驱动系统，切削刀盘23开始转动并破碎弧形梁2前进方向的泥土。同时启动弧形梁2末端推进系统，推进系统的液压马达21开始顶推弧形梁2，第一根弧形梁2沿着沿圆周方向穿过沉船底部。推进过程中注意控制弧形梁2的推进速度，当在推进过程中遇到障碍需要倒退时，可以反转液压马达21，使弧形梁2倒退一段距离，再前进顶推，反复操作，刀盘清除障碍物后继续向前顶进弧形梁2；将第二根弧形梁2依上述步骤类推，将剩余所有的弧形梁2都穿过沉船底部安装到位。在弧形梁2与弧形梁2之间锁扣的缝隙之间填充密封胶水，防止弧形梁包裹的土质漏流。

本打捞方法安装顶梁、弧形梁过程中无需挖泥，大大缩短了施工时间，顶梁、弧形梁安装精度高，受水流影响小，泥土阻力较小，且对沉船无碰撞和扰动风险；弧形梁顶推过程全机械化操作，施工时间短，自动化程度高，潜水工作量少，施工效率高；对于不是正沉的沉船，采用弧形钢梁结构便于后期摆正考古挖掘；顶梁与弧形梁一起构成了沉船的封闭保护系统，对沉船和周边遗址原生堆积起到了很好的保护，保证了沉船遗址的原生性，完整性和安全性。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。