船舶利用浮坞下水在我厂的应用

摘 要：本文主要介绍了我厂建造船舶利用浮坞下水的技术在本厂实例应用情况，总结分析我厂应用浮坞下水的操作过程及在操作过程中的一些技术特征。

关键词：浮坞；下水技术；实例

中图分类号：U671.5 文献标识码：A

1 前言

长期以来，本厂一直沿用传统的滑道式船舶下水方式，其实用性不容置疑，但是船舶采用滑道式下水方式会占用航道，甚至于影响航道畅通。我厂以前采用滑道式下水时，单独指定2艘船舶在下水作业区域上下游1 km范围内巡航，确保船舶下水时不会因为有船舶经过下水作业区域而导致危险。而且当船舶下水区域河道狭窄的时候，甚至要采用一些辅助措施，缩短下水船舶的滑行距离，例如船舶入水后迅速抛锚，或者采用首部反向拖带等措施。这些措施都增加了船舶下水程序的复杂性，并导致船舶下水的安全性下降。另外，本厂附近河道较浅，采用滑道式下水方式容易使下水船舶底部触底，造成船壳损伤等。随着本厂造船技术的深入发展以及对于高质量造船的追求，滑道式下水方式越来越不能适应本厂对造船技术的高质量要求。而浮坞下水作为一种高效、高质量、安全可靠的下水方式与本厂建造高质量船舶的景愿相吻合。

2 浮坞下水的基本原理

浮坞是一种凹形特殊工程船舶，其广泛应用于船舶修、造领域的船舶上排、下水工序。其原理是：首先根据浮坞作业区域情况调整浮坞浮态，使浮坞工作甲板平面配合船台；利用浮坞自带绞车或者外来动力将浮坞与船台对接，同时利用压载水舱调整浮坞轨道与船台轨道在同一水平面及处于同一直线上并紧固；然后通过浮坞配备的绞车将待下水的船舶用定制的下水小车支撑（见图1）并移引至浮坞上；因移动过程中浮坞承受的重量不断变化，必须在移船的过程中调整压载舱的水量，以保证浮坞保持平浮的状态；待下水船舶完全进入浮坞后，再次调整压载水使浮坞脱离与船台结合点；最后使用拖轮将浮坞拖带到浮坞下沉水域，浮坞增加压载水使浮坞下沉，等下水船舶浮起后，用拖轮拖带船舶到码头停靠，浮坞上浮并维护，整个下水过程完成。

图1 下水小车支撑待下水的船舶

3 浮坞下水实例

3.1 下水船舶的主要参数

3.2 下水前准备工作

（1）收集待下水船舶资料，包括船舶主尺度、空船重量、重心位置、空船重量纵向分布情况、首尾吃水数据；

（2）核查下水日期、下水时刻的水文状况及天气状况是否满足船舶下水要求；

（3）指定安全及质量检验人员核查浮坞主体及其相关舾装设备的的安全工作状态，并针对相关不安全因素采取保护或更改措施；

（4）指定安全及质量检验人员进行待下水船舶下水前的安全核查，并针对相关不安全因素采取保护或更改措施；

（5）编制船舶下水操作规程，对特殊操作编制工序操作规则；

（6）根据《船舶下水作业操作规程》编制《船舶下水作业应急操作规程》，对于可能出现的紧急情况制定相应的应急处理措施；

（7）根据中国船级社《浮船坞入级规范》第2章2.2.3[1]船舶空船重量分布情况合理安排下水小车的纵向分布位置。其布置位置应位于强力结构位置；

（8）船舶进出坞时，应有专人密切注意浮坞后方的信息，任何船舶移动或靠近浮船坞，必须立刻通知下水总指挥，并告知相关人员注意。

3.3 下水过程分析

3.3.1 第一阶段

浮坞的轨道与船台轨道的对接（见图2）。在潮水涨至某一水位时，把浮坞移到船台边，调整浮坞压载水舱压载至浮坞的坞轨平面与船台的路轨平面于同一水平高度。然后使浮坞的定位装置与船台的定位卡口接合，接合后用钢丝绳系缆定位并以拖轮辅助调整位置，再微调压载水舱使船台的轨道与浮坞的轨道达到同一条直线。浮坞处于平直状态直至潮水涨平趋稳时方可进行第二阶段程序。并应根据潮位情况适当调整浮坞压载，使船舶移位过程中，船台轨道与浮坞轨道趋近于平齐。

图2 浮坞轨道与船台轨道对接

图3 浮坞与船台的搭接

3.3.2 第二阶段

第二阶段为轨道接合后，待潮水及相关要素满足作业条件后开始移船，直至船舶的重心接近位于浮坞的中心点，用拖索系固船舶，作浮坞拖离船台准备，则为第二阶段结束（见图3）。此阶段由于船舶的重量由船台移至浮坞，整个过程浮坞的承受重量不断变化，变化量为：

另外，浮坞排水量发生变化：

（3）

式中：坞―― 浮坞第一阶段的排水量。

浮坞尾倾值（浮坞纵倾较小时）可以估算为：

（4）

式中：Mcmi ―― 船舶移动到浮坞i位置后，每厘米纵倾力矩。

为保持浮坞轨道与船台轨道趋近于平直状态，必须一边移船，一边调整压载水舱的压载水量，且满足如下条件：抽出压载水量Wi对A点产生的力矩Mw=Wi x Lwi（式中：Wi ―― 抽出压载水舱的水量； Lwi ―― 抽出压载水重心距A点的水平距离），使Ms=Mw，才能使轨道处于平直状态，直至下水船舶的重心趋近于坞体的浮心，此阶段完成。

3.3.3 第三阶段

第三阶段是浮坞脱离与船台的接合位置，并移位到浮坞预定下沉水域（见图4）。船舶被移位到浮坞预定位置后，应使用拖揽等使船舶与浮坞牢固固定。然后使用拖轮将浮坞拖带到预定下沉水域。

图4 浮坞与船台的搭接

在此阶段，应注意浮坞浮态，使浮坞保持水平状态，移动到预定下沉水域后，增加浮坞压载水量，使浮坞下沉，待船舶浮起后，解开船舶系泊揽，由拖船拖带船舶移动到舾装码头（见图5）。

图5 浮坞下沉，船舶将被移离浮坞

3.4 船舶下水时间的推算

由于码头区域水深限制，只有下水时间的潮位差满足浮坞作业条件，才能顺利进行浮坞下水作业。因此需要预先分析掌握浮坞作业所在水域的潮汐资料，预估移船作业时间，分析可能出现的不利因素。

根据本厂的潮位资料以及政府的潮汐记录资料推算，确定某一潮点，当潮高达到海平面标高为2.2 m时，可以进行浮船坞与船台搭接固定。若潮水超过此高度则要对压载舱灌水压载调平才能安全搭接。船舶移动到浮坞过程中应特别注意浮坞浮态，通过调整浮坞压载水使移船过程中浮坞始终趋近于水平状态。当退潮至2.2 m时，已达到安全操作临界状态，当潮位再下降时，则浮坞浮力不足，浮坞无法安全脱离浮坞与船台搭接位置，若继续移船操作则会导致浮坞纵倾增加，对下水船舶及浮船坞的安全带来无法估量的影响。因此，当潮水涨潮至2.2 m到退潮至2.2 m这段时间内应完成移船作业并使浮坞脱离与船台的搭接位置。

4 利用浮坞下水技术与滑道式下水技术对比

就本厂船舶利用浮坞下水技术与滑道式下水技术的使用情况对比而言，利用浮坞下水技术后，对于本厂船舶建造质量有较大的提高，并缩短了船舶的下水准备周期，同时也提高了船舶下水作业的安全性。

（1）重新修正船台。相对比于以前滑道式船台，新建船全水平固化建造，并不用考虑船台斜度对于船舶下水影响，船舶建造精度有了较大的提高。

（2）利用浮坞下水技术，根据水文资料，下水作业人员能够更好的把握船舶下水的时间。

（3）减少了船台准备时间。原来滑道式下水采用木质滑道，为了保证船舶下水的安全性，船舶下水前必须投入大量的人力物力和时间维护、检查、铺设滑道。采用浮坞下水技术后，仅需要清除原来与船舶固定的临时构件，核检下水小车处于安全作业状态即可。船舶下水准备时间由原来约1周缩短到只需要2天。

（4）显著降低船舶下水对船舶造成的损伤。船舶采用滑道式下水时，船舶与滑道垫木产生摩擦，容易损坏船壳防护漆。而且如若下水区域水深过浅，则易造成沉艏或者尾部舵桨触碰损坏。另外，由于船台地质的不均匀性，在下水过程中由于船舶运动惯性导致木质轨道偏离原来位置，造成船舶侧滑。本厂以前的下水过程中就曾经发生过此类事故。而采用浮坞下水技术过程缓慢且易控，相对比较安全且几乎对船舶没有损坏。

5 利用浮坞下水需考虑的安全方面问题

（1）利用浮坞下水技术虽然可以缩短船舶的下水时间，但同时也要根据潮汐状态，最大限度的满足船舶下水安全需要，合理调整船舶下水最佳窗口期。

（2）由于采用浮坞下水主要分三个过程（移船、拖带浮坞及浮坞下沉）完成，这三个过程既相互关联也相对独立。因此，对于浮坞下水操作人员的安全性可以独立考虑。在移船和拖带浮坞的过程在船舶上不需要工作人员辅助操作，仅在浮坞下沉前需要工作人员上船。这样也就大大的提高了工作人员的安全性。但是，在船舶下水的整个过程中，应有专人严密的注意船舶的安全动态。

（3）在船舶由下水小车支撑缓慢移动，整个过程是可控制的过程。在移船的过程中可以随时根据《船舶下水操作应急规程》对移船过程中的任何危险因素进行监控。在浮坞下沉且船舶并未完全上浮前，全面完成船舶水下部分检验，一旦发生危险因素，浮坞可以立刻上浮并及时对船舶采取危险处理措施。

6 总结与展望

浮坞是一种安全高效的船舶下水载具，至少在最近的几十年里，可以预计浮坞将是船舶建造最为安全高效的下水方式之一。特别是针对于中小型船舶，浮坞不仅可以用于船舶下水，还可以广泛应用于船舶上排检修、短距离移位、运载船舶通过浅水区域等作业。因此，对于浮坞作业更多方面的拓展应用，希望广大同行进行更多深入的探讨。

参考文献

[1] 中国船级社. 浮船坞入级规范[S]. 北京： 人民交通出版社， 2009.