飽和潛水高壓應(yīng)急逃生研究

駱承樹(shù) 葛曉蕊 梁子仁 黎仲 周賀

摘要：飽和潛水作為目前人類走向深海的唯一潛水方式，在海洋工程作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。相對(duì)于常規(guī)潛水，飽和潛水員需要在高壓生活環(huán)境居住及工作28天，而不是每一次潛水后都減壓至常壓環(huán)境。如在在此期間遇險(xiǎn)，如何保障潛水員能夠安全在高壓狀態(tài)下成功逃生尤為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：飽和潛水;應(yīng)急設(shè)備;高壓逃生

飽和潛水主要作業(yè)位于海上，通常布置在DP船舶、錨泊船舶以及平臺(tái)上，飽和潛水應(yīng)急逃生首先需滿足船舶或平臺(tái)應(yīng)急逃生要求，需滿足SOLAS以及IMO相關(guān)規(guī)范要求，除此之外還需針對(duì)飽和潛水員居住在高壓環(huán)境無(wú)法短時(shí)間減壓出艙的情況，配置專用的高壓逃生設(shè)備及專用的高壓逃生的方案[2]。

本文主要從飽和潛水減壓原理，飽和潛水高壓逃生設(shè)備，飽和潛水高壓逃生方案、目前飽和潛水高壓逃生的局限性等幾個(gè)方面做介紹，希望在大家的共同努力下，讓未來(lái)飽和潛水高壓逃生能夠更安全。

一、飽和潛水減壓原理

人在呼入氣體時(shí)，氣體會(huì)溶解在機(jī)體組織內(nèi)，由于潛水員在潛水作業(yè)時(shí)需呼入與其作業(yè)水深絕對(duì)壓力保持一致（即潛水員在100m水深作業(yè)時(shí)，其呼吸氣體壓力則為11bar），隨著壓力的增加，呼入氣體在其機(jī)體組織的溶解量也會(huì)增加（包含人體所需要消耗的氧氣以及其他氣體），所以潛水員需要減壓讓其溶解在機(jī)體組織內(nèi)的氣體排出，否則就會(huì)導(dǎo)致氣體留在血管內(nèi)或其他組織內(nèi)，阻礙機(jī)體組織的正常運(yùn)行，形成常見(jiàn)的減壓?。˙end）。所有減壓作業(yè)均需要嚴(yán)格按照潛水減壓表的要求執(zhí)行，目前常用的減壓表如下所示：

●GB-T 12521-2008 空氣潛水減壓技術(shù)要求

●GB/T17871-1999 GB/T 17871-1999 氮氧飽和或空氣飽和-空氣巡回潛水減壓程序

●法國(guó)COMEX飽和潛水減壓作業(yè)表

●英國(guó)皇家海軍生理實(shí)驗(yàn)室（RNPL）減壓表

●美國(guó)海軍（USN）減壓表

在未達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，氣體的溶解量會(huì)隨著停留時(shí)間和壓力環(huán)境的改變而改變。當(dāng)人在某一壓力下停留足夠時(shí)間后，機(jī)體組織內(nèi)溶解的氣體量達(dá)到了最大限度，生理學(xué)稱為“完全飽和”。一旦達(dá)到“完全飽和”，如環(huán)境壓力不變，潛水員可在該深度停留，而體內(nèi)氣體量不會(huì)繼續(xù)增加。飽和潛水正是利用這一原理，讓潛水員可以長(zhǎng)期保持維持在高壓環(huán)境下，而減壓的時(shí)間和潛水員一次作業(yè)就減壓到常壓的時(shí)間相差不多，從而提高作業(yè)效率。飽和潛水又根據(jù)其呼吸介質(zhì)的不同，分為氮氧或空氣飽和潛水、氦氧飽和潛水、氫氧飽和潛水等，其中應(yīng)用最為廣泛的為氦氧飽和潛水。

根據(jù)文獻(xiàn)《250米氦氧模擬飽和潛水減壓方案的選擇與分析》介紹，250m氦氧飽和潛水減壓時(shí)間根據(jù)法國(guó)COMEX減壓表需要150小時(shí)，按照英國(guó)皇家海軍生理實(shí)驗(yàn)室減壓表需要216小時(shí)，根據(jù)美國(guó)海軍減壓表需要250小時(shí)[1]，均遠(yuǎn)超過(guò)正常的船舶或平臺(tái)應(yīng)急救援所能提供的時(shí)間，所以幾乎不可能在應(yīng)急的情況下，將處于高壓環(huán)境的潛水員減壓出艙后再逃生。

二、飽和潛水高壓逃生系統(tǒng)

飽和潛水高壓逃生系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：1.高壓逃生單元（HRU-hyperbaric rescue unit）;2.釋放系統(tǒng)（launch system）;3.通道（Trunk）;4.應(yīng)急生命支持系統(tǒng)（FAP-fly away Package或者HRF-hyperbaric reception unit）。飽和潛水員高壓逃生主要流程包括：1.飽和潛水員在高壓狀態(tài)下由生活艙通過(guò)通道進(jìn)入高壓逃生單元;2.通過(guò)釋放系統(tǒng)將高壓逃生單元釋放到海上，并遠(yuǎn)離危險(xiǎn)點(diǎn);3.使用拖輪或者其他設(shè)施將高壓逃生單元運(yùn)輸至應(yīng)急生命支持系統(tǒng)存放位置;4.在應(yīng)急生命支持系統(tǒng)的支持下潛水員安全減壓出艙。設(shè)計(jì)及建造執(zhí)行規(guī)范或指南主要有：1.DNVGL-RP-E403高壓逃生系統(tǒng);2.ASME PVHO-1-（2016）住人壓力容器安全標(biāo)準(zhǔn);3.IMCA D004高壓逃生系統(tǒng)收放系統(tǒng)測(cè)試及發(fā)證;4.IMCA D027高壓逃生系統(tǒng)標(biāo)志;5.IMCA D051高壓逃生推薦接口;6.IMCA D052 高壓逃生系統(tǒng)指南;7.IMO A.692（17）高壓逃生系統(tǒng)指南及規(guī)格書(shū)等。

（一）高壓逃生單元

高壓逃生單元（HRU-hyperbaric rescue unit）是用于潛水員應(yīng)急逃生的關(guān)鍵設(shè)備，其主要形式分為自航式高壓逃生艇（SPHL-self-propeller hyperbaric lifeboat）以及非自航高壓逃生艙（HRC-hyperbaric rescue chamber），IMCA D052高壓逃生系統(tǒng)指南（2013年5月版）內(nèi)描述不建議使用高壓逃生艙，推薦建議使用自航式高壓逃生艇[3]。其主要的功能是為潛水員提供一個(gè)安全的高壓環(huán)境居住環(huán)境以及必要的生命支持，幫助潛水員順利出艙。根據(jù)DNVGL-RP-E403要求，高壓逃生單元需至少提供艙內(nèi)潛水員72小時(shí)的生命支持，其中包括呼吸氣體供應(yīng)、二氧化碳濃度控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食物及飲水、醫(yī)療及衛(wèi)生等基本生命支持[4]。

（二）高壓逃生系統(tǒng)釋放系統(tǒng)

該收放系統(tǒng)根據(jù)高壓逃生系統(tǒng)的不同有艇架式以及滑軌式，艇架式釋放系統(tǒng)與常規(guī)船舶救生艇釋放系統(tǒng)類似，并配置單點(diǎn)快速解脫裝置，可以保障潛水員或支持人員在艇內(nèi)操作解脫?；壥结尫畔到y(tǒng)主要用于高壓逃生艙釋放，通過(guò)抬高滑軌形成角度，讓高壓逃生艙滑移入水。

（三）通道

通道是連接生活居住艙與高壓逃生單元的管道，其具有可單獨(dú)加壓或者泄壓的能力，潛水員可以通過(guò)通道轉(zhuǎn)移。通道的長(zhǎng)度一定程度決定了潛水員高壓逃生的時(shí)間，對(duì)于部分設(shè)置直梯的通道，需要配置相應(yīng)的無(wú)意識(shí)潛水員輔助提升措施。

（四）應(yīng)急生命支持系統(tǒng)

應(yīng)急生命支持系統(tǒng)通常分為應(yīng)急急救包（FAP-fly away package）以及高壓接收站（HRF-hyperbaric reception unit），其主要區(qū)別是應(yīng)急急救包相當(dāng)于便攜式生命支持包，高壓接收站相當(dāng)于固定式生命支持系統(tǒng)，且配置有較為舒適的生活艙將潛水員由高壓逃生單元轉(zhuǎn)移減壓，而不是直接在高壓逃生單元內(nèi)減壓。應(yīng)急生命支持系統(tǒng)主要是為潛水員減壓出艙提供足夠電源、氣體及消耗品并能夠控制高壓逃生艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、二氧化碳濃度等）。

三、飽和潛水員高壓應(yīng)急逃生方案

飽和潛水系統(tǒng)通常布置在固定平臺(tái)或碼頭或船舶上，當(dāng)支持平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)、碰撞、傾覆等緊急情況需要撤離時(shí)，支持平臺(tái)就不能再為潛水員提供一個(gè)安全的環(huán)境，這時(shí)候就需要啟動(dòng)飽和潛水員高壓應(yīng)急逃生程序，協(xié)助艙內(nèi)潛水員安全返回陸地。潛水員高壓逃生方案需要考慮以下幾個(gè)方面：1.應(yīng)急通信方式;2.潛水員轉(zhuǎn)移至高壓逃生單元方案;3.高壓逃生單元釋放方案;4.高壓逃生單元運(yùn)輸或拖航至安全島方案;5.安全島設(shè)置位置以及能力評(píng)估（水、電、氣體、吊機(jī)等）;6.潛水員減壓出艙方案。

由于各個(gè)作業(yè)點(diǎn)位置以及相應(yīng)配套設(shè)施不一，制定飽和潛水高壓逃生方案時(shí)，應(yīng)充分考慮各作業(yè)點(diǎn)的實(shí)際情況針對(duì)性制定，必要時(shí)需進(jìn)行模擬演習(xí)，讓潛水員及相關(guān)人員熟悉高壓逃生方案并記錄各個(gè)步驟所需的時(shí)間，并充分考慮各步驟銜接以及相應(yīng)準(zhǔn)備工作的時(shí)間，加強(qiáng)高壓應(yīng)急逃生方案可執(zhí)行性。

四、飽和潛水高壓逃生的局限性

飽和潛水高壓逃生系統(tǒng)是飽和潛水系統(tǒng)的最后一道安全屏障，盡管在過(guò)去很少有高壓應(yīng)急逃生的事件發(fā)生，但是卻發(fā)生過(guò)多例因高壓逃生系統(tǒng)不可用導(dǎo)致潛水員可能致死的事件[3]。所以作為潛水承包商或其他與潛水相關(guān)的單位需對(duì)飽和潛水員高壓逃生足夠重視，以免造成不可挽回的后果。

同時(shí)飽和潛水員高壓逃生相較于常規(guī)的船舶逃生，多了將潛水員轉(zhuǎn)移至高壓逃生單元的步驟（潛水員進(jìn)鐘、收鐘、通道加壓，各個(gè)艙室潛水員通過(guò)通道進(jìn)入高壓逃生單元，關(guān)閉高壓逃生單元艙門，打開(kāi)通道管卡）才能釋放高壓逃生單元入水，通常在不涉及不通深度壓力平衡以及所有設(shè)備均平穩(wěn)高效的情況仍需要45分鐘以上的時(shí)間，在一般支持平臺(tái)或船舶需要應(yīng)急逃生的情況下，幾乎不可能提供足夠的時(shí)間用于潛水員轉(zhuǎn)移。所以飽和潛水高壓逃生至今還是一個(gè)沒(méi)有完全解決的難題，后續(xù)相關(guān)人員需共同努力讓飽和潛水更加安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]戎?？担w鶴鳴，張輝.250米氦氧模擬飽和潛水減壓方案的選擇與分析[J].南通醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1993，13（01）：17-18.

[2]陳智，蔣如宏，CHENZhi，JIANGRu-hong.海洋石油飽和潛水員高壓逃生撤離系統(tǒng)淺析[J].船舶，2015（04）：32-34

[3]IMCA D052高壓逃生系統(tǒng)指南[S].2013

[4]DNVGL-RP-E403高壓逃生系統(tǒng)[S].

作者簡(jiǎn)介：

駱承樹(shù)（1988—），男，重慶人，中級(jí)工程師，2010年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)，主要從事水下工程設(shè)計(jì)及施工管理工作。