“歌詩達·協(xié)和”號游輪打撈工程技術(shù)分析

耿家營

（海軍潛艇學(xué)院，山東 青島 266000）

1 基本情況

2012-01-13 晚，超級游輪“歌詩達”號在意大利吉利奧島附近海域（自然保護區(qū)）觸礁，船體迅速滲水并出現(xiàn)傾斜，最終傾側(cè)于15～20 m 深的海床上[1]。自2012 年4 月打撈工程開始，共歷時923 d（2 年7個月），難船終于打撈完畢。“歌詩達”號遇險圖如圖1所示?！案柙娺_”號資料如表1 所示。

圖1 “歌詩達”號遇險圖

表1 “歌詩達”號資料

2 打撈過程

2.1 打撈預(yù)先準(zhǔn)備

排出燃油及污染物。為防止打撈作業(yè)中燃油外泄對失事海域的生態(tài)環(huán)境造成影響，工程人員在打撈作業(yè)前將難船中燃油及污水導(dǎo)出，并在作業(yè)現(xiàn)場布置圍油欄，組織專業(yè)機構(gòu)對附近海域燃油進行檢測。

制定環(huán)境監(jiān)測方案。為監(jiān)測作業(yè)對環(huán)境的影響，工作人員設(shè)置了多個環(huán)境監(jiān)測站點，綜合運用水質(zhì)采樣、沉淀物分析、生物監(jiān)測、多波束探測等觀察手段，實現(xiàn)不同位置、不同水深的監(jiān)測。

2.2 施工方案論證

分段打撈法：此法施工方案相對簡單，例如“Tricolor”號貨船采用分段打撈法打撈成功，工程人員花費了近2 年時間將其切割成9 段后進行分段打撈。但是“歌詩達”號是“Tricolor”號貨船的2 倍大，分段切割不僅耗時長而且極易造成艙內(nèi)物體散落，對海域造成污染。難船的側(cè)傾角度給切割施工帶來一定難度。

整體打撈法：此法對環(huán)境影響較小，例如二戰(zhàn)后，美國曾用“套索牽引法”（parbuckling）對27 500 t 的戰(zhàn)艦“Oklahoma”號進行了整體打撈。但是“歌詩達”號的自身質(zhì)量有45 000 t，整體打撈的實施難度比較大，非常容易失去控制，需要對打撈過程進行精準(zhǔn)的控制。

通過綜合比對施工難度、工程量和對環(huán)境影響等因素，施工團隊決定采用整體打撈法進行打撈，打撈過程中安裝船體姿態(tài)傳感器，以加強對打撈過程的控制。

2.3 打撈實施

2.3.1 固定難船

經(jīng)過勘測，難船右傾，底部有2 個小的山脊的支撐，暫時處于平衡狀態(tài)。但是隨著海浪的沖擊，一旦打破了平衡，難船將滑入更深的海底。因此，打撈之前首先要將難船進行固定。工程人員通過在海床上安裝4 個固定錨，用16 根高強度鋼纜越過龍骨，固定在船左舷上以實現(xiàn)對難船的固定，如圖2 所示。

圖2 難船固定示意圖

2.3.2 安裝假底

由于傾斜的海床深度不斷加深，難船扶正后無法坐正。因此工程人員計劃在海底安裝假底，用以支撐扶正后的船體，假底由海底平臺和墊層組成，如圖3所示。

圖3 安裝假底示意圖

安裝海底平臺。為支撐扶正后的船體，需要建造6個巨型鋼制平臺（總質(zhì)量5 000 t）。平臺在船廠中建造完畢后由拖船拖至沉船點進行吊裝。平臺安裝在30 m深的水下，為了保證平臺的水平度，首先需要潛水員用鑿巖機將海底整平，然后用鉆機進行打孔作業(yè)。鉆孔深13 m，直徑1.8 m，共計21 個。

填充墊層。由于海底兩端的凸起支撐了整個船身，難船扶正過程中船中部沒有受力，船身極易斷成兩段。為了避免這個情況的發(fā)生，工程人員在船底部填充墊層。首先由潛水員在船龍骨底部安裝填充袋，然后充入水泥。工程共計使用了1 200 個填充袋，約20 000 t混凝土。

2.3.3 安裝左舷浮箱

左舷浮箱的作用：一是通過調(diào)整浮箱浮力減緩船體扶正速度；二是作為拉力千斤頂?shù)纳c，與海底平臺連接，以牽引扶正船身；三是在沉船起浮時提供巨大浮力。

浮箱在陸地制造完畢后由駁船拖至失事地點進行安裝。浮箱共11 個，每個高30 m，安裝精度要求控制在5cm 內(nèi)，吊裝到位后進行焊接作業(yè)固定。安裝左舷浮箱示意圖如圖4 所示。

圖4 安裝左舷浮箱示意圖

2.3.4 加固船艏

繪制船體3D 可視圖。浮箱安裝完畢后，工程人員利用聲納及激光探測裝備對難船海底進行了勘察，并繪制了3D 可視圖，發(fā)現(xiàn)約88 m 長的船艏懸掛在海底山脊上。

建模評估。為了探究懸空船艏可能造成的影響，工程人員用計算機對難船進行了仿真建模。仿真結(jié)果顯示船體在扶正過程中，懸空的船艏將會發(fā)生斷裂。受限于地形，延長海底平臺已不可能，必須采用新的方案。

加裝船艏浮箱。工程人員通過安裝浮箱的方式增加船艏的升力，減小船體斷裂可能性。工程人員首先向浮箱中注水，安裝到位后再注入高壓氣排水，使浮箱產(chǎn)生浮力。為了使浮箱與船艏緊密連接在一起，工程人員拆除了船艏的側(cè)推螺旋槳，插入了巨型銷釘，以固定浮箱。

2.3.5 扶正

難船扶正示意圖如圖5 所示。

圖5 難船扶正示意圖

作業(yè)存在的困難：準(zhǔn)備扶正作業(yè)時，距難船翻沉已經(jīng)有20 個月，難船與海床已經(jīng)融為一體，局部與海床接觸達3 m 深，對難船的吸附力極大。因此牽引沉船扶正時，破斷力不可預(yù)估。

扶正的方式：扶正力量來源于安裝于浮箱頂部的36 個鋼絞線千斤頂，通過牽引連接在底部平臺的鋼纜以扶正船身。鋼絞線千斤頂共能產(chǎn)生約13 000 t 的拉力，而工程人員計算只需要5 000 t 左右的拉力就能將難船與海床分離。

作業(yè)要點具體如下：①對拉力進行精確控制。拉力千斤頂?shù)臓恳τ呻娔X控制。扶正作業(yè)開始后，當(dāng)拉力從5 000 t 逐步調(diào)整至6 800 t 時，難船開始移動。②扶正過程全程監(jiān)控。難船扶正過程中，如果不加以控制，由于重力的影響，難船將會以一定速度沖擊海底平臺。借助于浮箱的浮力，使難船能夠穩(wěn)定地保持一個角度，通過控制浮箱的浮力，使難船可以以緩慢的速度下降，最終平穩(wěn)坐在平臺上。扶正過程中，工程人員動用了6 臺ROV 對整個水下過程進行全程監(jiān)控。③檢查受損情況。扶正后，工程人員對難船受損情況進行了整體檢查，評估破損對起浮和拖帶的影響。船艏處發(fā)現(xiàn)了12 m 長、50 cm 寬的裂縫，船體強度變?nèi)酰绊懞罄m(xù)起浮及拖帶。因此，工程人員對船體裂縫進行了加固。

2.3.6 安裝右舷浮箱

為了使難船起浮，需要提供更大的浮力使船體抬升。工程人員計劃在右舷安裝15 個浮箱，左右兩側(cè)浮箱排水后，共可以產(chǎn)生66 000 t 的升力，如圖6 所示。由于右舷船體發(fā)生了形變，不具備浮箱整體焊接的條件，因此除了最初左舷用于扶正的11 個浮箱是完全焊接在船體上外，其余19 個浮箱（含船艏4 個）的固定，采用了加裝支柱、支撐板等多種形式，實現(xiàn)了硬性固定。

圖6 右舷安裝浮箱后難船示意圖

2.3.7 起浮

一切準(zhǔn)備就緒后，工程人員向浮箱中充氣，浮箱的巨大浮力帶動難船起浮。為了防止起浮過程中艙室自由液面變化導(dǎo)致船只失去平衡，工程人員利用空氣分配箱對多個艙室充氣量進行控制，以實現(xiàn)整個充氣起浮過程的精準(zhǔn)監(jiān)控。整個起浮過程耗時9 d，難船抬升了14 m。難船起浮示意圖如圖7 所示。

圖7 難船起浮示意圖

難船失事后的923 d，難船打撈完畢，隨后被拖帶至西西里島船塢內(nèi)拆卸。

2.4 打撈善后

難船打撈完畢后，工程人員進一步清除難船殘留在海底的碎片以及作業(yè)留下的設(shè)備等雜物，作業(yè)現(xiàn)場進行專門環(huán)保機構(gòu)的監(jiān)測評估，合格后發(fā)放環(huán)境評估合格證書，并展開持續(xù)五年的環(huán)境連續(xù)監(jiān)控以掌握其恢復(fù)情況。

3 啟示與建議

第一，海上援救體系建設(shè)中應(yīng)強化對大型船舶的援救能力。“歌詩達”號滿載排水量11.4 萬t，僅自身質(zhì)量就達到了4.5 萬t。隨著海運事業(yè)的發(fā)展，船舶大型化成為趨勢。若大型船舶在近海發(fā)生擱淺甚至沉沒，對大型船舶先期的快速救援主要還是依靠交通運輸部下屬救助局、打撈局相關(guān)部門。目前各救撈力量配備了多型拖船、吊船，具備對中小型船舶的水面、水下體系救援能力，但在10 萬t 級以上大型船舶的救援方面經(jīng)驗還不夠豐富，組織綜合性的救援演練次數(shù)較少、針對性不強，極易存在援救能力盲區(qū)。伴隨超級游（油）輪、液化天然氣船等大型船舶的批量列裝，建議相關(guān)業(yè)務(wù)部門即時展開大型船舶的援救演練，做到主動籌劃，找準(zhǔn)短板，不斷增強對大型船舶的援救能力，為航運事業(yè)發(fā)展解決“后顧之憂”。

第二，提升科技手段在援救行動中的應(yīng)用?！案柙娺_”號打撈過程中，工程人員借助聲納掃測獲得了難船水下部分聲圖，以此繪制了船體仿真模型，通過計算機對船體受力進行了科學(xué)計算，有效避免了船體扶正過程中斷裂的風(fēng)險，對艦船援救作業(yè)極具借鑒意義。研發(fā)適用于防救部隊使命任務(wù)的裝設(shè)備，并應(yīng)用到作業(yè)中去，將使援救作業(yè)過程更加清晰、更加可控、更加安全。比如通過多波束聲納不同傾角的掃測可獲得比較清晰的船體三維圖，使水下態(tài)勢一目了然；通過水下激光測繪可以得到水下援救目標(biāo)的高清圖像；通過水下GPS 技術(shù)，借助超短基線可實現(xiàn)對近場作業(yè)的精確引導(dǎo)，提升作業(yè)效率等。

第三，鍛造過硬的海上援救人才隊伍。此次打撈工程可謂是匯集了全世界頂尖的人才力量，工程人員共約500 名，來自26 個國家，總工程師Nick·Sloane曾經(jīng)打撈過80 多艘船舶，有著34 年的從業(yè)經(jīng)驗。相比國外這種業(yè)“廣招英才”的方法，中國救助與打撈工程人才的培養(yǎng)有著相對完備體系，且近幾十年來一系列打撈項目鍛造了一批相對成熟的實踐性隊伍，走出了一條“自力更生”的新路子。

目前，救助與打撈工程人才的培養(yǎng)主要依托海事類院校展開，涵蓋了?？啤⒈究萍把芯可嘤?xùn)層次，雖然培訓(xùn)人數(shù)能夠滿足要求，但是由于院校教學(xué)以理論教學(xué)為主、實作實踐為輔，實踐能力還需要畢業(yè)后依靠具體工作崗位慢慢鍛煉，而該專業(yè)對實踐能力的要求又特別高，因此極大延長了援救人才的培養(yǎng)周期。為改善這種情況提出以下建議：一是加大院校實作實踐教學(xué)深度，適當(dāng)展開使命科目的“背靠背”訓(xùn)練，縮短學(xué)員與任職崗位適應(yīng)期，使院校培養(yǎng)學(xué)員具備初步的實戰(zhàn)能力；二是拓寬研究生培養(yǎng)方向，目前該專業(yè)研究生主要偏向于裝備技術(shù)，對打撈大型船舶所需的過程控制方向的研究還需進一步加強；三是強化職業(yè)教育，通過短期培訓(xùn)班、在職研究生等方式，使基層有一定經(jīng)驗的技術(shù)人員能夠到院校進行再交流、再學(xué)習(xí)，實現(xiàn)能力的有效提升。多措并舉，為未來深遠(yuǎn)海援救打下堅實的人才基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

通過對“歌詩達”號打撈工程的回顧，一方面對難船援救的援救過程有了系統(tǒng)認(rèn)識，對強化救撈能力建設(shè)、技術(shù)發(fā)展和人才培養(yǎng)方面有了深入思考；另一方面，還要看到事故的警醒作用，作為船舶駕駛員應(yīng)加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和鍛煉，不斷積累經(jīng)驗，科學(xué)籌劃航行準(zhǔn)備與執(zhí)行，掌握海上航行安全基本規(guī)律，確保航行安全[2]。