工程船舶抛锚定位技术及应用探究

马洪强

摘 要：工程船舶在進行候泊、候潮、锚地过驳、钻探施工、起重施工或避风时，都需要进行抛锚。随着船舶越来越大型化、海上工程施工越来越深水广袤化的趋势，深水抛锚将越来越频繁、越来越难。锚泊操纵并不复杂，但由于疏忽大意、海洋条件差、抛锚方法不当等原因，常会出现断链、丢锚、损坏锚机，甚至走锚搁浅等事故。因此，在深水抛锚作业过程中，正确选择锚地水深、出链长度和抛锚方法，是防止发生上述事故的主要举措。

关键词：大型工程船舶；走锚搁浅；深水抛锚；锚地水深；抛锚定位

1 锚碇系统规划

1.1 工程船舶锚泊系统布置型式

工程船舶在工作时，受到的环境力既有纵向的也有横向的，而且还有一定的转艏力矩，所以工程船的锚链是向四周发散分布的，各支链的布置方向应该根据风、浪、流的大小和方向来确定。大风向、浪向基本上与大流向一致，一般纵向载荷较大，横向载荷较小。 在对工程船舶的锚泊系统分析时，可以将其简化为长方形。

1.2 锚泊规划

大型施工船舶抛锚定位较困难，走锚、断缆风险较大。另外，大型船舶需在各墩之间相互挪动，船舶抛锚、起锚频繁，对水上作业工效影响较大。锚位设置原则如下： 1）锚位的设置满足各类船舶能在桥区各墩位处相应的施工区域抛锚定位； 2）锚位选地不应占用主航道或影响码头的装卸作业及船舶调度； 3）锚位的选择需考虑锚缆长度和角度，保证船舶能在较大范围内移船。

2 锚泊系统设计

2.1 锚体制作

对水上施工船舶锚碇系统进行统一规划、设计，在确保船舶抛锚定位安全作业的基础上，提高船舶水上施工作业工效。考虑到桥区复杂水文条件，常规锚无法满足大型船舶水上施工作业要求，采用重力式锚，锚体为钢筋混凝土结构，单个锚重100 t，利用拖轮或起重船一次抛锚到位，施工中用浮桶悬浮，挂缆钢丝绳。锚体采用钢筋混凝土结构，长 6.8 m，宽 5 m，高 1.86 m；混凝土锚预埋锚链为φ90 有档锚链，每条锚链 7 个锚链环扣，埋入锚体内 4.5 扣，外露 2.5 扣；锚链扣位于锚体内的部分设置加强钢筋。锚体刃角钢板采用 Q235 钢板厚度 10 mm，刃角钢板锚固钢筋采用“L”形 HRB335 钢筋 φ20 mm，短肢与刃角钢板焊接，长肢锚入混凝土；吊耳采用Q345 钢板加工，钢板厚度 30 mm；吊耳吊孔为 φ45 cm 圆孔，两侧各焊接一个宽度 8 cm 同心加强圈加强圈外缘与吊耳钢板焊接；吊孔内边缘必须打磨圆滑，以保证混凝土锚下放到位后钢丝绳水下自动脱钩时，钢丝绳从吊孔内顺利退出；吊耳位于锚体内的部分设置加强钢筋和加强肋板。

2.2 锚泊线设计

通常说的锚索链是指锚索、锚链的统称。锚索一般都是用钢丝绳，它由若干钢丝先拧成股，再有若干股拧成索。锚链是由很多链环连接而成的。链环可分为有挡链环和无挡链环。有挡者是在每个链环的中央有一横挡，它的强度高。同样的链，有挡者的强度较无挡大于高 20 %。索和链的强度随其直径和材料而异，链的强度还随它生产的方法（如焊接或铸造）而不同。锚缆浮漂连接锚体预埋锚链通过 φ90 mm 连接链环连接 55 m 长 φ90 mm 锚链，锚链等分为 27.5 m长两段，之间通过 φ90 mm 连接链环连接；锚链之后通过 φ90 mm 卡环连接 80 m 长 φ68 mm 锚缆，φ68 mm 锚缆末段通过 φ50 卡环连接分别连接浮漂钢丝绳和工程船缆绳，锚缆浮漂钢丝绳型号为 φ40 mm，长度根据不同锚位的水深长度约为 55～ 70 m，锚缆浮漂与钢绳丝采用 φ40 mm 卡环连接。

3 抛锚定位

3.1 锚体抛设

考虑现场风浪条件，锚体抛设考虑先 4 个 80 t 混凝土锚，依次抛设 18N#、20N#、21N#、23N#，各岗位配合熟练后，进行南侧 100 t 混凝土锚和铁锚抛设。混凝土锚采用 1 000 t 浮吊起重船、海力 803全回转拖轮、海建 32 抛锚艇配合一次抛设到位。以 23S#锚抛设为例，详细步骤如下：

1）材料准备（一个锚的材料）

1 条 80 m 长 φ68 mm 起锚缆、1 条 70 m 长 φ40 mm 钢丝绳、1 个浮漂、2 条 27.5 m 长 90 型锚链、1 个 90 型连接环、2 个 90 型卸扣（肯德式卸扣）、1 个 50 mm 卡环、1 个 40 mm 卡环、4 个 25 t 卡环、4 个别针（φ127 mm 钢棒，材质为 Q345）、4 根 60 m 长 φ21.5 mm 钢丝绳，大小锤各一把、大麻绳若干条，割刀一把、氧气乙炔若干等。

2）连结

在甲板上，先将 2 条 27.5 m 长锚链用 90 型肯德式卸扣连结。φ68 mm 起锚缆与 φ40 mm 钢丝绳用 50 mm 卡环连结。拉直 φ40 mm 钢丝绳，让其一头连接在抛锚艇的卷扬机钢丝绳上，进入卷扬机，另一头用大麻绳将其捆绑栓在浮吊船桩上；随后用浮吊索具钩顺直 φ68 mm 起锚缆，让其一头与 φ40 mm钢丝绳用 50 mm 卡环连结，索具钩下落，解开大麻绳，同时抛锚艇上卷扬机绞进，直至 φ68 mm 起锚缆另一头接近甲板，然后同样用大麻绳将其自由头捆绑栓在浮吊船桩上。在抛锚艇上要事先吊 1 个 40 mm卡环和 1 个浮漂放在甲板上，暂时不用连接，等最后抛锚时才连接。

3）起吊

第一次吊起吊混凝土锚的 2 根 62 m（φ45 mm，124 m 长双折）钢丝绳时，钢丝绳并未摆顺，所以先要在甲板平面上理顺钢丝绳，将同一根钢丝绳的两个自由头用绑扎钢丝捆绑在一起，以免错乱打绞，然后用索具钩从每根钢丝绳 2 折中间位置逐一吊起至混凝土锚吊耳位置，将其插入吊耳耳环，对折钢丝绳，首次插入时，中间位置圆弧很大，想插入耳环时，很费力，要用手拉葫芦拉或者多人压才行，插入之后立马用一个别针卡好，同时将别针用绑扎钢丝双折绑在耳环上，防止因风浪，钢丝绳摆动，造成别针脱落或者插入太深。

4）下放到位

混凝土锚悬吊至混凝土锚准确位置后，开始下钩。起初，大小钩同时下落，小钩始终保持松弛状态，确保不能半路脱钩。大小钩下落同时，抛锚艇上卷扬机配合松绳，只保持绷紧状态，但不过度受力，只要确保锚齿朝向正确即可。一直下放，直至混凝土锚完全着床，此时说明已脱钩。然后开始其索具钩，确保别针完全抽掉。

5）起钩、归位

起钩、汇绳。同时起大小钩，至即将出水面位置，转大臂。将索具钩钢丝绳首先拉出来，汇在甲板上，自由头绑在一起，以免搅乱，下次不好挂钩；等索具钩钢丝绳汇好之后，转大臂，让混凝土锚钢丝绳搭在浮吊船舷上或者整体搭在甲板混凝土锚块上面，然后落大钩，对称的去掉混凝土锚钢丝绳，每 2 个头子，用绑扎钢丝捆绑在一起。这样，下次挂钩时，再不用摆顺钢丝绳，避免了不必要的麻烦。

6）混凝土锚起收

混凝土锚采用 1 000 t 起重船起收，起收施工时，先用浮吊小钩提升浮漂，至φ90 锚链提出水面，通过 φ90 卡环将浮吊大钩钢丝绳与锚链连接，提升浮吊大钩，将混凝土锚提出水面至事先停靠在施工区域的驳船，完成混凝土锚起收。

3.2 定位作业

打桩船及浮吊抛锚定位按照沉桩顺序进行，其抛锚布置是：船首位置抛两只成“八”字型的锚，船尾位置各抛两对交叉锚，共六只，各边锚的抛锚定位由拖轮单船执行，吊桩及桩位的调整依靠六根锚缆进行。抛锚定位总原则是：所有锚缆不影响已施沉的桩。打桩船及浮吊施打完成一根钢管桩后，通过锚缆使打桩船后退、移位，钢管桩运输甲板驳临时进入桩架附近，打桩船携桩后，甲板驳退出，通过锚缆使打桩船前进至桩位处，进行钢管桩施沉施工。

参考文献：

[1] 王逢辰， 古文贤， 郑经略. 船舶操纵与碰撞[M]. 北京： 人民交通出版社， 1992.