基于水射流技術(shù)的船舶錨纜纏繞物清除方法研究

余葵　儲(chǔ)雪權(quán)　孫鵬

【摘要】為了保證航標(biāo)持續(xù)發(fā)揮作用，應(yīng)及時(shí)清除浮標(biāo)錨纜纏繞物。現(xiàn)階段主要是依靠人工來(lái)清理浮標(biāo)錨纜纏繞物，需要投入大量人力和時(shí)間。首次提出基于水射流技術(shù)的船舶錨纜纏繞物清除方法，利用高速水射流切割技術(shù)來(lái)清除浮標(biāo)錨纜纏繞物。它具有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，取材方便，安全、環(huán)保，工作效率較高，特別是幾次切割后不存在纏繞到下一個(gè)浮標(biāo)錨纜的可能性，還可極大降低清漂人員的工作強(qiáng)度。

【關(guān)鍵詞】浮標(biāo)錨纜；纏繞物；切割方法；水射流

三峽工程175米蓄水后，庫(kù)區(qū)水位抬高，而庫(kù)區(qū)河段浮標(biāo)較多，一般設(shè)置在橋區(qū)、地形復(fù)雜或河心礙航礁石處，在汛期陡漲水和高洪水位期，江面漂浮物眾多，在水流作用下經(jīng)常纏繞航標(biāo)纜繩，造成浮標(biāo)移位、流失或翻沉，為確保浮標(biāo)正常，提高航標(biāo)維護(hù)正常率，航道管理部門長(zhǎng)期以來(lái)均采用人工方式清除錨纜上的纏繞物，由于纏繞物數(shù)量多，種類繁雜，而清除工具主要以鐵鉤、砍刀、鋸子等為主，導(dǎo)致清除效率低下，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，并且存在一定的安全隱患。如何清除汛期航標(biāo)纏繞物已成為航道維護(hù)最迫切的問(wèn)題。因此需要對(duì)纏繞物的清除方法進(jìn)行深入研究，探尋更快更安全的清除纏繞物的方法，不僅在三峽庫(kù)區(qū)等復(fù)雜航段具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)國(guó)內(nèi)其他內(nèi)河航道的航標(biāo)維護(hù)也有非常重要的意義。

1、前期研究成果

通過(guò)實(shí)地調(diào)研走訪長(zhǎng)江航道一線管理人員、航道專家和航道班組人員交流后對(duì)各種解決方案進(jìn)行了深入研究，由于纏繞物類別眾多，有樹枝、竹子，玉米桿、編織袋、塑料、漁網(wǎng)、動(dòng)物殘骸等數(shù)百種物質(zhì)，以前試驗(yàn)所采用的常規(guī)機(jī)械切割方式均不能同時(shí)滿足不同種類物體的切割要求，需要尋求一種切割材質(zhì)廣泛，效率高的切割方式，研究過(guò)程中曾經(jīng)采用激光切割設(shè)備，雖能切割各種材料，但水中的纏繞物經(jīng)過(guò)浸泡，含水量很大，極大地影響激光切割的效率。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，目前世界上剛發(fā)展起來(lái)的水刀切割技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中不同種類物體的切割，且具有較高的切割效率和經(jīng)濟(jì)性，能滿足本項(xiàng)目需求。前期研究成果與存在的問(wèn)題如表1所示。

2、實(shí)施方法

便攜式手持水刀切割器由增壓泵、混合器及手持水槍等部分組成。增壓泵和混合器可以放置在航標(biāo)艇的艏尖艙內(nèi)中，高壓軟管從甲板開孔處引出并與其手持水槍相連，高壓軟管通過(guò)加裝保護(hù)裝置其長(zhǎng)度可達(dá)50m，增大了手持水槍的移動(dòng)范圍和便攜性，可以滿足360度無(wú)死角位置的切割需要。使用時(shí)，作業(yè)人員可將手持水槍帶到浮標(biāo)上，根據(jù)實(shí)際纏繞情況進(jìn)行切割。

3、可行性分析

1）有效性

該方案采用的水射流切割技術(shù)，其切割范圍廣，軟硬材質(zhì)均可進(jìn)行有效切割，切割物品種類涵蓋長(zhǎng)江上絕大部分纏繞物類型。切割效率高，受環(huán)境影響小，適用與清除錨纜纏繞物作業(yè)，且簡(jiǎn)單、有效。

2）可靠性

該方案采用的水刀切割機(jī)，技術(shù)成熟、設(shè)備可靠。在加工、清潔、切割、除銹等行業(yè)已經(jīng)廣泛推廣。將該方案應(yīng)用與水上漂浮物的切割，是可行、可靠的。

3）實(shí)施成功率

水刀切割技術(shù)，其技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，受切割材質(zhì)影響小等優(yōu)點(diǎn)已被社會(huì)各界所認(rèn)可。該方案在原有成熟技術(shù)上進(jìn)行改造，在切割方式和方法、多模塊化切割技術(shù)等方面進(jìn)行創(chuàng)新，依托原有技術(shù)，滿足錨纜纏繞物的切割要求，在現(xiàn)有成熟設(shè)備上改進(jìn)，可大大提高改造成功率。

4、結(jié)論

1）便攜式手持水刀切割方法僅需在航標(biāo)艇上安裝一套該裝置，無(wú)需在每座浮標(biāo)上安裝任何裝置，極大的降低了每座浮標(biāo)上安裝設(shè)備的成本，同時(shí)效率提高10-15倍，大大降低了清除纏繞物的燃油消耗。

2）該方法具有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，取材方便，安全、環(huán)保，工作效率較高，特別是幾次切割后不存在纏繞到下一個(gè)浮標(biāo)錨纜的可能性，還可極大降低清漂人員的工作強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣明貴. 三峽庫(kù)區(qū)浮標(biāo)錨纜懸掛雜物清除技術(shù)研究[R]. 重慶：長(zhǎng)江航道局， 2012.

[2] 李學(xué)海. 葛洲壩樞紐漂浮物現(xiàn)狀調(diào)查及治理對(duì)策探討[J]. 人民長(zhǎng)江 ， 2008， （7）： 57-59

[3] 孟遂民. 三峽工程漂浮物綜合治理研究[J]. 水力發(fā)電 ， 2002， （12）： 8-9