飽和潛水：“利劍”劈開深海

張濤 張弛 陳珺

說到潛水，其實很多人都嘗試過，在旅游時浮潛或者深潛，探索海洋世界的奇妙與美景。然而，飽和潛水，卻是另一個概念，它展現(xiàn)的是我國水下“實力”以及“下五洋捉鱉”的能力。

不同之處在哪里呢？“飽和潛水”指的是在大深度，承受相對高壓的條件下，呼吸經(jīng)過調(diào)整的氦氧混合氣體進行長時間潛水作業(yè)的活動。與之配套的，是一整套支持保障系統(tǒng)。

飽和潛水是國家綜合實力的體現(xiàn)，隨著我國海上大深度飽和潛水作業(yè)能力實現(xiàn)了300米的歷史性突破，深潛水作業(yè)能力進入了國際先進行列。

1緣起：探索自由翱翔于海洋

煙波浩渺的海洋，占據(jù)地球表面70%的面積。在這個深藍色的“寶庫”中，蘊藏著豐富的生物、能源、礦產(chǎn)等資源。從古至今，人類對神秘的大海就無比向往，開發(fā)利用海洋資源成為各個國家競相發(fā)展的戰(zhàn)略。飽和潛水，向百米以下深度的海底進發(fā)，就是人類探索自由翱翔于海洋的尖端技術之一。

上世紀90年代，電影《未來水世界》描述了未來人類進化出了“鰓”，能夠在水里自由“呼吸”，也就具備了長時間呆在水下的條件。這堪稱是人類遠望大海、由來已久的夢想。

很早之前，人類的潛水就是為了捕捉海產(chǎn)或?qū)毼?。那時候的潛水，也全靠個人意志，憋著一口氣來完成。隨著大航海時代的到來，倒扣的沉船給了人們靈感：1538年，西班牙托利多兩個潛水員進行了一次實驗，用一口大鐘放入水中，讓大鐘內(nèi)存儲的空氣，為潛水員延長水下活動時間。

1691年，英國天文學家埃德蒙多·哈雷（即著名的哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)者）進行了新的嘗試。他的設計是：在一個圓錐型空木桶的外面包鉛，能垂直下沉，潛水鐘上裝有玻璃窗，空氣是由掛在潛水鐘下方的箍鉛木桶補充。因貯氣木桶內(nèi)壓力較大，空氣可輸入潛水鐘內(nèi)。借助這個裝置，他在18米深處停留了1.5小時。這成為現(xiàn)代潛水的雛形。但在潛水員們朝海洋深處進發(fā)的時候，很快就發(fā)現(xiàn)了死敵——減壓病。當你潛入水中，首先感受到的是水的壓迫，呼吸困難、耳朵嗡嗡，隨著水深的加大，壓力會成倍增加。潛水深度每超過10米，壓力就會增加1個大氣壓，在數(shù)百米深的海底所承受的水壓，將會是地表大氣壓的數(shù)十倍。而當人從高壓環(huán)境回到正常氣壓狀態(tài)下時，體內(nèi)受壓縮的氣體會迅速集結(jié)成氣泡，壓迫神經(jīng)、阻塞血管，造成永久性的傷害，甚至導致癱瘓。只有花費數(shù)天時間，來緩慢減壓，才能避免傷害。

1957年，“飽和潛水”概念出現(xiàn)，就是以人工配制的氦氧混合氣為呼吸介質(zhì)，使?jié)撍畣T各組織體液中所溶解的惰性氣體達到完全飽和的程度，只要環(huán)境壓力不改變，不論暴露時間有多長，減壓時間都是相等的。這樣潛水員就可以長期停留在高氣壓下，待預定作業(yè)任務完成后，一次減壓出水。氦氧飽和潛水技術提出后，極大地提高了潛水效率，之后，深水實驗深度紀錄被多個國家刷新。

2發(fā)展：從100米到300米，步步都是突破

“飽和潛水作為人類邁進深海的一種重要技術，是所有海洋強國的國家想追求并掌握的科技手段?！睒I(yè)內(nèi)人士表示，我國飽和潛水技術研究起步于1975年，在進入1980年代后的10年里得到了迅猛發(fā)展。2006年進行了93米商業(yè)飽和潛水作業(yè)、2010年進行了483米飽和潛水實驗、2014年進行了300米飽和潛水實海作業(yè)，飽和潛水技術由研究摸索階段正式步入實際應用階段。

在世界飽和潛水史上，下潛深海300米是一道難以逾越的門檻，目前只有少數(shù)國家掌握該技術并進行技術封鎖。飽和潛水技術是潛水行業(yè)頂級核心技術，也是人類向海洋空間和生命極限挑戰(zhàn)的前沿技術。世界先進海洋國家歷來重視飽和潛水技術發(fā)展，與載人飛船發(fā)射升空都是國家綜合實力的體現(xiàn)。

迄今為止，海上飽和潛水的深度記錄534 米，是由法國Comex公司于1988年在地中海的一次科研潛水中建立的?？蒲袑嶒灊撍淖钌钣涗?01米，是由希臘籍潛水員塞奧佐羅斯（Theodoros Mavrostomos）1992年在法國Comex公司的陸上高壓艙內(nèi)創(chuàng)建的。實驗中潛水員呼吸氫氦氧氣混合氣（Hydreliox），并在艙內(nèi)度過43天時間。海洋石油實際作業(yè)潛水記錄是328米。1990年2月，潛水支持船“Stena Marianos”號上的飽和潛水員，在巴西坎波斯盆地（Campos Basin）316米水下，為巴西石油公司（Petrobras）進行岐管安裝（manifold installation）。當時操作水下提升袋（lift bag）失效，設備被海底水流帶到海底328米深度，潛水員進行了打撈和安裝。

據(jù)悉，交通運輸部上海打撈局作為國內(nèi)最大的飽和潛水應用單位，曾率先研發(fā)成功200米、300米飽和潛水技術，為飽和潛水技術突破和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎和保障。

上海打撈局于2006年自行開發(fā)了200米飽和潛水作業(yè)成套技術，并應用該技術成功完成了南海番禹油田的立管更換工程，作業(yè)深度103.5米，作業(yè)時間126小時，實現(xiàn)了我國飽和潛水技術在商業(yè)潛水領域零的突破，并形成了200米飽和潛水作業(yè)能力。2009年，上海打撈局受交通運輸部委托，完成了《200米氦氧飽和潛水作業(yè)要求》（GB/T 24555-2009）等有關3個國標、9個行業(yè)標準的編制，并正式頒布。2009-2012年上海打撈局完成了300米飽和潛水成套技術的研發(fā)工作，委托澳大利亞Divex公司共同設計建造了300米飽和潛水系統(tǒng)，委托武昌造船廠共同設計建造了具有DP2作業(yè)功能、具有世界先進水平的深潛母船“深潛號”，形成了300米飽和潛水作業(yè)能力。2013年5月，上海打撈局承接流花PY-15深水臍帶纜安裝項目，以動力定位船“深潛號”為作業(yè)平臺實施海上安裝。在臍帶纜的最后安裝中，潛水員在198米完成法蘭連接和閥門打開等一系列水下工作。2014年，在南中國海創(chuàng)造了313.5米的國內(nèi)巡回潛水深度記錄。

從深度100米，到200米，再到300米，每一步，都是突破。

“我國首次300米飽和潛水作業(yè)取得成功，表明中國在向深海進軍的征程中，可以在更大的深度下，開展復雜的水下安裝、抽油、搶險打撈作業(yè)，可增強我國大深度水下各類應急搶險和環(huán)境救助能力，提高應對我國東海、南海及經(jīng)濟專屬區(qū)政治、經(jīng)濟等緊急事件發(fā)生的能力，提升我國在海洋活動、海洋經(jīng)濟中的話語權，這是一個國家綜合實力的體現(xiàn)?！痹虾４驌凭志珠L沈灝表示，我國將沖擊500米飽和潛水新目標。

從2016年起，蕪湖潛水裝備廠開始成套建造商用飽和潛水裝備。由英國JFD公司進行技術設計，蕪湖潛水裝備廠進行施工設計、編制工藝、建造、檢驗和系統(tǒng)調(diào)試的上海打撈局“300米飽和潛水系統(tǒng)”在2019年4月底交付使用，成為我國首套國產(chǎn)商業(yè)飽和潛水系統(tǒng)。

目前，我國已擁有成套飽和潛水技術，創(chuàng)新能力不斷增強，各項成果不斷出現(xiàn)。例如，2016年，國家重點研發(fā)計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項“飽和潛水系統(tǒng)自航式高壓逃生艇和外循式環(huán)控設備研制”項目啟動。上海打撈局“海上300m氦氧飽和潛水作業(yè)技術及應用”項目獲中國航海學會科學技術獎一等獎……飽和潛水作業(yè)能力獲得重大突破，提高了我國大深度水下救援能力、搶險打撈能力和海洋工程作業(yè)的能力，以及高效處置和應對水上重特大突發(fā)事件、突發(fā)政治軍事事件的能力，對保證我國水上交通安全、加強交通戰(zhàn)備和挺進深海、建設海洋強國具有重要的里程碑式的意義。

3應用：在援潛救生、海底施工等領域作用無法替代

飽和潛水技術是涉及機械、電氣工程、潛水醫(yī)學、海洋工程等多學科的一門尖端、復雜的集成技術，由飽和潛水設備、設備操作及飽和潛水作業(yè)管理三部分組成。也是目前世界上唯一一種實現(xiàn)潛水員直接暴露在深水環(huán)境內(nèi)工作的承壓式潛水技術，具有作業(yè)效率高、受局限性小的特點，在海洋油氣開發(fā)、深水設施安裝、失事艦船援潛、海洋資源勘探等領域，發(fā)揮著各類ROV（水下遙控機器人）和載人潛器無法替代的作用。

近年來，飽和潛水被廣泛應用于援潛救生、海底施工與作業(yè)、水下資源勘探、海洋科學考察等領域。尤其是在海洋工程方面，海底管線與電纜的鋪設、檢測與維修，F(xiàn)PSO單點系泊系統(tǒng)安裝、棄置，海上鉆井平臺水下部分修理等，處處留下了飽和潛水員的身影。

作為“國家隊”的交通運輸部救撈局，擁有較為齊全的水下作業(yè)手段和技術裝備，具有豐富作業(yè)經(jīng)驗和技能的潛水員隊伍，成為我國水下作業(yè)的“主力”。

上海打撈局作為我國救撈系統(tǒng)開展飽和潛水作業(yè)任務的主要單位，承擔了多次飽和潛水應急救助及搶險任務。自2006年以來，上海打撈局應用飽和潛水作業(yè)技術累計完成11次海上搶險或深海施工、安裝、維修項目，累計潛水時間超過18000小時，特別在應對2013年崖城海底氣管破損事故的應急處置中，克服氣象惡劣、作業(yè)危險大等困難，高效完成了搶險修復任務，有力保障了香港的居民用氣安全。

另有相當一批專為海上鉆井、采油平臺水下工程服務的潛水機構也相繼出現(xiàn)。海洋工程中的安裝膨脹管、海管懸跨段治理、安裝FPSO單點系統(tǒng)、海管除蠟等業(yè)務，逐步開展。依靠潛水員進行的水下切割、水下焊接等高度專業(yè)性的工作，成為拆解水下金屬結(jié)構物（如打撈沉船、拆除水下結(jié)構物等）的重要手段。

在內(nèi)河水域，水庫大壩水下部分的檢測養(yǎng)護，更是離不開潛水員。金沙江觀音巖水電站由上海交大海洋水下工程研究院負責潛水技術咨詢，其大壩水下缺陷治理作業(yè)，是我國水利水電行業(yè)首次采用大規(guī)模氦氧混合氣潛水作業(yè)項目，最大作業(yè)水深達120米，混合氣下水作業(yè)班次達到1280次，潛水2560人次，其作業(yè)規(guī)模在我國甚至全球范圍都是最大的。

“只有人的靈活性，才能處理水下復雜的事務。飽和潛水增加了作業(yè)深度，具有明顯優(yōu)勢?！鄙钲诤Ｓ凸こ趟录夹g有限公司劉貞飛工程師表示。

“我從事潛水事業(yè)近30年，飽和潛水是目前潛水中最高級、最先進的潛水技術?！苯煌ㄟ\輸部上海打撈局工程船隊副隊長金鋒說。作為惟一可使?jié)撍畣T直接暴露于高壓環(huán)境開展水下作業(yè)的潛水方式，氦氧飽和潛水在各領域發(fā)揮著不可替代的作用。

隨著數(shù)字技術的發(fā)展，ROV憑借外掛攝像頭、避障聲吶、追蹤器等，能做到掛扣、解扣、切割錨鏈或索纜、清除小的障礙物，但實際應用中，通常需要飽和潛水與ROV配合，對于復雜的水下作業(yè)，如連接法蘭、清理海生物、精確地安裝作業(yè)等，仍要由潛水員來親手完成。

4潛水員：與深海高壓“共舞”

郝蕾曾經(jīng)唱過一首歌《潛水》，歌詞里寫道：“我想我是一只魚不與大自然對抗較量，我想我能水下呼吸潛水了解自然規(guī)律，我想我可以用冰冷的身體浸入深海底，我想挑戰(zhàn)黑暗不清晰不安全的神秘地……”

人類終究不是魚，盡管我們在海洋里各種模擬“魚”的姿態(tài)，穿上腳蹼等。而飽和潛水員的每一次下水作業(yè)，都是與大自然的對抗較量。

在300米海底，潛水員承受的壓力是地面的30倍。其間，潛水員的生活與常人有很大的不同。

呼吸。常人呼吸的空氣，主要是由氮氣和氧氣組成的混合體，呼吸過程是幾乎沒有感覺的輕松行為。飽和潛水員呼吸的氣體是由氦氣和氧氣組成的混合體，氦氣多，氧氣少，混合的比例因海深不同而不同。潛水員在生活艙和海底呼吸的都是這種氣體，呼吸過程倒不困難，但聲音會變得像鴨子叫一樣。

壓力。深海之所以有壓力，主要是受到地心引力的影響，所以產(chǎn)生了向下的力，這種力便形成的水壓。深海的水壓是水對周邊存在物的壓強，就如同大氣壓一般。水壓還和水的深度存在著聯(lián)系，水越深，壓力自然越大。

深海魚類為了適應環(huán)境，生理機能已經(jīng)發(fā)生了很大變化。正常情況下，人類如果不借助潛水器、潛水艇之類的潛水設備的話，潛入海底深處只會是死路一條。即使是那些抗壓高手深海魚類，也同樣面臨這個問題：把它們遷移至淺海時，它們將會爆炸、死亡。

這使得潛水作業(yè)的時間受到很大限制，也增加了一定的危險性：使用氦氧混合氣的直接潛水深度能到達100米左右，當潛水員作業(yè)完成以后，需要漫長的水下減壓時間，即讓身體內(nèi)溶解的氦氣等惰性氣體隨著壓力的減小而釋放出去。如果減壓正常，溶解于血液以及組織內(nèi)的氦氣將會匯集到肺泡中被呼出，對人體無害;但如果減壓過快，溶解的氦氣等將會在幾秒內(nèi)形成氣泡，對人體組織造成極大的損傷。

據(jù)曾經(jīng)參與過我國330.2米飽和潛水試驗的潛水員稱，“在300米的深海里，人感覺就像被擠壓住了一樣，骨頭與骨頭貼得很緊，抬下手、動動腳都很費力?！?/p>

還有吃飯、睡覺、穿衣等。據(jù)潛水員們介紹，他們吃飯也與常人不一樣。潛水員不能吃硬的，會損傷牙齒;不能吃黃豆等容易放屁的食物，不能吃蘿卜、韭菜等味道重的食物，以免污染狹小的環(huán)境;吃飯時，米飯、饅頭被擠壓粘在牙上，很難受，需要使勁咀嚼，才能吃下去。6個人擠在長11米、寬3.8米、高3.5米的生活艙里。艙里有6個上下設置的床鋪，中間過道不到50厘米寬，床寬90厘米。沒有白天黑夜的感覺，睡覺不能關燈，以便監(jiān)控室隨時監(jiān)控著他們的生命安全。生活艙里保持著38～40℃的溫度，在艙里穿著短袖等純棉寬松的衣服。下海作業(yè)時，穿的是“熱水服”，流動著熱水的水管密布在衣服的各處，不停地給潛水員加熱，以抵御海水的寒冷和補充潛水員因呼吸氦氣而被帶走的熱量。

一位多年從事飽和潛水工作的潛水員分享道：“飽和加壓期間，很熱，我必須自己給自己扇風，并不斷地通過打哈欠，咽口水或者佛薩瓦氏通氣法（捏住鼻子，閉上嘴然后鼓氣，這個方式的學名）來平衡耳壓。而且，會有一段時間的關節(jié)疼痛?！?/p>

5感悟：“如果能有一束光照進海底”

我們常常以為，海底世界是浪漫、五彩斑斕的，充滿著各種奇幻景象，其實大洋深處是一片黑暗，200米以下光線已基本無法穿透。

對飽和潛水員來說，大部分時候，他們在工作中感受到的并不是浪漫，而是黑暗和隨時都可能到來的危險。因為他們經(jīng)常要下潛到200米，甚至300米的水下，在那里打撈沉船、搜尋遺體，或者從事一些水下工程的安裝、維護和拆除工作。他們沒有選擇下水地點的機會。不管在哪片水域，只要條件允許，就得下去，作業(yè)位置就是他們的“潛點”。

因此，飽和潛水員需要上的一堂重要的課就是——學會適應海底的黑暗以及忍受內(nèi)心的孤獨。

“下去以后感覺就漆黑一片，孤立無援，瞎子摸象一樣。半浮狀態(tài)去潛水，往下看的時候，像一個大的黑洞，感覺它要把你吸下去。心里會感覺有一種看了恐怖片，身臨其境的感覺?！鄙虾４驌凭值臐撍畣T張偉平即使工作了20多年，仍然記得第一次下海時的恐懼。

有數(shù)據(jù)顯示，在商業(yè)潛水中，如果工期和其他條件（比如氣體和濾材供應充足，飽和潛水系統(tǒng)設計合理）允許，可以在水下停留30天以上。

數(shù)十天在水下對潛水員的心理狀態(tài)是極大的考驗——過著與世隔絕的生活，不能攜帶電子設備，除了作業(yè)時間，不能走出那個形似“油罐”的艙室。

經(jīng)常打撈沉船的潛水員曾發(fā)出感慨，在水底看到的是銹跡斑斑的沉船，上面長滿了海洋生物，提示著時間曾在這里流逝。變形的船艙里，脫落的木板、電線，桌子椅子都漂浮在半空中，保持著災難發(fā)生時的樣子，時間又仿佛靜止一般，“整個氛圍是很悲涼的”。

潛水帽子雖然有燈，但是因為水中的微粒會散射光，所以實際上燈光會讓情況更糟。潛水員必須持續(xù)和水面上的潛水監(jiān)察員保持聯(lián)系，監(jiān)察員指導潛水員的工作，排除故障還有傳送工作所需裝備。這樣的工作除了對體能有要求外，還需要在周圍的能見度為零或近乎為零的地方有十分集中的注意力。

廣州潛水學校潛水教練田坤文介紹道：“長時間在飽和艙，尤其是在加壓減壓或者沒有工作的時間，主要通過看書看報看電影，或者一起玩玩棋牌類游戲，打發(fā)無聊的時光，否則太無聊潛水員也會出現(xiàn)情緒上的變化，變得易怒、焦慮等。艙內(nèi)潛水員相互之間要多留意情緒上的變化，一定要注意相處的方式方法，多考慮他人感受，及時與艙外保障人員反饋各方面的變化，及時疏導和排解情緒上的問題?！?/p>

減壓的過程是最難熬的。去飽和大多都是在密室中進行，一般都是每24小時減掉100英尺的水壓，300米飽和潛水大概需要10天的減壓。同時，對身體的負擔很大，會產(chǎn)生頭痛，呼吸急促的現(xiàn)象。

一位不愿透露姓名的潛水員對記者說：“在海底工作時，黑暗的環(huán)境，如果能有一束光照進來就好了，這可能更多的時候是一種心理的需求。”

6未來：勇當追夢人，助力海洋強國建設

江河、近海、遠海，100米、200米、300米……中國救撈人一次次刷新水下救援的記錄，一次次用下潛深度丈量生命尺度。400米、500米，中國救撈人正向新的深度邁進！

如今，在上海打撈局，一支有技術、能戰(zhàn)斗、能吃苦、能奉獻的一流的潛水隊伍已經(jīng)集結(jié)，其中有50多人持有飽和潛水證書。在“東方之星”客輪救援打撈、“世越號”沉船打撈、重慶墜江公交車應急打撈等重大工程中，他們身上體現(xiàn)了信念堅定、胸懷大局、殫精竭慮、不懈奮斗的專業(yè)精神，展現(xiàn)了國家專業(yè)化隊伍實力和堅強戰(zhàn)斗堡壘作用。

而在廣州打撈局，其下屬的廣州潛水學校是全國唯一一所全日制潛水學校，擁有雄厚且教學實踐經(jīng)驗豐富的教學培訓師資和先進完備的教學訓練設施設備，積極參與國家潛水領域的科研工作，每年為公安特警、消防、海事、水利三防、油田等國家應急保障單位和救撈系統(tǒng)單位提供潛水技能培訓。

一支完備的飽和潛水作業(yè)隊伍由潛水總監(jiān)、潛水監(jiān)督、潛水員、生命支持員、設備支持員等組成。因此，一次成功的打撈作業(yè)通常都是團隊合力的最大體現(xiàn)。廣州潛水學校潛水教練張劍雄對記者說：“救助打撈人才團隊的建設應是擺在第一位的，首先應該培養(yǎng)專業(yè)人才，包含各種崗位的人員，比如潛水員、生命支持員、潛水醫(yī)生、潛水機電員、潛水監(jiān)督等。潛水作業(yè)，任何一個環(huán)節(jié)任何一個崗位都必須具備相應的適任能力，只有經(jīng)過系統(tǒng)全面的培訓，才能掌握扎實的潛水專業(yè)救援技術，同時還應該安排到實際一線作業(yè)現(xiàn)場進行鍛煉，參與實踐檢驗，不斷總結(jié)，才能不斷提升實戰(zhàn)能力。此外，還要不斷更新救援專業(yè)知識，及時掌握先進的專業(yè)救援設備，才能在關鍵時刻真正展現(xiàn)‘沖得上去，救得下來的國家專業(yè)救援隊伍風采?！?/p>

田坤文說：“潛水員的工作環(huán)境相對較差，能夠讓他們選擇深潛水或飽和潛水的職業(yè)，一部分是出于對潛水職業(yè)的向往和敬意，出于響應我國建設海洋強國，向深海進發(fā)的號召，想在潛水行業(yè)干一番事業(yè)，有更多的機會為國家做出貢獻?！?/p>

5月16日，中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會三屆一次常務理事會在湛江市廣東海洋大學召開，會議通過了《行業(yè)自律管理體系建設規(guī)則（草案）》、《行業(yè)職業(yè)道德準則》等文件。“制定有效、科學、與時俱進的潛水與水下作業(yè)管理制度，建立有針對性的行業(yè)標準迫在眉睫。”中國潛水打撈協(xié)會宋家慧理事長表示?！帮柡蜐撍鳛榇笊疃葷撍夹g之一，前景和發(fā)展空間巨大，要和國家經(jīng)濟建設發(fā)展大局、國家海洋戰(zhàn)略相吻合，與國家‘一帶一路總體布局相適應，要進一步加強溝通與交流，共同促進行業(yè)整體技術提升。”

習近平總書記說：“偉大出自平凡，英雄來自人民。把每一項平凡工作做好就是不平凡。”

潛水員們就是這樣，潛游于祖國的江河湖海，挑戰(zhàn)著人類的生命極限，默默地勇?lián)熑?，與危險同行，與壓力共舞，追逐著心中的“海洋夢”。