Водолазные работы по подъему судов

Подъем судов играет ключевую роль в обеспечении безопасности судоходства, экологической защиты и сохранения инфраструктуры. Затонувшие суда создают серьезные препятствия для навигации, повышают риски аварий и могут стать источником экологических катастроф. Водолазные работы позволяют оперативно устранять такие угрозы, положительно влияя на безопасность и бесперебойность судоходства.

Кроме того, судоподъемные работы имеют важное значение для сохранения исторического наследия и экономических ресурсов. Затонувшие корабли нередко представляют собой ценные объекты культурного значения или содержат дорогостоящее оборудование и грузы, которые можно восстановить. В условиях сложных климатических условий и протяженности водных путей России профессиональные водолазные работы становятся незаменимым инструментом для поддержания порядка на акваториях и минимизации ущерба от возможных инцидентов.

Работы по подъему судов – это достаточно сложный с технической и технологической точки зрения процесс. К этому присоединяется их высокая экономическая затратность и трудоёмкость, поэтому вопрос целеполагания здесь стоит достаточно остро.
Любая судоподъёмная операция проводится для достижения конкретной цели. К наиболее распространенным целям можно отнести:

1. Восстановление затонувшего судна;
2. Разгрузка затонувшего судна;
3. Разделка затонувшего судна на металл;
4. Освобождение и расчистка дна (фарватера, акватории возле портовых сооружений, побережья);
5. Предотвращение наступления экологических ЧС;
6. Резонансные и общественно значимые ситуации;
7. Иные конкретные и локальные цели.

Практически все судоподъёмные работы проводятся с использованием водолазного труда. В настоящее время при подъёме судов возрос уровень механизации вспомогательных операций, применяются новые технические и технологические решения, используются более современные инструменты. Но в то же самое время доля ручного труда и спусков водолаза остаётся существенно высокой.

Всё сказанное требует от водолазов, участвующих в работах по подъему не только физической выносливости и хороших профессиональных навыков, но и понимание всей цепочки технологических процессов, хода работ, а также методов и способов её выполнения.

Для осознанного понимания данного вида работ необходимо ознакомиться с основными технологическими процессами и теорией подъема судов.

Главный принцип судоподъёма – это изменение изначального пространственного положения затонувшего судна путём приложения к нему в расчётных точках подъёмных сил, превосходящих его подъёмный вес. Чтобы реализовать эту работу, потребуются серьезные расчеты и слаженность итоговых действий водолазов и техники.

1. Метод восстановления плавучести. В основном этот метод относится к затонувшим судам, которые находятся на грунте вследствие исчерпания запаса плавучести. Восстановление плавучести решается следующими способами:

• откачка воды из отсеков:
• продувка отсеков воздухом;
• комбинированный способ откачки воды с одновременной продувкой (способ, разработанный академиком Ю. А. Шиманским);
• способ, с заполнением отсеков плавучими материалами (полистеролом или полиуритановой пеной, а также мягкими понтонами и пустотелыми бочками).

2. Метод приложения внешних сил плавучести. Данный метод подъема применим не только к затонувшим судам, но и к погибшим (суда, затонувшие вследствие разрушения корпуса).

Различают следующие способы приложения внешних сил плавучести:

• применение жёстких и мягких судоподъёмных понтонов;
• с использованием плавучих доков, барж, плашкоутов, шаланд, других судов.

3. Метод приложения механических усилий. Этот достаточно простой метод используется в основном для подъёма малотоннажных судов и катеров.

Основные способы данного метода:

• применение специализированных спасательных судов, плавучих кранов, килекторов, крамбольных барж;
• применение грузовых винтов;
• применение козел и эстакад.

Другие распространенные методы подъема судов:

4. Перемещение на берег. Используется в основном при речном судоподъёме, а также для обеспечения восстановления плавучести судов, полностью или частично затонувших возле береговой черты. Данный метод применим к затонувшим судам, подлежащим утилизации.
5. Подъём по частям. Характерен для случаев расчистки акватории, фарватеров или ликвидации наступления возможных ЧС, а также при последующей утилизации.
6. Сооружение дамбового бассейна. Редко применяемый и достаточно затратный метод. В основном используется при отсутствии возможности проводить аварийные работы по восстановлению плавучести непосредственно на акватории. В чистом виде практически не используется, ему, как правило, предшествуют другие методы судоподъёма.
Перед тем, как будет разработан проект конкретной судоподъёмной операции и выбраны методы и способы выполнения работ, необходимо произвести исследования, расчёты и проанализировать необходимость привлечения технических средств.

Чтобы выполнить расчеты предполагаемого подъема судна, необходима соответствующая исследовательская часть. С ее помощью проводится сбор исходных данных, которые затем подвергаются уточнениям и корректировке.

В исследовательскую часть входят следующие обязательные разделы:

1. Документальные данные о судне:

• класс, тип, название, год постройки;
• длина, ширина, осадка, высота борта, водоизмещение;
• вид топлива и его количество на момент аварии, расположение топливных цистерн и танков;
• наличие груза и его масса, расположение на судне и характер груза, расположение и размеры грузовых люков, особенности погрузочно-разгрузочных операций;
• чертежи, необходимые для расчётов и таблицы непотопляемости.

2. Данные по аварии:

• дата аварии (год, месяц, число, время);
• координаты аварии, глубина и характер грунта, данные по месту затопления, близость навигационных опасностей, удалённость от портов и якорных стоянок;
• данные о причинах и обстоятельствах аварии и последующего затопления, повреждения и разрушения, пробоины или выгорание, меры, принятые экипажем или подошедшей помощью при спасании, последствия аварии;
• состояние акватории, сила волн, ветра и течения при аварии и их направление;
• волновой и ветровой (розы ветров) режимы, течения, прозрачность воды и амплитуда колебаний её уровня, расписание приливов и отливов в месте затопления.

На заключительном этапе исследовательской части должно быть проведено водолазное обследование для получения следующих данных:

• определение положения затонувшего судна;
• промер глубин с составлением планшета;
• обследование грунта, взятие проб, определение толщины ила;
• определение крена и референта;
• снятие основных размеров;
• обследование корпуса.

На основании полученных при обследовании данных проводится определение подъёмной силы.

Для подъёма затонувшего судна к нему необходимо приложить подъёмную силу, превышающую отрывную нагрузку приблизительно на 10%-15%. Значительное превышение подъёмной силы над отрывной нагрузкой может привести к возникновению аварийных ситуаций.

Ро = Рпод + Рпр

где:
Ро – отрывная нагрузка
Рпод – подводная нагрузка –это сила тяжести судна в воде вместе с силой тяжести грузов и наносным грунтом
Рпр – сила отрывного сопротивления

Для уменьшения подводной нагрузки перед подъемом необходимо по максимуму разгрузить затонувшее судно. Также во время подводной разгрузки не следует пренебрегать демонтажем тяжеловесных агрегатов и механизмов.
Отрывное сопротивление поднимаемого судна состоит из нескольких слагаемых:

Ро = Рф + Ртр + Рвч

где:
Ро – отрывное сопротивление
Рф – фильтрационное сопротивление, которое возникает в первоначальный момент времени при отделении корпуса затонувшего судна от грунта. Между корпусом, поднимаемого судна и грунтом, возникает зона пониженного давления, куда и устремляется вода, преодолевая сопротивление частиц грунта. Чем меньше размер частиц, тем выше это сопротивление. С течением времени фильтрационное сопротивление уменьшается и в определённый момент резко падает до нуля.
Ртр – сила трения корпуса (бортов) затонувшего судна о грунт, зависящая от значений давления между трущимися частями, также зависит от угла Ψ внутреннего трения грунта. Как правило, эти силы не достигают высоких значений.
Рвч – сопротивление выступающих частей затонувшего судна, заглублённых в грунт: винто-рулевая группа, боковые кили, нособульб, элементы надстроек и рангоута, в случае, если судно лежит на боку.

Для уменьшения значений отрывного сопротивления настоятельно рекомендована отмывка котлованов вдоль бортов, промывка тоннелей под корпусом, отмывка нособульба и винто-рулевой группы, а также остальных выступающих частей, заглублённых в грунт.

Сила отрывного сопротивления или сила присоса – трудно рассчитываемая величина, поэтому её рассчитывают, как определённую часть от подводной нагрузки:

Рпр = КоРпод

где:
Рпр – сила присоса
Рпод – подводная нагрузка
Ко – эмпирический коэффициент сил присоса для разных грунтов в зависимости от угла внутреннего трения грунта Ψ , который лежит в пределах от 15˚ до 45˚.

Примерный коэффициент сил присоса для разных грунтов указан в специализированных справочниках. Данная величина лежит в пределах от 0 (на скальных грунтах) до 0,45 (на вязких, плотных, тугопластичных глинах). Значение выбирается исходя из результатов оценки проб грунта, взятых на этапе водолазного обследования.

Центр приложения подъёмных сил необходимо располагать на одной вертикали с центром тяжести, немного выше (на 0,5 – 1 м) для осуществления подъёма затонувшего судна с минимально возможным дифферентом.

Существует несколько вариантов приложения подъёмных сил:

• заведение судоподъёмных полотенец и стропов под корпус затонувшего судна;
• закрепление стропов за обухи, присоединенные или приваренные к бортам (вместо обухов можно использовать планки-проушины);
• за обшивку при помощи многокрюковых строповых захватов;
• использование вместо обухов или проушин - клюзов, комингсов, иллюминаторов, шпигатов, швартовых устройств, кнехтов;
• за порталы судовых грузовых стрел;
• за винто-рулевую группу;
• использование специальных ложементов и кронштейнов.

Как можно понять, процесс подъема судов требует точного расчета и слаженных действий компетентных профессионалов. В ходе судоподъема активно используется труд водолазов – начиная с предварительных исследований и заканчивая конечными операциями.

Выбор подрядчика для осуществления подъемных водолазных работ – также непростое дело, но ГК “Гидро” упрощает его за счет многолетнего опыта и наличия всех компетенций, как в теории, так и на практике.