造好“钢篮”去捞南海Ⅰ号
设计建造者首次全面解密钢沉井重重“机关”，称其“就像一件工艺品”
一方约5.2吨的钢底梁从钢沉井的方孔中徐徐伸出“脑袋”，一旁的大型起重机轰鸣着稳稳地“托”住底梁的“身体”。
这个“五一”黄金周，对南海Ⅰ号的全体工作者来说，并不意味着假期，而是整个打捞工程的关键期——成败，就在钢沉井(俗称“钢篮子”)的建造是否合乎打捞南海Ⅰ号的技术要求。
钢沉井足有3层楼高(高12.5米)、半个篮球场大小(35.7米×14米)，用钢量超过500吨，分为上沉井和下沉井两部分。经过1个月的紧张施工，昨天，整个沉井主体工程在广州顺利完成，并计划于近日运抵阳江打捞海域。而从昨天开始，沉船打捞现场开始了打定位桩施工。
在世界范围的海洋打捞工程中，打造这样的钢沉井前所未有。在交通部广州打捞局副总工程师、南海Ⅰ号整体打捞项目总指挥吴建成眼中，这个钢沉井“就像一件工艺品”。昨天，记者探营位于广州南洲路小洲基地码头的钢沉井建造现场，专家详解这个钢铁巨篮的重重技术“机关”。
从2003年开始，吴建成带领着一支专业团队开始了钢沉井的设计项目。在这4年多里，他们经历了南海Ⅰ号整体打捞方案的反复论证，直到去年最终敲定；经历了钢沉井设计的反复修改，到如今这个“巨篮”在一个月时间里从设计图进化成了真正的实体。
钢沉井的设计必须万无一失，任何一个小小的缺陷，都可能影响到打捞的进展，乃至沉船的安全。沉井的“双壳体结构”、底梁的倒Y形开叉、“高压旋喷定位管”……任何一个“机关”，都别有用心。
机关1 “水下望远镜”可监测打捞动态
海底环境相当复杂，对于整体打捞，吴建成最担心的是两个关键的作业步骤：沉井下压和穿底梁。因此，设计组在沉井上特地安装了一个“水下高精度定位系统”。吴建成介绍，他们将在沉井上选点安装“信标”，将各个点收集到的信息汇集起来，“反馈”到系统中。这样，在海上的指挥人员可以从电脑中监测打捞作业每一步进展，指挥水下潜水员作业。
这套水下高精度定位系统，犹如指挥者安插在深海中的“望远镜”、“显微镜”和“监测器”。它集成动态GPS定位、水下水声定位、水声通讯和无线电通讯等现代高科技手段，可以同时实现从海面跟踪和从水下直接响应的水下设备自动化定位等功能。
吴建成说，沉井下压时，一旦发生偏移或倾斜，潜水员在黑暗的海底很难感受到。通过这套系统，就能直观地掌握全面的动态情况，包括沉井下压的角度、水深变化等等。系统可监测到的微观细部，最小达20厘米范围。
机关2 “回”形钢沉井具有双重保护壳
从高空俯瞰，钢沉井呈“回”字形结构，它采用“双壳体结构”，两层外壁厚达1.2米，外壁内中空。专家告诉记者，这样的设计，是为了保证沉井内外的水压一致，防止单层外壁在30米深的海里可能发生变形。沉井外壁之所以设计成中空结构，还有两个原因：第一，减少下压沉井时所遇到的泥沙阻力；第二，下压沉井时，可以在其中灌充泥沙，使得沉井依靠自身重量就能下沉。
昨天记者看到，钢沉井的上、下两部分近日已顺利对接上。下沉井外壁已刷上了橙色的漆，而上沉井外壁焊接、打磨和着面漆等工作也即将上马。涂上油漆，可以让钢沉井抵抗海水的腐蚀。
一个“篮子”为何要分成两段？专家解释说，7.5米高的上沉井，是用于装乘沉船，与沉船一起上岸；5米高的下沉井，用于维持上沉井内沉船及淤泥整体的稳固。上沉井穿好底梁之后，并经过一系列的水密性工程处理以后，下沉井完成“历史使命”，将被切割下来，留在海底。这个设计原理，就像运载火箭在升空之后，丢掉尾部的助推器。
机关3 倒Y形底梁穿插好似穿针引线
“底梁与上沉井的孔，单边间隙只有10毫米。”广州打捞局船舶机具修造厂钢沉井建造项目经理唐韧坚和吴建成，昨天得到这个试验效果，相当满意。
前天下午开始，钢沉井施工人员通过起重机的拉引，将两根底梁样板插入上沉井方孔内。这是首次陆地底梁穿插试验。参与南海Ⅰ号打捞作业的潜水员也到现场观看整个试验过程，了解其中的工作原理。
打个形象的比方，穿底梁的过程，如同是“穿针引线”。“针孔”——上沉井双面共计36个方孔(1.55米×0.55米)，“线”——每个孔内各放置的一根14.86米的底梁。
记者注意到，每根底梁内中空，一端呈规整的方状，另一端呈倒Y形开叉。为何采用这种特殊设计？唐韧坚解释说，这36根底梁是头尾交叉并排，穿过上沉井底部，保证受力均衡。倒Y形开叉可使底梁与方孔内的“卡口”更紧密衔合。底梁与方孔之间间隙越小，上沉井密封性和稳定性就越好，从而保证沉井内装载的古沉船和船内文物的安全。
在陆地上穿一根底梁需要40多分钟，潜水员在海底穿底梁，其作业难度要高得多。广州打捞局船舶机具修造厂厂长万兵介绍，在海上作业时主要依靠大型机械设备，由吊机承载底梁，此外用液压千斤顶，如同“顶针”那样把底梁推进方孔中。
机关4 18对“钢耳朵”确保稳固起吊
底梁穿好之后的工序，“亚洲第一吊”——全回转起重船“华天龙”号出马，将装载着南海Ⅰ号的上沉井起吊，拖离海底。这时候，上沉井四周均匀分布的18个吊点就派上用场了。
昨天记者看到，18个吊点已安装完毕，它们呈半圆形，正中有两个圆孔，其形状犹如“钢耳朵”。这些吊点的朝向都不一致，但全都对准沉井顶部盖面的中心点，也就是“华天龙”的起吊点。专家介绍，起吊前，水下潜水员将钢缆绳穿过两孔之间的一根实心圆钢(即“销轴”)，使之与吊点连接好。在确保各股缆绳受力均衡后，汇集到中心点，这样“华天龙”就可以稳稳地拎起沉井。
在钢沉井的外壁上，记者还发现了几十根钢管(每根约1.5米长)。吴建成介绍，这是“高压旋喷定位管”。在海上作业时，工作人员通过这些“定位管”，将特制的水泥泥浆注入下沉井外侧。沉船海域的泥沙相当松软，而这种泥浆中混杂着化学成分，遇水会凝固周围的泥沙，这样就是为固定下沉井再多提供一层“保护墙”。
在沉井外壁上，还有近百个圆孔用螺丝拧紧密闭。这一“机关”又有何用途？专家解释说，沉井下压到位后、捞起之前，潜水员会在海底将这些圆孔打开，放出其中灌注的泥沙，减轻华天龙起吊时的重量。
本版采写：本报记者 许黎娜
考古进展
观音像出水
一尊青石观音像在海底沉睡800年，终于浮现水面——考古人员近期在“南海Ⅰ号”古沉船的清理船舷凝结物过程中又找到了新宝贝。
这尊观音像(见下图)为青石石雕，颜色发黑，高度不过5厘米。考古人员初步断定，这应是古人颈部或身上其它部位佩戴的饰物。但值得注意的是，这尊观音像的底座有两排、共4个小孔。有人猜想，这尊小巧的观音像可能是南海Ⅰ号船上人员祈福保佑之物，不过当时古人佩戴观音像的方式可能与今人不同。
图：
从吊动底梁的吊车望去，底梁从沉井中伸出，一切进展顺利，工人在底梁上做着辅助工作。 本报记者 刘可 摄
此外，考古人员近期还从凝结物中清理出一把月牙形的黄色篦梳(见下图)。这把宋代木梳约1厘米厚，出水时已经断成两截。据介绍，这种篦梳可能是妇女专用的装饰物，它密集的梳齿可以驱除发垢、头皮，特别是虱子。
(图片由广东省考古研究所提供)
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