是中国向西亚和欧洲进行商品贸易的重要通道-中国造船工程学会.docVIP

古代木质沉船整体打捞技术 孙树民 （华南理工大学交通学院，广州510640） 摘要：首次提出了一种适用于古代木质沉船的整体打捞方案，并且通过“南海Ⅰ号”古沉船整体打捞模型试验对此方案进行了验证。 关键词: 古代沉船；整体打捞；水下考古；“南海Ⅰ号” Whole Salvage Technique for Ancient Woody Sinking Ship SUN Shumin (Traffic and Communication College, South China University of Technology, Guangzhou 510640) Abstract: A whole salvage scheme for the ancient woody sinking ship is presented for the first time, and the scheme is validated by the model test of the whole salvage of the ancient sinking ship “Nanhai NO.1”. Key Words: Ancient Sinking Ship, Whole Salvage, Underwater Archaeology, “Nanhai NO.1” 1古代木质沉船整体打捞方案 “海上丝绸之路”是中国向西亚和欧洲进行商品贸易的重要通道，其中以瓷器贸易为主。在这条通道上，由于各种自然和人为原因，有无数的商船沉没海底。在这些海底沉船中蕴藏着大量的历史、艺术以及科技发展等重要信息，因此开展以打捞古代木质沉船为主的水下考古，是研究“海上丝绸之路”历史的一条重要途径。 目前的水下考古常用的做法是：首先由潜水员将沉船中的文物一件件取出，然后将沉船拆散后打捞出水，最后在岸上再将其进行拼接复原。这种方法首先是对古沉船船体的严重破坏，往往造成难以挽回的损失；其次由于整个发掘过程主要是由潜水员操作，不仅需要潜水员具有相当的经验，而且相当费时，因此也增加了打捞成本。 作者简介 孙树民(1969-),男，工学博士，副教授，主要研究领域为结构工程 为了更好的保护水下文物，避免古代木质沉船在打捞过程中再次受到破坏，本文提出一种适用于古代木质沉船的整体打捞方案，其基本思路是：首先对沉船的水下位置进行精确定位并且施打定位桩；接着将一无底的箱型钢结构沉井沿定位桩吊放到古沉船船体四周并下沉到预定位置，从而将古沉船整个罩入其中；然后开挖沉井周围泥土并将用来承托古沉船的数条底梁横穿过沉井底部的预留孔洞，从而构成一个带底的钢箱体将古沉船全部包裹起来；最后将沉井连同其内的沉船以及船体周围起保护作用的泥土一起吊离海底，并将其落座于全潜驳上，然后再将全潜驳浮起，就可将载有沉船的全潜驳拖运到指定地点进行考古发掘。 1.1沉船的水下定位及施打定位桩 1.1.1水下定位 对古代沉船进行水下定位是对沉船进行整体打捞的第一步。目前已经研发出了多种水下定位技术[1]。本文拟采用水下GPS的方法对沉船进行水下定位。 水下GPS定位系统主要由GPS卫星星座、差分GPS基准站、GPS浮标、安装于水下载体的水下收发机、船基数据处理与监控中心、水上无线电通讯链路、水下水声通讯链路组成。 将GPS水下收发机安装在沉船上，由工作船上的数据控制中心向水下收发机发送定位请求信号，激活水下收发机向GPS浮标发射定位信号。GPS浮标接收到定位信号后，对其进行精确时延估计，并将结果数据连同浮标姿态校准数据、GPS定位数据等信息进行调制后发挥数据控制中心。数据控制中心将GPS基准站差分信号与以上信息进行融合处理后计算出水下沉船的位置，并动态显示水下载体在大地测量坐标系中的位置。 1.1.2施打定位桩 为了便于准确沉放沉井和防止沉井沉降过大，需要事先在沉船的四个对角上分别施打定位桩。施打定位桩也要进行精确定位，这同样可以采用水下GPS方法。在对沉船进行精确定位后，以沉船作为参照物，用安装在沉船上的测距仪对桩身进行测定，从而实现对桩身的精确控制。定位桩采用钢管桩，由吊桩锤进行施打，捶击力要大于单桩垂直极限承载力。桩的垂直极限承载力包括两部分：桩身的侧面摩擦阻力和桩端的端阻力。 1.2沉井的吊放及下沉 可利用起重船将沉井沿定位桩吊放到沉船四周，接下来就要进行沉井的下沉。沉井的下沉过程是整个打捞过程的重要环节之一。对于不同的海底土质，应采用不同的下沉方法。 1.2.1海底土质为淤泥质土时采用静压下沉的方法 首先将沉井吊放到由定位桩确定的位置，之后在沉井上顺序安放预制混凝土块，逐渐将沉井下沉到预定深度。在沉井下沉过程中要注意时时观察沉井沉降情况，及时调整预制混凝土块的安放顺序，确保沉井均匀下沉到预定深度。 沉井下沉过程中