沉没八百年古沉船南海I号打捞全过程揭秘

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                                           沉没八百年古沉船南海I号打捞全过程揭秘

                                       2007-05-06  广州日报

            专题撰文/记者王广永、胡亚平、王鹏、翁晓鹏、黄文生、谭德波、陈穗华 通讯员罗国盛、林少娜
    
    出水到进宫
    
    跳好八部曲
    
    昨日上午,为打捞“南海Ⅰ号”量身定做的沉井徐徐离开广州打捞局小洲打捞基地码头,由“穗救拖3”牵往打捞现场,这标志着全球瞩目的“南海Ⅰ号”整体打捞行动正式启动。预计7月中旬,“南海Ⅰ号”将被起吊出水。这样漫长的打捞过程要历经哪八个步骤(见示意图)?“南海Ⅰ号”将如何从海水中“脱身”然后被送进“水晶宫”?今天我们为你一一揭晓。
    
    “南海Ⅰ号”打捞副总指挥王仁义告诉记者,这次打捞行动至少将有13艘各类船舶参与其中。沉井抵达打捞现场后,起吊船“华天龙”将紧跟而至,在“南海Ⅰ号”四周找准位置,抛锚八方,安装定位桩,这些工作锚共8个,每个长800米,且8个角度都有严格规定。“华天龙”就像一个巨大的海上蜘蛛,牢牢地钉在海面上。随后沉井下水套住“南海Ⅰ号”,此阶段约需10天。
    
    据悉,沉井顶部放置了多块巨大的混凝土凝块以便沉井下沉。沉井安放完毕后,作业人员开始清挖沉井两侧的淤泥,通过底梁穿越,把沉井的底部封住,此时,沉井变沉箱。此阶段在打捞过程中是关键阶段,也需时最久,大概要1个月。原来设计的底梁数量是20多根,因为最后探摸时发现“南海Ⅰ号”的长度多出了好几米,所以正在重新设计的沉井也会增加底梁。
    
    王仁义特别介绍,钢梁底部是气囊。王仁义说,气囊的主要作用是保护沉箱的平稳,对沉箱起保水的作用,同时在沉箱出水、转移到半潜驳和“水晶宫”的时候充当滑轮,减少摩擦。根据要求,沉井底梁穿越完毕后,沉箱应该是一个相对密封的空间。如何做到这一点?王仁义说,底梁下有液压板,穿越完毕后就会把底梁往上顶,这样沉箱就封闭了。
    
    底梁穿越完毕,吊装开始。沉箱被吊离原地后,随即和半潜驳配合;沉箱被安全和准确吊到半潜驳甲板上之后马上安装加固件。接着半潜驳上浮,沉井全部露出水面,随着前面拖轮的前进,一至两天时间“南海Ⅰ号”就到达“水晶宫”。为保证半潜驳上的沉箱和“水晶宫”顺利平衡对接,广州打捞局相关人士透露,目前已经确定沉箱进入“水晶宫”采用的轨道为气囊技术。沉箱稳妥进入“水晶宫”后,“水晶宫”的南大门围堰马上进入合龙程序。关闭南大门的时间至少需要半个月。
    
    打捞“南海Ⅰ号” 四大“独门”武器大起底
    
    武器一:沉箱
    
    绝招:“潜龙”入水包裹宝船
    
    本报是最早到小洲基地码头探访沉箱的制作过程的媒体,见证了沉箱由小长大的整个过程,同时也是率先报道沉箱的制作过程的媒体。
    
    即将启程前往打捞现场的沉箱就像是装载“南海Ⅰ号”的超大“集装箱”。在“南海Ⅰ号”最后一次探摸结束后,由于对“南海Ⅰ号”最后测量的数据比之前测量的数据长出七米,所以广州打捞局不得不对原来沉箱的设计进行重新修改,保证整体打捞“南海Ⅰ号”的质量,所以整个打捞计划不得不向后顺延半月。
    
    今年春节过后,广州打捞局便对“沉箱”进行“备料”。4月初沉箱开始正式进入施工阶段。据现场工程人员介绍,沉箱建成后总重量将超过一千吨,其主要由上沉箱和下沉箱两部分组成。沉箱起吊前,工作人员会再次将下沉箱与上沉箱焊割,上沉箱将裹着“南海Ⅰ号”由“华天龙”号吊出水,下沉箱则将留在海底。
    
    武器二:华天龙
    
    绝招:巨臂一提力可拔山
    
    随着沉箱同时进场的将是同样备受瞩目的“亚洲第一吊”华天龙打捞作业船。交通部广州打捞局副总工程师吴建成称,“华天龙”可以同时容纳300人在上面生活,并且保证这300人在2个月当中不用补给。“华天龙”交付使用后能否产生巨大效益也是人们所关心的问题。交通部广州打捞局局长陈北先表示,“华天龙”大概5年能收回投资。吴建成告诉记者,“华天龙”在目前世界全回转起重船中,4000吨的起重能力大约排在世界第六;而排在世界第一的意大利的起重船,是用两台吊机进行起重,其每台吊机可吊起重量为6000吨。

      世界首创 避免起吊摇晃
    
    在“华天龙”上,号称亚洲第一吊的核心部分——全回转吊机,其109米长的臂架高耸入云。吴建成是建造“华天龙”项目打捞局派出的主要负责人之一,参与和主导了“华天龙”最初的设计和规划,对“华天龙”有着对自己孩子般的感情。他告诉记者,“华天龙”核心部分的全回转吊机,在世界上首次采用了将两种传统回转吊机结构相结合的模式,保证了“华天龙”能稳稳当当地吊起4000多吨的重物进行360度回转,也正是这一核心技术,使得将来在打捞“南海Ⅰ号”时,能够保证装载“南海Ⅰ号”的沉箱在起吊过程中保持稳定避免摇晃,最大限度地避免里面文物出现损失。
    
    吴建成告诉记者,一般的船只在海上作业,如果遇上5级风和较大海浪就需要停止作业以保安全。而“华天龙”在7级风、2.5米浪高的环境下可照常作业。在放下吊臂后,在11级台风下,仍能保证航行安全。
    
    武器三:气囊
    
    绝招:以柔克刚牵引“入宫”
    
    打捞起“南海Ⅰ号”后,目前交通部广州打捞局已确定采用拖沉箱“进宫”方式,将气囊作为“进宫”的轨道。因为使用气囊作为轨道具有良好的稳定性,对包裹在沉箱中的“南海Ⅰ号”具有很好的保护作用。而且气囊要比钢轨柔软得多,相对稳定,这样就避免了对沉箱中南海Ⅰ号的损伤。
    
    方向可变还能循环用
    
    专家告诉记者,在起吊“南海Ⅰ号”时,首先将采用气囊进行助浮,助浮气囊直径将超过1.5米。施工人员将未充气的气囊分别均匀地安装在沉箱的四周。在“南海Ⅰ号”沉箱准备起吊时,施工人员再将气囊充足气,助浮气囊将产生巨大的浮力,伴随着华天龙的起吊一起将沉箱移到下潜入水的半潜驳船上。
    
    气囊怎样才能将重达3500多吨的巨大沉箱移近海上丝绸之路博物馆“水晶宫”呢?“气囊比较灵活,可以通过充气、放气随时改变沉箱的运动方向。使用气囊技术相对铺设铁轨也要经济,很多工程人员将沉箱平移到事先用20多根气囊按顺序铺设的‘轨道’上,在拉的过程中,后面的气囊拿到前面去,循环使用。然后再使用牵引技术将沉箱慢慢拉进宫中”,有关专家向记者解释道。
    
    武器四:水晶宫
    
    绝招:长存于水百年防腐
    
    为解决“南海1号”沉船出水后的收藏、保护、研究和展览的场地需要,文物部门作出了“总体打捞、就地保护”的原则,选择阳江市海陵岛十里银滩建造广东海上丝绸之路博物馆。目前该馆已进入封顶阶段,在6月底7月初“南海Ⅰ号”打捞出水之后,将立即入馆保存。今后,将对“南海Ⅰ号”进行文物考古表演。
    
    “广东丝绸之路博物馆”在2005年12月28日动工,在海边施工,海边空气含盐量高,腐蚀性强,一般的混凝土难以抵御海风的侵蚀,加上沿海每年的台风,为了建造百年工程,博物馆主体工程改用耐久性混凝土结构,而外观则采用清水混凝土工艺,这在国内外还是新的尝试,筹建办组织了国内著名的建筑专家,开展了技术攻关,经过2个多月的研究,攻克了这一技术难关。据施工总监理王忠介绍,按照目前博物馆建设的质量,该馆建筑物可抵御广东沿海任何一次强烈的台风和海啸,从而保护位于水晶宫内的“南海Ⅰ号”沉船。
    
    守护“南海Ⅰ号”还要自我保护
    
    “南海Ⅰ号”博物馆地下工程水晶宫舱体内建成后必须装有腐蚀性的海水,因此建筑中必须采用先进的防水材料。如何保护“南海Ⅰ号”是十分令人关注的问题。为此,“南海Ⅰ号”水晶宫内采用了海水保护方式,“水晶宫”储水容积高15米、长50米、宽20~30米,公司技术人员在建筑设计上采用了较为新型的水泥基渗透结晶防水涂料,以保水晶宫建筑物百年防腐。
    
    风险、防护将为国家一级
    
    “南海Ⅰ号”连同船只和货物都是价值连城的文物,如何保证船只拖进博物馆后安全方面万无一失也成为了博物馆方面考虑的重大课题。“南海Ⅰ号”博物馆在风险级别上在整个广东省内都是最高的,属于国家一级。
    
    据有关专家介绍,按照博物馆将来可能设定的风险级别和防护级别,在博物馆的库房和精品展柜,将设置红外线防盗装置,以确保珍贵藏品的万无一失;同时,对精品展柜,将使用防弹防爆的特种玻璃,以延迟外部入侵所需要的时间。另外,在库房的防盗门、保险柜等方面都将采用极高的防盗技术,同时还将采取全面电子监控。

 待到7月重见天日
    
    广州打捞局副局长邝镜明告诉记者,昨日将同时启动打桩定位。打桩船昨天已抵达阳江打捞现场,打定位桩的目的是让沉井能准确地沉到海底罩住沉船,如果出现小的偏差,在海面上还能较直观进行调整。据邝镜明介绍,沉井在下沉时,会随潮水而摆动,为使沉井准确地罩住沉船,在“南海Ⅰ号”旁边还安装了一套水下定位系统,在沉井下沉时,精确计算沉井浮动的范围,及时纠正沉井偏差,使沉井准确地罩住沉船。
    
    邝镜明称,下吊沉井时,还要考虑海水的流动速度,12根定位桩就是顺着海水流动的方向打的,这和沉井的方向是一致的。桩位距离“南海Ⅰ号”约3米远的位置,分别为沉井与“南海Ⅰ号”之间预留1米的安全距离和沉井与桩位预留2米的安全距离。目前已经在“南海Ⅰ号”沉船的海面搭建好了钢架,12根定位桩预计三天内完成。完毕后,沉井就可以开始启动安放。
    
    整体打捞考古界首创
    
    吴建成表示,“南海Ⅰ号”古沉船的整体打捞在世界考古界还是首创。北欧国家的考古打捞虽然发达,但是其采用的方法大多是水下切割方法。首先把古船的货物全部运走,然后对船体进行切割,将切割之后的小块船体打捞上来进行复原拼装。“这种方法打捞容易,但丢失了很多考古信息”,吴建成表示,本次打捞之所以采取整体打捞的方式,主要是为了尽可能保存重要的考古信息,“一个瓷器摆放位置也要复原。”
    
    吴建成表示,整体打捞还采用了一项非常新的技术,那就是半潜驳技术,也就是说巨型浮吊将包住“南海Ⅰ号”的上沉箱垂直上提,然后在海水中水平移动至已经事先沉没在海底的驳船,等到将上沉箱固定完毕,再让驳船抽沙上浮将上沉箱水平托出水面。“半潜驳技术的采用无疑增大了成功的砝码。”吴建成很有信心地告诉记者。
    
    文化厅或追加资金
    
    据了解,南海Ⅰ号是1987年在当时的广州救捞局和英国某潜水打捞公司在广东上下川岛外发现的,发现至今已经20年。广州打捞局邝镜明副局长介绍,之所以20年内始终未实现打捞,是因为资金和技术上的不足。吴建成介绍,3年以来,打捞方案总共进行了数次修改,还有多次的模拟打捞,加上广州打捞局的4000吨“华天龙”浮吊的支援,技术问题已经基本解决。
    
    关于资金问题,广东省文化厅副厅长景李虎表示,3000万的启动资金已经投入该项目,后续的7100万也将按照合同陆续投入打捞项目。工程人员的方案非常聪明,而且节约了不少资金,“他们的难度很大”。景李虎透露,目前考古人员关于古船沉没原因和目的地有了发现,如果在打捞工程中出现新的情况,我们会按照工作量计算资金投入,不排除追加投资的可能。
    
    赶在台风前完成打捞
    
    吴建成介绍,本月8日沉箱运抵打捞现场,考古打捞工作将全面展开。目前,“南海Ⅰ号”沉船上方和周边多达25吨的凝结物已经清理完毕,清理过程中出水较为完整的各类文物有73套,共计390件:“南海Ⅰ号”考古打捞沉箱定位和定位桩的水下定位已经完成。
    
    吴建成表示按照整体打捞计划,预计在7月中旬左右,“南海Ⅰ号”将重见天日。天气部门的预测表明,在7月中旬以前,阳江作业海面的风力多在7级以下,按照国际惯例,7级以下风力都不会对作业产生太大影响。“要赶在台风之前,8月份那边就可能有台风了。”
    
    ●何地出发●因何沉没●有何内涵
    
    三大“悬念”即将揭晓
    
    “南海Ⅰ号”巨大的考古价值正蕴含在一个个历史谜团当中:古船为什么沉没在珠江口?它从哪里始航,海上丝绸之路起点究竟在哪里?南宋时的中国是否已经进入“海洋时代”?考古人员在打捞的前期准备工作中为读者设置最热门的三个悬念,随着南海Ⅰ号7月中旬浮出水面,本报将在以后的后续报道中为大家逐一解开谜团。
    
    悬念一
    
    “南海Ⅰ号”翻船因超载?
    
    “南海Ⅰ号”到底是怎样沉下去的?“关于南海Ⅰ号的沉没原因,我们已经有了新的发现,不过目前还不能透露。”景李虎表示,欧洲有两艘著名的军舰,一艘是瑞典的“瓦沙号”,另一艘是英国的“玛丽·罗斯号”,它们都是因为加装了大炮造成船身载重量过大而沉没的。那么“南海Ⅰ号”是否也因超载而沉船呢?

   悬念二
    
    “南海Ⅰ号”始发于何处?
    
    “南海Ⅰ号”当年到底始发于哪里?是发自海上丝绸之路的起点吗?专家根据船载货物推断,“南海Ⅰ号”自泉州港及以北方向出发的可能性比较大。
    
    “南海Ⅰ号”出水文物大多是江西和福建的瓷器,还有景德镇的瓷器,景德镇位于福建的西北方,船逆流而上去运货可能性较小。此外,中山大学历史系宋代史专家曹家启教授分析,史料中曾有记载,当时中国商船少有向北航行的,多发自泉州及以北港口。广东省文化厅厅长曹淳亮告诉记者,虽然暂时在“南海Ⅰ号”上未确定有广东的文物,但至少可以说明南宋当时广东的市场发挥了巨大的作用,该市场就是集散地,能将天下的物品网罗到广东来。目前综合分析,“南海Ⅰ号”发自广州的可能性不大。
    
    悬念三
    
    生活舱再现船员生活?
    
    作为目前世界上发现的最大宋代船只,其生活舱究竟蕴藏着什么丰富的历史信息呢?“南宋其实也是‘海上马车夫’,好比近代的荷兰。”广东省文化厅厅长曹淳亮告诉记者,南宋时期的中国是一个航海国家,传统历史都认为中国为农耕国家,但是南宋或许是个例外。南宋的疆域狭小,GDP大部分都用于对北方少数民族政权的“赔款”。但是南宋却是中国最富庶的朝代之一,因为国家财富积累大部分都是依靠海外贸易,所以南宋甚至可称为古代中国的海洋时代。
    
    曹淳亮强调,“南海Ⅰ号”的生活舱包含的历史信息可能超乎我们的想象,国际贸易规模、国际商事交易方式、贸易区域化问题等,很可能在考古上提供很多新信息。那么打捞成功之后,浓缩海洋时代的中国社会的“南海Ⅰ号”生活舱会给我们带来什么惊喜呢?