一種海纜運維巡視中使用的防墜落式救生衣應(yīng)用研究

摘要：本文根據(jù)海纜保護(hù)巡視作業(yè)過程中經(jīng)常面臨同時防墜落和防落水的情況，本項目提出發(fā)明一種防墜落式救生衣，滿足海纜運維人員出海作業(yè)同時防止高處墜落及落水后應(yīng)急的使用要求。

關(guān)鍵詞：防墜落救生衣、海纜巡視、安全帶；

0、引言

目前海纜巡視作業(yè)穿戴救生衣，只能保證當(dāng)人員發(fā)生落水時，漂浮在海面上自救或等待救援，無法防止人員從船上或者作業(yè)平臺跌落，在海況較差或者船速較快的時候，人員發(fā)生人員落水時，存在救援困難及人員被吸入船底等危險情況。現(xiàn)有的救生衣無防墜落功能，而全身式安全帶又無救生衣功能。若同時穿戴安全帶和救生衣，會給作業(yè)人員帶來一定的操作不便，且大多數(shù)安全帶不具備憎水性能，落入水中會極大的增加人員負(fù)重。現(xiàn)有救生衣系固身體的防脫帶受到?jīng)_擊時易發(fā)生損壞。

本項目提出發(fā)明一種防墜落式救生衣，滿足海纜運維人員出海作業(yè)同時防止高處墜落及落水后應(yīng)急的使用要求。新型防墜落式救生衣既有安全帶防墜落及沖擊功能，又有人員落入水中救生需求，同時救生衣具有整體結(jié)構(gòu)簡單、耐用、憎水性、方便穿戴等特點。

1、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

救生衣是可隨身攜帶、供個體使用的一種在緊急狀況下可以提供浮力和浮力分布，以使落水者反轉(zhuǎn)到頭部朝上、漂浮待救姿勢的水上救生工具，屬于個體水上救生裝備，廣泛用于漁業(yè)、水上運輸業(yè)、水上作業(yè)、水上運動等各種水上活動以及海關(guān)緝私、軍隊等特殊行業(yè)和部門。

隨著現(xiàn)代水上救生技術(shù)的發(fā)展，救生衣的結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了跨越式的變化，很多救生衣已越來不越不像人們所穿的衣服了，而是能夠提供浮力的部件集成在背心或其它類似的衣服上面，或者放在腰部的口袋里，使用時套在頸部等，因此，以前常用的“救生衣”這一概念的內(nèi)涵和外延已經(jīng)發(fā)生本質(zhì)的變化，已經(jīng)不再能準(zhǔn)確體現(xiàn)現(xiàn)有多樣化的個體救生裝備的結(jié)構(gòu)特點。

2、救生衣性能要求

安全漂浮性能是每一種救生衣必須具備的基本性能。比如，軍用救生衣的包覆材料往往要求具有防火阻燃性能；為能夠攜帶武器，對浮力的要求高，對營救性能的要求更高。而運動用救生衣除了安全漂浮性能外，往往更注重其適體性。南方電網(wǎng)海纜運行維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)，在海洋工程作業(yè)中，救生衣往往還需要有高處防墜落功能，而目前國內(nèi)外救生衣設(shè)計中未見加入防墜落安全功能，因此需要結(jié)合安全帶防墜落功能要求，設(shè)計一款全新的防墜落式救生衣。

3、目前救生衣種類

目前救生衣主要分為固有浮力式救生衣和充氣式救生衣。

固有浮力式救生衣的結(jié)構(gòu)決定了浮力分布和適體性能，并影響了屬具的配備、浮力材料的選用和提供浮力的方式；不同浮力材料也要求有不同的結(jié)構(gòu)。目前常用的固有浮力式救生衣有兩種：木棉救生衣和泡沫塑料救生衣。因木棉和泡沫塑料都是軟質(zhì)材料易于裁制成預(yù)制件，常用于適體性要求高的背心式救生衣，也稱救生夾克。[1]

除背心式外，泡沫塑料救生衣還有以下幾種式樣：軛式，頸后有浮力材料，前面為兩直條狀，腰部有固定調(diào)節(jié)帶；套頭式，泡沫較厚，前面兩塊，領(lǐng)部一塊，底部有固定調(diào)節(jié)帶，有的在胸腰部也有，多用于客船乘客用；夾克式，有領(lǐng)有袖，底邊和袖口有松緊帶可以收攏，同時具有保暖功能。

而充氣式救生衣通過對熱合氣囊充氣來提供浮力，氣囊應(yīng)要求有良好的氣密性。充氣式救生衣通常有如下幾種結(jié)構(gòu)形式：

1）軛式。氣囊呈倒U字形套在使用者的頸部，有單囊和雙囊之分。軛式救生衣的具體造型有二種：一種是沒有領(lǐng)條狀，甚至對折后呈窄條形狀，但充氣后對折部分打開仍達(dá)到足夠的浮力，多用在工作用救生裝置；另一種是沒有領(lǐng)圓弧狀，充氣后氣囊前面下擺部有圓弧形放大，從而使得脖頸部位更適合人體不易滑脫，口鼻不易進(jìn)水，多用于航空、航海等；

2）套頭式。和軛式救生衣一樣，有單囊和雙囊之分。頭式救生衣一般適用于海域狀況復(fù)雜惡劣的環(huán)境，多為遠(yuǎn)洋貨輪船員用。套頭式救生衣在未充氣時有兩種放置方式，一種是直接套在脖子上，遇水后通過自動或手動充氣使氣囊鼓脹提供浮力；一種是折疊后放在特制的袋子里，掛于腰部，使用時取出套在脖子上。

3）腋下式。一般為雙囊結(jié)構(gòu)，左右腋下各一囊，通過腰帶固定在人體上，浮力均布在兩腋下，使人體在水中呈直立漂浮狀態(tài)，如我國空軍飛行員用救生衣。未充氣時，可折疊置于兩腋下，體積小且便于攜帶。

本項目所研究防墜落式救生衣除了滿安全漂浮性能，還具備防止人員高處墜落功能，具有提供可供撈救的屬具如安全繩、撈救吊帶、救援D形環(huán)等[2]。

4、防墜落救生衣研究內(nèi)容

4.1.主要研究要點

深入現(xiàn)有救生衣和全身式安全帶結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)特性進(jìn)行研究。結(jié)合海纜運維人員日常出海作業(yè)工況，設(shè)計出一種防墜落式救生衣，同時滿足救生衣及防墜落的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

防墜落式救生衣關(guān)鍵部分后背雙頭保險繩的設(shè)計和制作研究。本防墜落救生衣克服傳統(tǒng)救生衣不耐高處墜落沖擊，防墜落部分裝置有快拆功能，方便船舶發(fā)生海難快速脫離，安全繩可系固在船舶牢固構(gòu)件上，同時可用于救援拖帶。救生衣為全身五點式結(jié)構(gòu)，滿足人員突發(fā)墜落時沖擊受力要求。

防墜落式救生衣整體輕量化材料的選用研究。本防墜落式救生衣所有金屬構(gòu)件，均使用輕便式材料及結(jié)構(gòu)。

4.2.總體方案設(shè)計要求

1）開發(fā)防墜落救生衣，既要滿足防墜落的要求，不改變防墜落安全帶產(chǎn)品的使用性質(zhì)和使用習(xí)慣，又必須在作業(yè)人員落水后能起到救生的作業(yè)，使作業(yè)人員頭部浮于水面之上。

2）整體設(shè)計要求使用防水疏水材料，在落水時，裝備整體重量不增加，減少人員在水中的阻力。

3）整體要求有快速脫卸功能，滿足作業(yè)人員手動快速脫離的要求.

4）整裝佩戴防墜落救生衣時不能對工作人員的活動范圍產(chǎn)生較大的限制。

4.3.其他附件參數(shù)設(shè)計

1）雙頭保險繩

雙頭保險繩采用蠶絲或者高強(qiáng)纖維制造，與快速脫離裝置編織成一體，中間沒有多余連接環(huán)節(jié)。雙頭保險繩采用不等長設(shè)計，一側(cè)設(shè)計長度1.6米，主要用來懸掛作業(yè)使用，另一側(cè)設(shè)計長度2.5米，主要用來臨時過渡和跨越使用。雙頭保險繩整體采用編制工藝，進(jìn)行防潮處理，具有優(yōu)良的憎水性能，不吸水，快速脫水

2）保險鉤

采用鋁合金保險鉤，具有強(qiáng)度高，重量輕的特點，滿足防墜設(shè)計需要。

5、防墜落救生衣技術(shù)路線

通過對現(xiàn)有救生衣和全身式安全帶結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)特性進(jìn)行研究，結(jié)合海纜班人員日常出海作業(yè)工況，依據(jù)救生衣及安全帶的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計出一種防墜落式救生衣，同時滿足救生衣及防墜落的使用的要求。

深入研究海上作業(yè)過程中使用安全帶的各種環(huán)境因素。通過向海事部門、船務(wù)公司、安全帶救生衣研究部門進(jìn)行調(diào)研，從海事部門和船務(wù)公司船長的角度，深入實際了解船上甲板作業(yè)人員在海上作業(yè)暴露的風(fēng)險因素。

構(gòu)特點和力學(xué)特性，確定防墜落救生衣各結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的合理取值，進(jìn)而確定五點式安全帶和自動充氣部分的選型。

通過完成新型救生衣的靜載荷拉力試驗測試和落水測試，判斷新型救生衣是否滿足使用要求。

6、預(yù)期的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本項目實施后，將針對海上基本作業(yè)安全風(fēng)險方面，提供科學(xué)合理的管控措施，為海纜運維人員海上甲板作業(yè)提供有力的安全保障。而且為我國海上作業(yè)及海洋工程施工過程中人員人身安全提供防墜落保障。本項目成果可以為海纜運維人員海上作業(yè)中直接應(yīng)用，有效的解決實際問題。綜上所述，本項目實施后具有良好的直接效益及間接效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]有線通信傳輸工程[M].人民郵電出版社，李既平，高新民編著， 1988

[2]電磁場理論及應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，王先沖 編著，1986

作者簡介：

蘆海（1984-），男，大學(xué)本科，工程師，主要研究方向：輸電線路與海底電纜的建設(shè)、運行與維護(hù)。