Разработка учебно-тренировочного полигона для проведения учебных водолазных спусков

С каждым годом растет количество водолазных работ, требующих применения сложных технологий: поиск и подъем затонувших объектов - автомобильной и другой тяжелой техники, летательных аппаратов, маломерных судов; оказание помощи судам, терпящим бедствие, очистка дна акваторий в местах массового отдыха граждан.

Характер выполняемых работ водолазами России весьма разнообразен, что требует от спасателей тщательной подготовки. Для этого будущий водолаз должен в совершенстве изучить и уметь применять современное легководолазное снаряжение, оборудование для обеспечения водолазных работ, знать физиологические процессы, протекающие в организме во время погружения, овладеть техникой спусков под воду, уметь предупредить возможные заболевания водолазов и знать способы оказания помощи пострадавшим водолазам [1].

Поисково-спасательные операции могут принимать различные формы и требовать различных навыков. Условия могут варьироваться от нулевой видимости, сильного течения или чрезвычайно опасного извлечения жертвы из автомобиля или самолета.

Водолазный полигон - место практического обучения водолазов проведению спусков и выполнению подводных работ. Он оборудуется водолазными трапами и другими средствами спусков под воду, средствами подачи воздуха, связи и освещения. Для обучения выполнению водолазных работ на полигоне под водой устанавливают различные тренажеры, имитирующие судовые устройства, конструкции подводных сооружений и т.п. [2].

Водолазный полигон так же предназначен как для отработки индивидуальных спусков так же навыков группового спуска, адаптации к водной среде без дыхательных аппаратов, развития физической выносливости и психологической устойчивости при преодолении различных подводных препятствий, проведения подводных работ так и для тренировки командной работы водолазных групп.

Профессиональное обучение водолазов должно проводится в объеме профессиональных знаний, отвечающих требованиям квалификационной характеристики водолазов I-й, II-й групп и III-й группы специализации водолазных работ.

В ходе практической части курса первоначальной подготовки на полигоне, будущий водолаз осваивает навыки выполнения некоторых видов подводно-технических работ; всех видов подводного обследования как объектов (плавсредств и технических сооружений), так и грунта, в том числе с применением металлодетекторов; подводного ориентирования на различных дистанциях, в том числе с применением подводных средств движения; поиска и классификации затопленных предметов, тел, устройств; обследования. Большинство этих задач отрабатываются с пирса, некоторые темы учебных водолазных спусков, предполагающие работы на глубинах до 20 метров, с применением обеспечивающих плавсредств. Зимой, когда поверхность водоема покрывается льдом толщиной 1-1,5 метра, оборудуются три дополнительных водолазных поста, позволяющих обеспечить учебный процесс практически на всех секторах полигона [3].

Генеральный план учебно-тренировочного полигона представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Генеральный план

1 – КПП, размеры которого 3600х2400х2500

2 – Модуль для обучающихся 6055х4885х2540 (4 шт.)

• 3    – Автостоянка

• 4    – Деревянный пирс 80000х2000 (2 шт.)

• 5    – Пирс для стоянки маломерных судов

Подготовка водолазов состоит из вопросов, изучаемых на теоретических и практических занятиях. Учебно-тренировочный полигон должен являться учебным заведением по профессиональному обучению, дополнительному профессиональному обучению, повышению квалификаций и переподготовке водолазов и других рабочих профессий, связанных с аварийно-спасательной службой.

Учебные задачи включают упражнения, объединенные в три блока, с общим количеством упражнений 24. В ходе выполнения упражнений применяются технологии ведения подводных поисковых, подводных аварийно-спасательных и подводно-технических работ: Все места упражнений при проведении водолазных работ должны иметь обозначения буйками красного цвета по периметру не менее четырех штук на каждое упражнение.

Все погружения в загрязненную воду должны учитыватт фактор риска/пользы, то есть разумно ли рисковать здоровьем водолаза для достижения цели.

Дистанции включают упражнения, которые могут быть объединены в различные этапы. Все места упражнений при проведении водолазных работ должны иметь обозначения буйками красного цвета по периметру не менее четырех штук на каждое упражнение.

При подводных спусках одновременно должны быть задействованы три водолаза: два спускающихся и один страхующий.

Связь с водолазами осуществляется с помощью технических средств связи, сигналь- ного конца, звуковыми сигналами к водолазу и с помощью буйрепа от водолаза.

Обеспечение работы водолазов осуществляется, в зависимости от условий, с понтона, пирса или лодки.

Перед началом выполнения работ дается время на подготовку, проверку аппаратов, подгонку снаряжения и одевание.

Учебные задачи блока А «Поисковоспасательные работы»

Блок А представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Блок А «Поисково-спасательные работы»

Упражнение 1

• -    ориентирование под водой (подводное плавание с расчетом маршрута следования и поиском ориентиров);

• -    поиск затонувших предметов определение места их нахождения с помощью компаса (сигнального конца, звука) и доставку к установленному месту.

Упражнение 2

• -    поиск затонувших предметов определение места их нахождения с помощью компаса (сигнального конца, звука) и доставку к установленному месту;

• -    поиск пострадавших под водой с применением различных поисковых технологий (с берега, с понтона, лодки) расширяющимися кругами в сегменте, по площади.

Упражнение 3

• -    подача пострадавшему спасательного круга, конца Александрова с берега, лодки;

• -    действия водолазов при оказании помощи «аварийному» водолазу с использованием барокомплекса.

Упражнение 4

• -    эвакуация пострадавшего с «льдины»;

• -    решение ситуационных задач по оказанию первой помощи;

• -    действия водолазов по реанимации пострадавшего.

Учебные задачи блока Б «Аварийноспасательные работы»

Блок Б представлен на рисунке 3.

Рис. 3. Учебные задачи блока Б

• 1.    Поиск пострадавших, их деблокирование с помощью аварийно-спасательного инструмента, и эвакуация к месту сбора пострадавших. Водолазная медицина;

• 2.    Остроповка, подъем и перемещение груза с помощью мягкого понтона;

• 3.    Остроповка затонувшего автомобиля, доставка к нему буксирного троса, и эвакуация его на берег;

• 4.    Поднятие емкостей и перенос с помощью мягкого понтона;

• 5.    Эвакуация «аварийного» водолаза с за-меного акваланга под водой, на одном аппарате;

• 6.    Роспуск топляковых завалов;

• 7.    Прохождение подводного подвижного завала.

Учебные задачи блока В «Подводнотехнические работы»

Блок В представлен на рисунке 4.

Рис. 4. Блок В «Подводно-технические работы»

• 1.    Поиск затонувших конструкций;

• 2.    Размыв грунта;

• 3.     Выполнение работы по сборке (разборке) металлических конструкций;

• 4.    Подводная сварка металлических конструкций;

• 5.    Подводная резка металлических конструкций;

• 6.    Поднятие емкостей и перемещение с помощью мягкого понтона;

• 7.    Монтаж (демонтаж) флянцевых соединений подводного продуктопровода;

• 8.    Замена рулевых винтов;

• 9.    Подводная чистка корпуса судна, очистка и полировка винтов;

• 10.    Устранение аварийных повреждений в подводной части корпуса;

• 11.    Откачка нефтепродуктов с затопленной емкости;

• 12.    Заводка пластыря на подводный про-дуктопровод.

К основным конструкциям для проведения подводно-технических работ относятся:

Емкость РГС-25 конструктивно представляет собой горизонтальный стальной аппарат цилиндрической формы с коническими донцами. В корпус емкости 25 м3 вмонтирован люк. Люк используется для обслуживания емкости. Вылет люка емкости составляют менее 1 м. Сверху и снизу емкости смонтированы входной и выходной патрубок с фланцами. По краям емкости приварены 4 проушины для поднятия и спуска емкости. На фланцевых соединениях закреплены задвижки диаметром 77 мм. Емкость состоит из стали марки сталь Ст 3сп4 ГОСТ 380-90, масса емкости составляет 4340 кг, длина 4850 мм, высота 3400 мм, ширина 3000 мм, толщина стенки емкости 8 мм. Емкость закреплена на 2 седловых опорах, приваренных к полозьям из швеллера высотой 200 мм с возможностью неподвижной установки на дне.

Понтоны закрытого типа представляют собой цилиндрическую оболочку, изготовленную из высокопрочной ПВХ ткани. Подвесная система изготовлена из текстильных ремней и охватывает понтон по кругу. Для крепления груза служат скобы. В торце находится шаровой клапан с быстроразъемной муфтой для шланга подачи воздуха. Внизу установлены клапана для вытравливания расширяющегося при всплытии понтона воздуха. Емкость представлена на рисунке 5.

Рис. 5. Емкость РГС-25

Подводный трубопровод состоит из трубы диаметром 600 мм герметично заглушенной с двух сторон. Длина трубы 3 метра с возможностью монтажа и демонтажа на трубу (фланцы приварены к трубе) задвижки. Трубопровод закреплен на 2 седловых опорах, приваренных к полозьям из швеллера высотой 140 мм с возможностью неподвижной установки на дне. Трубопровод должен иметь крепления для подъема на поверхность воды

(при подготовке этапа для прохождения, следующей группой). Должен иметь возможность подключения воздушного шланга диаметром 51-77 мм длиной 40 метров. Количество болтов (комплект 4 штуки) для крепления задвижки на подводный трубопровод должно быть не менее двенадцати комплектов. В центре трубы должно быть прорезано отверстие диаметром не менее 35 мм.

Подводный трубопровод должен состоять из трубы диаметром не менее 100 мм. Длиной не менее 2 метров с возможностью монтажа и демонтажа на трубу (фланцы приварены к трубе) задвижки. Трубопровод должен быть закреплен на станине с возможностью неподвижной установки на дне. Трубопровод должен иметь крепления для подъема на поверхность воды (при подготовке этапа для прохождения, следующей группой). Должен иметь возможность подключения воздушного шланга диаметром 10-10 мм. Длиной 10 метров. Количество болтов (комплект 4 штуки) для крепления задвижки на подводный трубо- провод должно быть не менее двенадцати комплектов. Водолаз должен наложить магнитный пластырь (бондаж, пневматические клинья) на поврежденную поверхность, зачистить зеркало задвижки соединить с помощью флянцевых соединений задвижку с продукто-проводом, не забыв при этом вставить прокладку между соединениями. С помощью воздушного шланга с приваренной к нему полугайкой соединить магистраль с двумя патрубками, приваренными к трубопроводу. При подаче воздуха все соединения должны быть герметичны (рис. 6).

Рис. 6. Подводный трубопровод

1 – фланец, 2 – задвижка, 3 – опора, 4 – рым строповочный, 5 – патрубок с полугайкой, 6 – труба стальная 600 мм

Подвижный лабиринт (завал) – тренажер для тренировок и контроля подготовленности водолазов выполнен из уголка высотой полки 75, состоит из 25 отдельных сочленяемых прямоугольных секций. Высота секции 1500 мм, ширина 1500 мм, длина 1000 мм. Секции имеют форму пенала и выполнены с возможностью соединения между собой болтовыми соединениями диаметром 18-22. При этом секции снабжены стационарными, съемными, откидывающимися и разрушаемыми элементами, имитирующими коммуникации, завалы, и выдвижной плитой, имитирующей стену здания или сооружения, причем секции обшиты сеткой рабицей. Наклонная плита обшита металлом и закреплена к верхней части секции на шарнире диаметром 32 [4].

Тренажер может быть снабжен дополнительными элементами в виде решеток, раскосов, упоров, защелок, шарниров и петель. Тренажер может устанавливаться в виде прямой, креста, по периметру в зависимости от решаемых задач и от территории. Для загрузки, имитирующих груза и препятствия, может служить строительный мусор, кирпичи, щебень и другое. Подвижный лабиринт представлен на рисунке 7.

Рис. 7. Фрагмент подвижного лабиринта

1 – стальная клетка из L профилей, 2 – лестница, 3 – бревно, 4 – перекрытие, 5 – ящики

Расчетное усилие определяется по СниП II-23-81*:

F^xyf,                      (1)

где m – масса подвешиваемого груза (принята 100 кг);

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с² γ f – коэффициент надежности по нагрузке γ f =1,1

F = 100 x 9.81 x i.i = 540 н = 0,54 кН 2                                    '

Расчетный момент М = 0,2 кАм Максимальное нормальное напряжение

^O = ~ ^x У тах                      ⁽²⁾

0.2 x 10-3 о =          о x 5.5 x 102 мПа

46.5 x 10-3

Для прочности о = R_y xj соблюдается.

Все элементы каркаса изготовлены из стали Вст3хв (С245).

Ry = 240 мПа, jc = 0.95 (коэффициент условия работы конструкции).

Ry x jc = 240 x 0.95 = 228 мПа

Максимальный прогиб в середине пролета прогона fmax

F xl3

48 x E x /,

r _   0.54 x 10-3 x 1.53 x 103

0,4 мм

fmax = 48 x 2.06 x 105 x 46.5 x 10-3

Для L75х0,6 J = 46,5 см

Е = 2,06 × 105 мПа

Чертежи узлов представлены на рисунках 8 и 9.

Рис. 8. Передняя стенка

Узел 1 Масштаб 1:10

Рис. 9. Чертеж узла

Виды работ на тренировочном полигоне:

• 1.    Размыв грунта. Подводная сварка и резка металлических конструкций.

• 2.    Выполнение работ по сборке (разборке) металлических конструкций.

• 3.    Прохождение подвижного завала (лабиринта).

• 4.    Заводка магнитного пластыря на подводный продуктопровод, монтаж, демонтаж задвижек. Проверка на герметичность.

• 5.    Остропка, подъем, перенос и установка груза с помощью мягкого понтона, остро-повка затонувшего автомобиля, эвакуация его на поверхность, подготовка к буксировке и извлечению на берег.

• 6.    Перенос емкости с помощью мягкого понтона парашютного типа.

Недостаток обучения на местах в субъектах Российской Федерации ведет к неготовности и несогласованным действиям водолазов при происшествиях, при которых необходима работа водолазных групп. Выработка умений работы в условиях региона является необходимым фактором безопасности при проведении работ. Перепады температуры воды, воздуха, скорости течения водоема - может привести к дезориентации, переохлаждению, неправильному выполнению своих функций, а значит и к увеличению пострадавших и материальному ущербу окружающей среде. Именно это является определяющим фактором, который необходимо ставить перед собой, при решении проектирования и постройки учебно-тренировочного полигона в субъектах Российской Федерации.