大型甲板運(yùn)輸船靠泊魚山石化滾裝碼頭的操縱

夏良軍

摘 要：舟山北部綠色石化項(xiàng)目需要大量大型石化設(shè)備。本文通過對(duì)載運(yùn)此類設(shè)備的大型甲板運(yùn)輸船的特點(diǎn)和靠泊操縱技術(shù)進(jìn)行分析，探尋該類型船舶在受限水域內(nèi)的特殊靠泊模式；結(jié)合多次實(shí)踐操縱，總結(jié)相應(yīng)操縱經(jīng)驗(yàn)，為今后在類似港區(qū)內(nèi)靠泊同類型船舶提供參考。

關(guān)鍵詞：大型甲板運(yùn)輸船；受限水域；風(fēng)流影響；拖錨；旋回；靠泊操縱

0 引 言

魚山石化滾裝碼頭，是浙江石油化工有限公司魚山島綠色石化項(xiàng)目的配套設(shè)施，用于接卸該項(xiàng)目所需的大型化工設(shè)備，其代表性設(shè)備為重整加熱爐、乙烯裂解爐等，通過大型甲板運(yùn)輸船裝載并靠泊該碼頭后卸貨運(yùn)至廠區(qū)。因卸貨所需，提出了艉靠的特殊要求。因地形關(guān)系，該碼頭附近受風(fēng)流影響明顯，港池內(nèi)水域狹窄。因此，有必要從風(fēng)流影響、船舶操縱等著手，探索該類型船舶如何結(jié)合使用錨、車、舵和拖船，在受限港池邊緣實(shí)施“拖錨—旋回—倒航—靠泊”的特殊操縱方式。

1 基本情況

1.1 碼頭概況

該碼頭地理位置（30°17.52′N、122°57.12′E）在浙江省舟山市岱山縣大魚山島南側(cè)、寧波—舟山港中部港區(qū)，為重力式沉箱碼頭，碼頭長(zhǎng)150 m、設(shè)計(jì)走向012°～192°、設(shè)計(jì)水深-6.0 m（實(shí)際前沿水深-4.5 m），包含 1 座用于卸大型化工設(shè)備的斜坡道。

1.2 航道及港池概況

從五虎礁引航錨地至碼頭約3 n mile，為臨時(shí)航道，需穿越魚山石化項(xiàng)目施工船臨時(shí)錨地。

港池呈梯形狀結(jié)構(gòu)，南面開口大于北面，南面開口直線距離約180 m；港池西側(cè)約10 m范圍內(nèi)，無實(shí)際測(cè)深資料，使用引航艇、拖船測(cè)深得知，實(shí)際水深為-3.0 m 左右，如圖1所示。

1.3 水文氣象概況

該碼頭水域基本屬于規(guī)則半日潮港類型。碼頭和航道附近潮流運(yùn)動(dòng)以往復(fù)流為主，平潮時(shí)間短，最大流速3～4 kn，最大潮差3.5 m。

1.4 大型甲板運(yùn)輸船特點(diǎn)和載貨概況

1.4.1 大型甲板運(yùn)輸船資料和操縱特點(diǎn)

以“泛舟9”輪為例，船長(zhǎng)142.8 m，船寬32.25 m，型深8 m，排水量18 324.6 t、載重噸11 946 t。為前駕駛臺(tái)船型，有一個(gè)寬大的載貨甲板，為運(yùn)送特大型貨物而建造。主機(jī)為2臺(tái)柴油機(jī)，總功率4 412 kW。采用2個(gè)可變螺距螺旋槳（CPP）推進(jìn)。載貨后艏吃水5.0 m，艉吃水5.2 m。該類型船舶長(zhǎng)寬比小，載貨后受風(fēng)面積急劇增大，船舶的航向穩(wěn)定性和追隨性變差。

1.4.2 載貨概況

所載貨物為魚山石化項(xiàng)目所需大型化工設(shè)備。其代表性設(shè)備有重整加熱爐，單體重量約1 400 t，長(zhǎng)、寬和高分別是23 m、18 m和43 m，如圖2所示。

2 大型甲板運(yùn)輸船靠泊操縱要點(diǎn)

2.1 靠泊時(shí)間窗口的選擇

因受港池尺度和港池西側(cè)水深的限制，“泛舟9”輪不能實(shí)施在港池內(nèi)掉頭靠泊的操縱方案。港池南面航道上受島嶼間切變流影響較大，如果在此區(qū)域掉頭后倒航入泊，在航道上船舶整體將受漲水或者落水橫流的影響。據(jù)悉，某船在該碼頭首次靠泊時(shí)，船舶在港池南面1倍船長(zhǎng)處掉頭完成后，整體船身和所載貨物受橫風(fēng)橫流影響發(fā)生橫移運(yùn)動(dòng)，結(jié)合車舵和拖輪，控制船舶依然困難，再加上操縱不當(dāng)，導(dǎo)致靠泊失敗。

綜合分析，該類型船舶選擇高平潮時(shí)在梯形港池南界線邊緣，往右掉頭倒航入泊更具可操作性。該區(qū)域漲落潮流影響已經(jīng)趨緩，若合理利用微弱的漲水流，使船舶右舷艉部受流推動(dòng)，船舶向右掉頭，則有助于倒航掉頭入泊。

船舶自五虎礁引航錨地駛往碼頭途中，航向基本穩(wěn)定在070°，漲潮流指向?yàn)?90°～340°，自船舶右舷40°～90°方向而來，為頂流壓攏流。初漲潮水流向不定多變，且水流速度呈遞增狀態(tài)，對(duì)于載貨甲板運(yùn)輸船，富余水深小，不適宜旋回和靠泊，且入泊后碼頭帶纜樁高于船舶帶纜作業(yè)甲板，因此初漲時(shí)不適宜靠泊。

落潮流指向?yàn)?35°～165°，自船舶左舷75°～105°方向而來，為順流推開流，亦不適宜旋回和靠泊。

因此，選擇在漲末時(shí)段靠泊。該時(shí)段漲潮流基本穩(wěn)定在290°左右，且漲潮流速度呈遞減狀態(tài)，富余水深足夠。

通過和海事、貨主、碼頭、船方等多方面協(xié)商研究，并分析風(fēng)流等自然因素，該類型船舶的靠泊方案最終選擇漲末時(shí)間段以“拖錨—旋回—倒航—靠泊”的模式?？坎磿r(shí)間窗口如下：岱山（高亭港）高潮時(shí)前0.5 h錨地登輪起錨，高潮時(shí)船舶在航，高潮后0.5 h抵達(dá)港池口，高潮后1h靠上碼頭。

2.2 風(fēng)流的影響、拖船的配置和使用

該碼頭靠泊的大型甲板運(yùn)輸船，由于載貨和船型的原因，極易受風(fēng)流的影響。為實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶操縱的有效控制，必須對(duì)風(fēng)流導(dǎo)致的船舶受力情況作出精確的計(jì)算，要求拖船配置的總功率產(chǎn)生的推拉力大于該類型船舶在最不利風(fēng)向和流向影響下的合作用力。

2.2.1 風(fēng)和流壓力的影響

2.2.2 所配置拖船的推力和拉力

舟山港作拖船為Z型螺旋槳推進(jìn)模式。該碼頭作業(yè)通常以拖船功率2 940 kW和 2 352 kW配置，實(shí)際輸出功率按出廠額定功率的90%計(jì)算，實(shí)際可用總頂推力為837.9 KN和總拉力為749.7 KN。

因?yàn)樵搮^(qū)域島礁地形的特點(diǎn)，有必要討論一下，當(dāng)入泊過程中風(fēng)力突然增大時(shí)的局面。通過計(jì)算所得，“泛舟9”輪裝載四臺(tái)重整加熱爐時(shí)，在遭遇5級(jí)風(fēng)和1 kn流時(shí)的合作用力為578 KN，小于拖船的總頂推力或總拉力；在遭遇6級(jí)風(fēng)和1 kn流時(shí)的合作用力為823.3 KN，已經(jīng)大于拖船的總拉力。

2.3 “拋錨”時(shí)機(jī)的選擇和控制

因港池口附近水域狹窄，為使船舶準(zhǔn)確地抵達(dá)預(yù)定掉頭水域，通常選擇提早拖錨淌航的方式，在一定余速及使用拖船保向的前提下，憑借拖錨阻力遞減余速，當(dāng)船首抵達(dá)港池南界線邊緣掉頭水域時(shí)，基本控制航速在0 kn左右。

船舶以2 kn余速拖錨時(shí)出鏈長(zhǎng)度為2.5倍水深，查表所得，Pa/Wa=1.39（其中Wa為單錨重量6 t），因此 St=0.0135×18000×22/（1.39×6） =116 m。

實(shí)際操縱中，船舶航向與碼頭走向夾角呈45°，船艏距離碼頭最南面系纜樁（船艏入泊位置）120 m時(shí)，下右錨2 kn錨鏈（2.5倍水深鏈長(zhǎng)）入水，以約2 kn余速拖單錨停車的方式，在抵達(dá)碼頭最南面系纜樁約15～20 m處時(shí)，基本能保持0 kn的速度。因?yàn)闈q末水流的作用，使該拖錨淌航距離有所減小，實(shí)際操縱時(shí)約100 m拖錨淌航距離，與上述公式中計(jì)算所得的數(shù)值基本相符。

2.4 船舶旋回靠泊操縱

2.4.1 旋回操縱

由于地形和大型甲板運(yùn)輸船須艉靠的特點(diǎn)，船舶須在位于兩泊位之間180 m連線處開始掉頭。在確保船艉旋轉(zhuǎn)的安全距離余量后，指揮船艉拖船慢車頂推，使船艉開始向港池一側(cè)旋回。實(shí)際操縱中，因艉部拖船的頂推效應(yīng)以及拖錨淌航和風(fēng)流的合作用，在船舶旋回時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的后退速度，駕引人員須注意船艉和西面材料碼頭的距離，必要時(shí)可短暫進(jìn)車或松錨鏈。

2.4.2 入泊操縱

盡量確保平行入泊。通過指揮2艘拖船來調(diào)整橫移入泊速度，通過短暫用車或控制纜繩，來控制進(jìn)退速度。該類型船舶的靠泊角度嚴(yán)格控制在5°以內(nèi)，靠泊時(shí)最大法向速度應(yīng)<12 cm/s；船艉斜坡道海側(cè)不可靠船撞擊，因此選擇倒航式方式入泊，控制船艉距斜坡道距離約0.5 m。

3 實(shí)船操縱案例

2018年7月15日（農(nóng)歷六月初三），“泛舟9”輪載貨4臺(tái)重整加熱爐，計(jì)劃靠泊魚山石化滾裝碼頭。當(dāng)日能見度良好，實(shí)測(cè)東南風(fēng)4～5級(jí)。

岱山高亭港潮汐：高潮 1149/294 cm、低潮1825/014 cm。

1120， 引航員在五虎礁引航錨地登輪。開始起錨（有6節(jié)錨鏈入水）。3艘拖船到位，2艘助泊，1艘清場(chǎng)和警戒。

1150， 錨離底，動(dòng)車航行，航向90°；船艏艉右舷帶拖船。

1220，船艏距離碼頭南端約120 m，余速2 kn，停車；拋下右錨2節(jié)入水，如位置1所示。見圖3。

1230， 船艏距碼頭約20 m，前進(jìn)速度接近0 kn，艏倒纜上樁，如位置2所示。

1235， 開始用拖船協(xié)助向右旋回，如位置3所示。

1250， 完成旋回，船舶離碼頭1倍船寬，與碼頭平行。

1300， 貼上碼頭，倒航至斜坡道0.5 m處，用拖船頂住，開始系帶其他纜繩，如位置4所示。

4 注意事項(xiàng)

1）通常選擇漲末潮水靠泊。必須滿足風(fēng)力等級(jí)≤5級(jí)風(fēng)，流速≤1kn的氣象水文條件，采用“拖錨—旋回—倒航—靠泊”模式；大型甲板運(yùn)輸船嚴(yán)禁夜間靠泊。

2）作業(yè)之前聯(lián)合多部門制定詳盡的靠離泊方案。引航員登輪后，與船長(zhǎng)進(jìn)行靠泊操縱的信息交流，聽取船長(zhǎng)對(duì)靠泊方案的意見，獲得船長(zhǎng)的配合和支持。嚴(yán)密監(jiān)視實(shí)測(cè)風(fēng)速，若實(shí)測(cè)和預(yù)報(bào)風(fēng)力等級(jí)不一致，果斷調(diào)整靠泊計(jì)劃或改變靠泊時(shí)間。

3）和碼頭保持聯(lián)系，確保航道上和掉頭水域、港池內(nèi)提早清場(chǎng)?？坎醋鳂I(yè)期間，須有船只在附近擔(dān)任警戒，不允許有其他船舶進(jìn)出港池。

5 結(jié)束語(yǔ)

大型甲板運(yùn)輸船的艉靠泊模式不同于正常的靠泊模式。而魚山石化滾裝碼頭，因地理位置的特殊性，其“拖錨—旋回—倒航—靠泊”模式，又具有其獨(dú)特性。隨著寧波—舟山港魚山化工項(xiàng)目的即將投產(chǎn)，該碼頭的使用率將越來越頻繁，“拖錨—旋回——倒航—靠泊”模式將為靠泊安全帶來益處。我們?cè)谡麄€(gè)航行、靠泊過程中，膽大心細(xì)地操縱，才能確保引航安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫琦.船舶操縱[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2015.

[2] 陸志材.船舶操縱[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2000.

[3] 陸悅銘，胡建國(guó).引航員與船長(zhǎng)間信息交流方式研究[J].中國(guó)航海，2006（04）：46-50.

[4] 盛峰.5萬(wàn)噸級(jí)半潛船靠離大宇碼頭引航操縱方法及要點(diǎn)[J].航海，2017（03）：33-36.