尤慶華， 劉 威， 胡甚平， 陳 杰， 吳永明(.上海海事大學(xué) 商船學(xué)院， 上海 0306； .寧波引航站， 浙江 寧波 35040)

遠(yuǎn)東碼頭船靠船靠泊作業(yè)風(fēng)險評估與操作措施

尤慶華1， 劉 威1， 胡甚平1， 陳 杰2， 吳永明2
(1.上海海事大學(xué) 商船學(xué)院， 上海 201306； 2.寧波引航站， 浙江 寧波 315040)

相對于船舶靠碼頭作業(yè)，二程船靠泊一程船的船靠船靠泊作業(yè)要額外考慮兩船之間的靠球、靠泊角度、系纜條件、作業(yè)協(xié)調(diào)和吃水差等風(fēng)險因素，作業(yè)風(fēng)險更大。對此，從二程船對一程船的撞擊力、靠球的選型與配置、二程船靠泊時機(jī)、靠泊角度、靠泊速度、拖船配置以及靠球彈性的應(yīng)對等角度出發(fā)，對遠(yuǎn)東碼頭二程船靠泊一程船作業(yè)進(jìn)行靠泊方案風(fēng)險評估、實景模擬驗證、模擬操縱訓(xùn)練和多次靠泊實踐探索，并提出相應(yīng)的操作措施。該操作措施較好地解決了二程船特殊條件下在遠(yuǎn)東碼頭11#泊位靠泊一程船外當(dāng)?shù)陌踩坎磫栴}。

水路運(yùn)輸； 船靠船靠泊作業(yè)；風(fēng)險評估；操作措施；靠球；靠泊角度；系纜條件

1 研究背景

寧波遠(yuǎn)東碼頭經(jīng)營有限公司的11#泊位位于穿山半島北側(cè)、竹灣山嘴附近，從2013年年初開始為煤炭散貨船提供裝卸過駁作業(yè)服務(wù)。一程進(jìn)口船(主要為7萬噸級巴拿馬型和18萬噸級海岬型散貨船)滿載靠泊該泊位卸下的煤炭，一部分通過陸域駁載到相鄰的遠(yuǎn)東10#泊位二程船上(主要為2萬～5萬噸級的沿海散貨船)，另外一部分通過水-水過駁的方式直接由一程船過駁到靠泊在其外當(dāng)?shù)亩檀稀?/p>

2 船靠船靠泊作業(yè)風(fēng)險

與船舶靠碼頭靠泊作業(yè)相比，船靠船靠泊作業(yè)風(fēng)險因素主要包括：船舶間的撞擊力(靠球)、靠泊時段(風(fēng)、流、浪、潮汐、能見度)、靠泊角度、靠泊速度、舷邊布置、系纜條件、拖船運(yùn)用、作業(yè)協(xié)調(diào)、吃水、吃水差、噸位差和干舷差等。

由表1可知，二程船靠泊一程船時要額外考慮一程船與二程船之間的很多風(fēng)險因素，如靠球、靠泊角度、系纜條件、作業(yè)協(xié)調(diào)、吃水差、噸位差和干舷差等，與船舶靠碼頭靠泊作業(yè)相比，風(fēng)險因素和不定因素更多，作業(yè)風(fēng)險更大。

表1 船舶靠碼頭與船靠船作業(yè)風(fēng)險比較

3 船舶間的撞擊力

二程船在靠泊一程船的過程中,應(yīng)謹(jǐn)慎運(yùn)用車、舵、錨、纜繩、側(cè)推器和拖船，適當(dāng)控制船舶的橫移速度，最大程度地減小靠泊船舶的撞擊力。若靠泊操縱手段運(yùn)用不當(dāng)，船舶橫移速度過大，則船舶和碼頭結(jié)構(gòu)的安全將難以得到保障。

船舶靠泊產(chǎn)生的撞擊力與船舶的排水量及靠泊時的橫移速度等因素有關(guān)。常用的船舶撞擊力計算式為

P=WV/(gT)

(1)

式(1)中:P為船舶撞擊力,kN；W為船舶重力,kN；V為船舶移動速度,m/s；g為重力加速度,m/s2；T為撞擊時間,s。

(2)

式(2)中：F為船舶撞擊力,kN；γ為動能折減系數(shù)，正向撞擊取0.3；α為速度與撞擊點(diǎn)處切線的夾角，正向撞擊取90°；V為船舶移動速度,m/s；W為船舶重力,kN；C1+C2為船舶和水工設(shè)施的彈性變形系數(shù)，缺乏資料時可取0.000 5 m/kN。

2萬噸級散貨船滿載總載重量為20 000 t，靠泊船處于空船壓載狀態(tài),按1/4壓載量計算,載重量取5 000 t；空船排水量為6 000 t；船舶總重量為總載重量與空船排水量之和，另加10%因水的黏性產(chǎn)生的附加重量；撞擊時間取2.5 s?？坎创目v移速度為0，最大橫移速度為0.15 m/s。計算得到靠泊船對里當(dāng)船的最大撞擊力為1 980 kN。

若能正確使用靠球，使撞擊力得到及時有效的分散和緩沖，則靠泊船的撞擊力在靠攏速度<0.15 m/s的情況下不會對兩船的結(jié)構(gòu)安全造成威脅。

4 靠 球

一程船外當(dāng)靠泊二程船時，為避免兩船發(fā)生碰撞和摩擦，要在一程船外當(dāng)布置好橡膠靠球，起到類似于碼頭靠把的作用。

相對于碼頭上安裝的專業(yè)靠把，靠球顯得比較簡陋，具體表現(xiàn)為受力后變形大、彈性強(qiáng)，貼攏后短時間內(nèi)難以穩(wěn)住船，二程船的預(yù)設(shè)態(tài)勢和角度極易被瞬間破壞；另外，由于靠泊時靠球與船體直接接觸，摩擦力較大，因此貼攏后移動船舶比較困難。

4.1靠球的型式

船舶并靠常用的靠球是由合成線繩增強(qiáng)橡膠板制成的橡膠靠球，內(nèi)有壓縮空氣，可吸收大量能量，降低作用在船舶表面的單位壓力，使船舶?？繒r柔性和緩沖力更強(qiáng)?？壳蚋鶕?jù)放置位置的不同可分為主靠球(沿船中平行部位放置，能在靠泊和裝卸貨期間提供最大緩沖保護(hù))和輔助靠球(用于緩沖靠泊和裝卸貨期間因不慎造成的艏艉殼板間的任何觸碰)兩種；根據(jù)靠把內(nèi)氣壓的高低又可分為低壓充氣型和高壓充氣型兩種。

4.2靠球的尺寸與強(qiáng)度

船舶并靠操作通常選用圓柱型充氣式靠球?？壳驈?qiáng)度的高低主要體現(xiàn)在當(dāng)其受到擠壓時所能產(chǎn)生的反作用力的大小和對沖擊負(fù)荷能量吸收的多少。同種材質(zhì)的靠球，尺寸越大，強(qiáng)度越高。

4.3所需靠球的數(shù)量

選用的靠球應(yīng)能滿足在沖擊負(fù)荷承受的范圍內(nèi)吸收能量、形狀能復(fù)原，以及在兩船并靠過程中和并靠后船舶接觸或發(fā)生橫搖的情況下，壓縮后的靠球的直徑不致使上部構(gòu)造(船體)發(fā)生接觸?？壳虻牟贾脩?yīng)能使最大的沖擊負(fù)荷適當(dāng)?shù)胤植荚趦纱衅叫畜w的全長面積上。船舶常用的圓柱型充氣式靠球的規(guī)格見表2。

根據(jù)船舶間的撞擊力分析結(jié)果，當(dāng)靠泊船的橫移速度控制在0.15 m/s及以下時，靠泊船對里當(dāng)船的撞擊力最大為1 980 kN。根據(jù)表2參數(shù)和實際操作慣例，并靠時需配備的主靠球規(guī)格和數(shù)量見表3。

除了配備上述主靠球之外，還應(yīng)在艏部和艉部適當(dāng)配備輔助靠球，以備船舶靠離時應(yīng)急之用。

4.4靠球的放置要求

靠球應(yīng)按下列要求放置。

表2 圓柱型充氣式靠球的規(guī)格

表3 并靠時需配備的主靠球規(guī)格和數(shù)量

1) 并靠時的沖擊力應(yīng)能在兩船適當(dāng)?shù)拇w面積上被均勻吸收，并考慮到船體的厚度。

2) 在靠泊和裝卸貨作業(yè)過程中，靠球的放置應(yīng)能為兩船提供盡可能的保護(hù)。

3) 放置靠球時應(yīng)根據(jù)擬定的計劃，同時考慮兩船的長度、船中平行部位的長度和艏艉弧度等因素。

根據(jù)11#泊位的實際情況，可選用4個尺寸(直徑×長)為1.5 m×3 m的橡膠靠球順次安放在一程船的外當(dāng)，其中第1個和第4個靠球應(yīng)安放在合適的位置，使二程船貼攏時剛好位于船身平直部分的艏艉最兩端。

靠泊過程中，若并靠的小船與大船不平行，則可能存在觸碰的危險，因此還應(yīng)在小船舯部平行體的稍前和稍后部位各放置一個輔助靠球，以避免靠泊過程中小船的艏或艉觸碰大船船體。

為此，碼頭方要提早獲取一程船和二程船的總布置圖(General Arrangement),根據(jù)駁載對艙口的要求提早計算出第1個和第4個靠球在一程船上的安放位置。4個靠球之間用鋼絲繩連接，艏艉端將鋼絲牽引到大船甲板纜樁上挽牢，中間的2個靠球還要各有一根鋼絲繩拉到甲板上，以便對其進(jìn)行定位，防止該靠球在風(fēng)和流不合適時打橫而影響靠泊。

5 二程船安全靠泊時段

5.1二程船靠泊時機(jī)

船舶進(jìn)港靠泊操縱時機(jī)的選定取決于風(fēng)、流和能見度等。

1) 風(fēng)的影響與風(fēng)力、風(fēng)向及船舶的載重狀態(tài)有關(guān)。理論計算和模擬操縱結(jié)果表明，二程船在壓載狀態(tài)下靠泊時，風(fēng)力一般應(yīng)限制在6級以下，以保證安全。當(dāng)風(fēng)向為北風(fēng)或東北風(fēng)時，風(fēng)力處于正橫位置，此時還要適當(dāng)降低風(fēng)級。倘若風(fēng)力太大，助泊拖船將無法作業(yè)。

2) 由于該泊位的二程船為2萬噸級的空船，因此對流的要求可比一程船略低，但其危險性要比同類型船舶靠碼頭大得多，因此建議將靠泊流速控制在1.5 kn以下。

3) 能見度應(yīng)>1 000 m。

5.2二程船安全靠泊時段的選定

二程船應(yīng)盡量選擇在平流、緩流時靠泊，對于遠(yuǎn)東11#泊位而言，較適宜靠泊的時段為鎮(zhèn)海高潮前1 h～鎮(zhèn)海高潮時。由于二程船處于空載狀態(tài)，對流的要求不用像一程船那么高，因此可將靠泊時間放寬到鎮(zhèn)海高潮后1 h。該時段的潮流處于初落轉(zhuǎn)急落的過程中，碼頭邊流較為平緩。鎮(zhèn)海高潮1 h后，流速可能會達(dá)到2 kn，此時不利于安全靠泊。

因此，二程船安全靠泊時段為鎮(zhèn)海高潮前1 h～鎮(zhèn)海高潮后1 h，一般鎮(zhèn)海高潮時是最佳靠泊時間。

6 船靠船靠泊作業(yè)風(fēng)險防范

6.1靠泊安全角度

船靠船靠泊時，一程船與二程船之間使用尺寸(直徑×長)為1.5 m×3 m的橡膠靠球。在貼攏時，由于慣性作用，靠球直徑可能會被擠壓到1 m左右，兩船相近到幾乎探身就能摸到對方船。假設(shè)二程船第1個擠到的靠球位置與艏部最有可能和大船相碰的點(diǎn)的距離為30 m，則可通過簡單的三角函數(shù)計算出該角度約為1.8°，考慮到艏部弧形結(jié)構(gòu)，靠泊角度不能>3°。

6.2一程船舷邊布置

1) 一程船外當(dāng)突出于舷外的物品(如舷梯、照明燈等)應(yīng)提早收回。

2) 有些船(比如巴拿馬型船)的艙蓋板完全打開后，其外沿幾乎與舷邊平齊，因此必須提前將其內(nèi)移到離舷邊至少2 m遠(yuǎn)處，否則在二程船靠泊過程中一旦帶有小角度靠攏，艏部很容易與其相碰。

3) 一程船拋有外當(dāng)錨時，要提早絞起，若無法絞起，則需松鏈到垂直。

4) 一程船絞纜機(jī)處于可用狀態(tài)，方便絞纜。

6.3二程船風(fēng)險防范

1) 由于二程船靠泊一程船過程中可能用車較多，因此應(yīng)選擇船況較好的船作為二程船，同時做好靠泊過程中可能多次用車的準(zhǔn)備，使機(jī)器處于良好的操縱狀態(tài)。

2) 二程船應(yīng)備妥雙錨，前后準(zhǔn)備手提靠把，以備緊急時使用。

3) 二程船應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)壓載，至少使螺旋槳沒水；船舶盡量保持平吃水，不能有橫傾。

4) 二程船使用2條拖船協(xié)助靠泊，拖船應(yīng)由經(jīng)驗豐富的駕駛員操作。

5) 二程船的代理應(yīng)針對船期和船舶壓載要求對船方做好提醒工作，確保船舶能按時到達(dá)并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。

6) 碼頭方人員和設(shè)備提前0.5 h就位，安放好指泊標(biāo)志，保持甚高頻通信暢通；相鄰泊位提前0.5 h停止靠離泊作業(yè)，以確保安全。

6.4一程船吃水限制

1) 對于大型海岬型一程船，為確保穩(wěn)泊安全，須先靠上碼頭進(jìn)行搶卸，待其吃水<15 m后再視需要進(jìn)行二程船的靠泊。

2) 對于巴拿馬型一程船，若生產(chǎn)需要，二程船可在其計劃靠泊時間后的1.5～2 h進(jìn)行靠泊作業(yè)(即鎮(zhèn)海高潮后0.5～1 h)，以最大程度地提高碼頭裝卸效率。

6.5兩船駕駛臺的相對位置

1) 船靠船靠泊時，若條件許可，應(yīng)將兩船駕駛臺位置錯開。由于駕駛臺往艉部方向的船舶側(cè)面舭部內(nèi)收，駕駛臺雖在船寬范圍內(nèi)，但相對于其對應(yīng)的舷側(cè)面會有部分突出。一程船艉部型線收得比較快，駕駛臺與下面對應(yīng)的舷側(cè)相比顯得略有突出。一旦靠泊時艉部帶有一定的靠泊角度，兩船的駕駛臺位置就極有可能發(fā)生擦碰。一般二程船駕駛臺可與一程船最后一艙位置對齊，避免兩駕駛臺相對。

2) 船靠船靠泊一般應(yīng)遵循順靠原則，即二程船靠泊方向與一程船保持一致。通常情況下，兩船都處于艉傾狀態(tài)，有利于二程船纜繩的系帶；靠離泊過程中，艉部靠近駕駛臺，容易觀察，可隨時動用車和舵進(jìn)行控制，而艏部離得遠(yuǎn)，控制起來相對麻煩，發(fā)生碰撞的概率相對較大，但在順靠狀態(tài)下，兩船艏部之間即使發(fā)生擦碰，損失也不會太大。

7 船靠船靠泊作業(yè)操作措施

7.1速度控制

由于二程船的靠泊時間一般定在鎮(zhèn)海高潮至高潮后1 h，因此經(jīng)過螺頭水道時還有較強(qiáng)的漲水。若船是從西堠門方向過來的，則會一路頂水，部分區(qū)域流速能達(dá)到6 kn，此時必須注意到流的情況，適當(dāng)提高航速以免錯過靠泊時機(jī)。若船是從蝦峙門方向過來的，則由于一路順?biāo)?，維持一般的航速即可。船到遠(yuǎn)東碼頭附近慢車帶好拖船后，航行至11#泊位對開約2倍船長處倒車?yán)?zhǔn)備靠泊。

7.2拖船安排及使用

1) 為確?？侩x泊安全，船靠船靠泊須安排2條全旋回轉(zhuǎn)拖船助泊。

2) 拖船功率：由于二程船處于空載狀態(tài)，因此安排拖船的功率宜小不宜大，大功率拖船即使使用最慢車，在貼攏階段也往往很難平穩(wěn)控制船舶。

3) 拖船系帶位置：二程船通常有一定的艉傾，艉部水阻力相對較大，若2條拖船功率不同，則可把功率大的放到后面使用；帶拖纜的位置采用盡量往中間帶的原則，以縮短船拖船作用力臂的長度，降低拖船作用的靈敏度，一般將前面拖船帶在艏樓后面的主甲板上，后面拖船帶在駕駛臺前面。

7.3靠球彈性的應(yīng)對

遠(yuǎn)東碼頭船靠船靠泊作業(yè)中使用的橡膠靠球的彈性比一般的碼頭靠把大很多，二程船在拖船協(xié)助下向一程船靠攏時很難一次性貼穩(wěn)，容易被彈開，進(jìn)而形成兩船船體發(fā)生觸碰的態(tài)勢。因此，防范和阻止二程船貼攏后反彈是確保靠泊作業(yè)安全的重要內(nèi)容。根據(jù)操作經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾種辦法。

1) 拖船前后頂住，但要有效掌控前后拖船頂推力量的均衡，否則兩船之間極有可能形成較大夾角而發(fā)生擦碰。

2) 先在艏部合適的位置帶上橫纜，慢慢絞，當(dāng)艏部接近平行貼攏的瞬間絞緊，同時艉部拖船微速頂住。需注意，艏部拖船要時刻保持頂推姿勢，以便在橫纜沒有收緊的情況下能隨時動車發(fā)力頂住。

3) 在二程船航行到一程船附近時對開近距離帶上纜繩，靠纜繩慢慢前后平行絞攏，該方法最安全。

7.4碼頭邊復(fù)雜潮流的應(yīng)對

碼頭邊船靠船靠泊作業(yè)時，一程船外當(dāng)潮流較為復(fù)雜(特別是在遠(yuǎn)東11#泊位區(qū)域)，表現(xiàn)在一程船外當(dāng)約100 m范圍外，落水時有強(qiáng)烈的壓攏態(tài)勢；而在一程船外當(dāng)約100 m范圍內(nèi)，落水時艏部是推開流，艉部是壓攏流。

為避免靠泊操作復(fù)雜化，增加安全系數(shù)，建議采用抽屜式靠泊方式：二程船航行到一程船正橫位置時對開拉停，橫距保持在2鏈以上(為前后拖船留出根據(jù)現(xiàn)場流場協(xié)調(diào)均衡推力的時間和空間)，然后前后拖船平行頂進(jìn)。一般二程船與一程船橫距<50 m時，受艏部方向推開流的作用，艏部靠攏速度會略微減緩，而艉部靠攏速度會加快，此時可令艏部稍稍得力或短時間加車，從而衰減艉部的入泊速度，爭取最終平行靠攏(見圖1)。

圖1 二程船靠泊一程船

7.5操作措施

1) 進(jìn)港后應(yīng)備妥雙錨。

2) 二程船抵港前，港方應(yīng)根據(jù)船方提供的系泊設(shè)備和纜繩的情況制定系泊方案并告知船方，由船長認(rèn)可；同時，將一程船的相關(guān)設(shè)施和系纜條件告知船方。

3) 二程船可在鎮(zhèn)海高潮前后1 h之間靠泊一程船，最佳靠泊時間是鎮(zhèn)海高潮時。二程船約在計劃靠泊時間1 h前到達(dá)遠(yuǎn)東碼頭所在的穿山北水域，一般是左舷靠泊，在右艏部2艙位置帶好前拖船，后拖船帶在右舷駕駛臺前面纜樁上。

4) 靠泊初始位置在遠(yuǎn)東11#泊位對開橫距≥2鏈的位置處，利用拖船、車和舵等平行橫移貼攏。

5) 艏部應(yīng)盡量先出一根橫纜，有利于控制艏部；艉部可先出倒纜。二程船距離一程船5～10 m時，必須做平，平行貼攏。特別注意不能讓艉部先進(jìn)去，以防止碰壞艉部上層建筑(包括救生艇等一系列重要設(shè)備)。靈活使用車和舵進(jìn)行靠泊三要素的控制是平穩(wěn)安全靠泊的關(guān)鍵。若拖船的功率對船的影響太大，可采用頂頂停停的間歇性操作方式。

6) 二程船纜繩全部系在一程船纜樁上?？坎赐戤吅?，碼頭和船方都要注意纜繩受力情況，特別是二程船船員應(yīng)根據(jù)兩船的干舷差和碼頭邊的風(fēng)流及潮水漲落情況適時調(diào)整相關(guān)纜繩的受力方向和角度，避免纜繩因受力過度或角度過大而斷裂。

7.6其他注意事項

1) 二程船必須進(jìn)行適當(dāng)壓載以滿足安全靠泊的需求；至少使船舶的螺旋槳沒于水面，艏艉盡量調(diào)平吃水，不能有過大的吃水差。

2) 二程船靠攏后調(diào)整船位時，由于橡膠靠球的表面摩擦力比一般的碼頭靠把大很多，因此要動車配合絞纜繩，動車前注意保持螺旋槳清爽。

3) 若靠泊過程中發(fā)生主機(jī)失控現(xiàn)象，要堅決拉開，千萬不能抱僥幸心理。

4) 二程船的代理應(yīng)針對船期和船舶壓載要求提前對船方做好提醒工作；碼頭方應(yīng)在一程船靠泊完畢后盡快安放靠球。

8 結(jié)束語

與船靠碼頭相比，二程船靠泊一程船是一種較為困難的靠泊方式，通過分析遠(yuǎn)東碼頭的水域條件，以及現(xiàn)場操作和觀測，對二程船靠泊一程船作業(yè)進(jìn)行了風(fēng)險評估、實景模擬驗證、模擬操縱訓(xùn)練和靠泊實踐探索，并提出了相應(yīng)的操作措施，在一定范圍內(nèi)取得了成功，較好地解決了二程船靠泊一程船外當(dāng)?shù)陌踩坎磫栴}。

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RiskAssessmentandOperationalMeasuresofShip-Beside-ShipBerthingatYuandongDock

YOUQinghua1,LIUWei1,HUShenping1,CHENJie2,WUYongming2
(1. Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China;2. Ningbo Pilot Station, Ningbo 315040, China)

The additional factors, such as use of fender balls, control of berthing angle, mooring conditions, berthing operation coordination, draught difference between ships, making the ship-beside-ship berthing operation more difficult and risky than berthing alongside the wharf. The risk of operation when the second-vessel berthing beside the first-vessel at Yuandong Dock is assessed taking into account the striking force from first-vessel, fender balls selection, optimum berthing time, berthing angle, berthing velocity, tug selection, as well as the elasticity of fender balls. The operation is simulated according to the realistic scenario and appropriate operation procedure is proposed and verified through practical operations at Yuandong Dock. The proposed operation procedure has been used at berth No.11 of Yuandong Dock successfully.

waterway transportation; ship-beside-ship berthing operation; risk assessment; operational measures; fender balls; berthing angle; mooring condition

2015-05-15

上海海事大學(xué)?；?SMU-MMC-20140001)

尤慶華(1953—)，男，江蘇寶應(yīng)人，教授，高級船長，主要從事船舶操縱與航運(yùn)安全管理研究。E-mail:youw6@yeah.net

1000-4653(2015)03-0070-05

U675.9

A