黃汝輝

談超大型船舶拖帶的風(fēng)險控制

黃汝輝

船舶運(yùn)輸是當(dāng)今社會的主要運(yùn)輸方式之一，其安全也是人們一直關(guān)注的焦點(diǎn)?？萍嫉倪M(jìn)步使“造大船”成為全球航運(yùn)發(fā)展主流，這些龐然大物以更大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低了營運(yùn)成本，對海上救助也提出更高的要求和挑戰(zhàn)，超大型船舶救助拖帶也已經(jīng)成為一個救助新課題。以“北海救117”拖40萬噸超大型礦砂船“S1701”從大連長興島至山海關(guān)為例，概括進(jìn)行風(fēng)險分析的主要因素，提出風(fēng)險控制的具體措施，為超大型船舶拖帶提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對提高救助能力有一定的借鑒作用。

超大船舶；拖航；安全風(fēng)險控制

船舶運(yùn)輸是當(dāng)今社會的主要運(yùn)輸方式之一，自2011年馬士基航運(yùn)訂造1.8萬TEU型3E級大船后，“造大船”成為全球航運(yùn)發(fā)展主流，科技的進(jìn)步使得這些400米長的龐然大物（約有四個足球場那么大），像大型零售商店和客機(jī)一樣，以更大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低了營運(yùn)成本，提高了船舶運(yùn)輸?shù)男?。與此同時，超大型船舶的出現(xiàn)對海上救助也提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。早在2007年3月8日，1萬TEU集裝箱船“地中海喬安娜”輪與正在天津新港航道進(jìn)行挖泥施工的荷蘭籍挖泥疏浚船“奮威”輪發(fā)生碰撞事故之時，面對長337米、寬46米的巴拿馬籍“地中海喬安娜”輪（約2個足球場大），超大型船舶救助拖帶已經(jīng)成為一個救助新課題。國際海事組織（IMO）于2002年通過的《IMO制定規(guī)則過程中應(yīng)用FSA指南》中指出，如果在事件之前、在執(zhí)行每一次任務(wù)時，都做一次翔實(shí)的安全風(fēng)險評估，充分考慮各種不利的環(huán)節(jié)，并采取積極的預(yù)防措施去應(yīng)對，就會減少事故的發(fā)生。鑒于超大型船舶拖帶案例少，現(xiàn)將2016年4月“北海救117”拖40萬噸超大型散貨船“S1701”從大連長興島至山海關(guān)的拖航風(fēng)險主要因素分析和風(fēng)險控制的一些具體措施與同仁分享。

一、超大型散貨船“S1707”概況

“S1707”為40萬DWT散貨船，總長361米、垂線間長353米、型寬65米、型深30.5米，拖航吃水：船首2.83米、船尾5.73米（如圖1所示）。此船于兩年前下水，船上設(shè)備舾裝已完成90%左右，但由于船廠破產(chǎn)，船上設(shè)備還不能用，無動力提供，無拖帶索具。

圖1 S1707外形

現(xiàn)場查看拖帶船情況：數(shù)字與視覺還是有很大的差距的。船舶超長，比中國“遼寧”號航母還要長，系泊纜有30多根；船舶干舷高度大約與十層樓相當(dāng)；甲板面積差不多有3個足球場大，盡管之前對該船有一定的了解，但身臨其境還是有點(diǎn)出乎意料。

二、拖航存在的風(fēng)險因素

船舶安全涉及船舶、人員、管理與組織系統(tǒng)以及環(huán)境四方面因素。因此在安全評估的準(zhǔn)備階段，首先要對所要研究的問題進(jìn)行限定，針對此次拖航，組織相關(guān)人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘察檢驗(yàn)，分析拖航存在的風(fēng)險因素。

1.船舶方面因素

被拖散貨船“S1707”，船體完好，但船舶沒有動力和電力供應(yīng)，類似于癱船。

甲板機(jī)械狀況：

（1）船首纜樁安全負(fù)荷均為80噸；

（2）雙錨已固定，制鏈器已合上，但無法拋錨；

（3）高強(qiáng)度迪尼瑪應(yīng)急拖纜已布置；

（4）舵在正舵并固定；

（5）螺旋槳也已固定。

拖帶存在困難：

（1）沒有拖帶索具；

（2）80噸的纜樁是否符合拖帶要求，出現(xiàn)緊急情況時，能否拋下錨；

（3）靠泊時平吃水為4.3米，能否將吃水差調(diào)到拖航要求（2.75米）。

2.人員因素

散貨船“S1701”無任何電力、液壓等動力設(shè)備，甲板寬大，解、帶纜特別是解主拖纜時需要配備足夠的人員，并且要熟悉解纜流程，要有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。只是靠幾個人的力量，完成拖帶鎖具的固定、提升，難度很大。

3.船舶航行環(huán)境因素

船舶航行環(huán)境因素可進(jìn)一步劃分為氣象海況條件、海域地理環(huán)境、海域交通環(huán)境和海域信息情報環(huán)境。作為本次拖航，盡管航程不是太遠(yuǎn)，起拖地大連長興島，目的港為山海關(guān)船廠，總航程73海里，為確保船舶在海上接拖、解拖、航行安全，環(huán)境因素顯得特別重要。

（1）氣象海況條件

影響海運(yùn)安全的氣象海況條件包括能見度、風(fēng)（浪）、洋流和潮汐等。長興島水域潮汐屬于正規(guī)半日潮。長興島港外，流速可達(dá)到4～5節(jié)，超過海圖標(biāo)注的3節(jié)，時間大約在高潮后3小時。

（2）海域地理環(huán)境

海域地理環(huán)境中對海運(yùn)安全有影響的因素包括航道寬度、航道深度、航道彎曲角度、航道交叉狀況等。散貨船“S1707”靠泊區(qū)港池設(shè)計(jì)水深－8米，旋回水域?qū)挾仍?00米。為此次拖航，專門對其前沿和掉頭區(qū)進(jìn)行了掃測，基本滿足船組出港要求。進(jìn)出港基本使用長興島大船拆船基地共用航道，航道寬度300米，航道設(shè)計(jì)水深－8.6米，航道總長7.5海里。

（3）海域交通環(huán)境

航道上經(jīng)常有漁民布設(shè)的幾千米以上的流網(wǎng)；此次拖航正趕上有軍事演習(xí)，必須繞航。在航線附近，有石油鉆井平臺，萬一在此期間發(fā)生斷纜，被拖船舶將會失去控制，輕則可能擱淺、觸礁，重則碰撞海上鉆井平臺，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。山海關(guān)錨地周圍布滿養(yǎng)殖區(qū)，也是比較大的考驗(yàn)。救助現(xiàn)場環(huán)境如圖2所示。

（4）海域信息情報環(huán)境

航線主要的信息情報資料：4月5號，長興島偏北風(fēng)5～6級，山海關(guān)4月6日上午4～5級，下午增大到5～6級，陣風(fēng)7級，出海時機(jī)就特別重要。

三、風(fēng)險控制措施

通過對散貨船“S1707”、港池、航道的考察，綜合存在的風(fēng)險因素，再進(jìn)行拖航阻力的計(jì)算、3天天氣預(yù)報的分析及當(dāng)?shù)爻毕绷鞯耐扑愕?，進(jìn)一步控制風(fēng)險。

（一）阻力計(jì)算

航線流速可達(dá)4～5節(jié)，雖可控制途經(jīng)沿岸航道的時機(jī)，但預(yù)先掌握拖航阻力和拖航速度，是整個拖航風(fēng)險控制的關(guān)鍵。根據(jù)2011年中國船級社頒發(fā)的《海上拖航指南》《海上拖航阻力計(jì)算估算辦法》的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行阻力計(jì)算如下:

1.不計(jì)算被拖物受風(fēng)阻力情況

拖輪“北海救117”尺寸如下。垂線間長L：88米；型寬B：15.2米；吃水d：6米；方形系數(shù)δ：0.71；縱剖面系數(shù)b：0.979。

被拖物超大型散貨船“S1707”細(xì)節(jié)如下。垂線間長L：353.5米；型寬B：65米；型深D：30.5米；拖航吃水d：5米；受風(fēng)面積（近似）：2 300平方米；方形系數(shù)δ：0.99；縱剖面系數(shù)b：0.97。

（1）拖輪“北海救117”自身需克服的阻力

根據(jù)中國船級社《海上拖航指南》的經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)合“北海救117”輪具體尺寸，拖輪的阻力可以按如下方法近似計(jì)算：

水下濕表面積：A1=L×（1.7×d+δ×B）= 1 848.09 m2

浸水部分船中橫剖面積：A2=b×B×d=89.28 m2

假設(shè)拖航速度為6節(jié)，則拖輪自身阻力為

摩擦阻力：Rft=1.67A1×V1.83×10-3=24.28 kn

剩余阻力：Rbt=0.147×δ×A2×V1.74+0.15V= 111.70 kn

則拖輪自身需克服的阻力為

Rft+Rbt=24.28 kn +111.70 kn =135.98 kn=13.86 t

（2）被拖物超大型散貨船“S1707”的阻力計(jì)算

根據(jù)中國船級社《海上拖航指南》的經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)合“S1707”具體尺寸，被拖物拖航阻力可按如下計(jì)算求得：

水下濕表面積：A1= L×（B+2×d）=26 512.50 m2

浸水部分船中橫剖面積：A2=0.97×B×d= 308.75 m2

假設(shè)拖航速度為6節(jié)，則“S1707”的阻力為：

摩擦阻力：Rf=1.67A1×V1.83×10-3= 348.28 kn

剩余阻力：Rb=0.147×δ×A2×V1.74+0.15V= 538.15 kn

則“S1707”的拖帶阻力為：R2=Rf+Rb= 348.28 kn +538.15 kn =886.43 kn=90.35 t

（3）拖輪與被拖物總的拖航阻力

當(dāng)拖航速度為6節(jié)時，拖輪與被拖物航行總阻力為

RT=1.15×（Rf t+Rb t+ Rf+Rb）= 1.15× （13.86+90.35）=119.84 t

2.計(jì)算被拖物受風(fēng)阻力情況

根據(jù)中國船級社《海上拖航指南》的規(guī)定，如果被拖物的受風(fēng)面積比較大，則應(yīng)使用以下公式計(jì)算被拖物的拖航阻力：

Rf+Rb的值為 90.35 t。關(guān)于空氣阻力Ra按照如下公式計(jì)算:

因此，拖輪和被拖物的總阻力約為:

綜上所述，拖輪“北海救117”輪拖帶超大型散貨船“S1707”的總阻力取兩種方法中的大者為143.86噸。考慮到“北海救117”輪的系柱拖力為154.59噸，拖航速度為6節(jié)時，拖輪與被拖物的總拖航阻力143.86噸小于拖輪系柱拖力154.59噸。故根據(jù)以上阻力計(jì)算，“北海救117”輪拖“S1707”的拖航速度應(yīng)不低于6節(jié)，以滿足中國船級社《2011版海上拖航指南》拖航要求和抵消所經(jīng)海域最大流速的影響。

（二）散貨船“S1701”纜樁加固

鑒于“S1707”纜樁安全負(fù)荷80噸，若拖航過程不考慮偏蕩，2組纜樁安全負(fù)荷160噸滿足拖航需求。若拖航一旦發(fā)生偏蕩或單邊受力情況（偏蕩瞬時拖力很大），“S1707”的纜樁很有可能焊接處開裂、斷裂。為防止此種情況，用φ58 mm×35 m的高強(qiáng)度救助纜將拖帶纜樁和空閑纜樁串聯(lián)，分解拖帶纜樁的受力，確保拖帶過程中纜樁受力不超過其安全負(fù)荷。按照拖力的要求，配備了相應(yīng)的龍須纜、短纜及卸扣等?？紤]到由于“S1707”干舷太高且無動力，提前布好與被拖船的連接裝置，見圖3、圖4。

圖4 拖航示意圖

（三）錨處于可拋狀態(tài)

被拖船“S1707”處于無動力狀態(tài)，錨機(jī)離合器無法正常打開，緊急情況時錨無法順利拋下。為確保安全，以防萬一，在船東工程師專用工具的配合下，打開了離合器，使被拖船在應(yīng)急狀態(tài)下可以快速拋錨，為整個拖航作業(yè)裝上最后一把安全鎖，確保被拖船、海洋環(huán)境的安全。

（四）采取有效抑制偏蕩措施

拖帶超大型船舶很容易出現(xiàn)偏蕩的問題，針對拖航過程中可能出現(xiàn)偏蕩等情況，需采取一系列措施：按CCS《海上拖航指南》要求調(diào)整好“S1707”的吃水差，保證船舶的吃水差不小于2.75米，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不小于3米為好，最后的吃水差調(diào)整為2.9米；考慮被拖船“S1707”是無動力船舶，在做好防止螺旋槳轉(zhuǎn)動措施和舵葉固定在船舶中心線位置的同時，在“S1707”尾部吊掛一港作拖輪，既減少偏蕩，又達(dá)到拖航中適時控速的效果。

（五）做好人員和物資配備

考慮到此次拖航難度系數(shù)大、可能存在許多未知風(fēng)險和緊急狀況，增派了資深船長、水手長隨船，及2名經(jīng)驗(yàn)豐富的水手拖航期間在被拖船上協(xié)調(diào)接拖、解拖和拖航過程中出現(xiàn)的各種應(yīng)急情況。為防止應(yīng)對可能出現(xiàn)極端情況，例如偏蕩嚴(yán)重，龍須鏈或主拖纜、護(hù)纜器磨損導(dǎo)致斷纜等，“北海救117”輪準(zhǔn)備了相應(yīng)的鋼質(zhì)龍須纜、高強(qiáng)度救助龍須纜、護(hù)纜器、安全負(fù)荷1 500 kN的卸扣等，以備急需。另安排“北海救113”輪護(hù)航，提醒過往船舶和監(jiān)控漁網(wǎng)，確保拖航安全。

（六）拖航過程中的風(fēng)險控制

被拖船“S1707”體積大、慣性大，為防止纜繩突然受力，加速一定要緩慢。抵達(dá)錨地前，為防止纜繩拖底，提前減速收短纜繩至250米，保持2～3節(jié)的速度航行。要避免大角度轉(zhuǎn)向，較大的轉(zhuǎn)向操作不但使龍須纜單邊受力加劇容易產(chǎn)生斷纜或拖帶纜樁斷裂，也會使主拖船降速而被拖船因慣性大、降速慢導(dǎo)致被拖船快速接近甚至出現(xiàn)橫拖、倒拖等危險局面。

四、小結(jié)

此次拖帶超大型散貨船“S1707”，由于考慮了上述因素并采取了風(fēng)險控制措施，以及對接拖地點(diǎn)和出航實(shí)際的正確把握，拖航過程比較順利?！氨焙＞?17”輪從大連長興島拖“S1707”到山海關(guān)錨地交船僅用了不到一天的時間。總的來看，大型船舶拖航是一項(xiàng)系統(tǒng)的科學(xué)的工程，需要統(tǒng)籌部署、縝密的風(fēng)險評估和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，只有把各種可能存在的隱患徹底分析清楚，積極采取有效措施規(guī)避風(fēng)險，才能保證安全作業(yè)，順利化解險情。海上大型船舶拖航作業(yè)必須做好各崗位人員的協(xié)調(diào)工作，把握好關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，風(fēng)險評估要細(xì)致，處置險情應(yīng)果斷。

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.05.006

黃汝輝（1972—），男，北海救助局，高級船長，“金錨”獎獲得者。