談超大型船舶拖帶的風險控制

黃汝輝

談超大型船舶拖帶的風險控制

黃汝輝

船舶運輸是當今社會的主要運輸方式之一，其安全也是人們一直關注的焦點。科技的進步使“造大船”成為全球航運發展主流，這些龐然大物以更大的規模經濟降低了營運成本，對海上救助也提出更高的要求和挑戰，超大型船舶救助拖帶也已經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為例，概括進行風險分析的主要因素，提出風險控制的具體措施，為超大型船舶拖帶提供實踐經驗，對提高救助能力有一定的借鑒作用。

超大船舶；拖航；安全風險控制

船舶運輸是當今社會的主要運輸方式之一，自2011年馬士基航運訂造1.8萬TEU型3E級大船后，“造大船”成為全球航運發展主流，科技的進步使得這些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一樣，以更大的規模經濟降低了營運成本，提高了船舶運輸的效率。與此同時，超大型船舶的出現對海上救助也提出了更高的要求和挑戰。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行挖泥施工的荷蘭籍挖泥疏浚船“奮威”輪發生碰撞事故之時，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制定規則過程中應用FSA指南》中指出，如果在事件之前、在執行每一次任務時，都做一次翔實的安全風險評估，充分考慮各種不利的環節，并采取積極的預防措施去應對，就會減少事故的發生。鑒于超大型船舶拖帶案例少，現將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的拖航風險主要因素分析和風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，船上設備舾裝已完成90%左右，但由于船廠破產，船上設備還不能用，無動力提供，無拖帶索具。

圖1 S1707外形

現場查看拖帶船情況：數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；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出乎意料。

二、拖航存在的風險因素

船舶安全涉及船舶、人員、管理與組織系統以及環境四方面因素。因此在安全評估的準備階段，首先要對所要研究的問題進行限定，針對此次拖航，組織相關人員到現場進行勘察檢驗，分析拖航存在的風險因素。

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，類似于癱船。

甲板機械狀況：

（1）船首纜樁安全負荷均為80噸；

（2）雙錨已固定，制鏈器已合上，但無法拋錨；

（3）高強度迪尼瑪應急拖纜已布置；

（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，要有豐富的工作經驗。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.船舶航行環境因素

船舶航行環境因素可進一步劃分為氣象海況條件、海域地理環境、海域交通環境和海域信息情報環境。作為本次拖航，盡管航程不是太遠，起拖地大連長興島，目的港為山海關船廠，總航程73海里，為確保船舶在海上接拖、解拖、航行安全，環境因素顯得特別重要。

（1）氣象海況條件

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

（2）海域地理環境

海域地理環境中對海運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”靠泊區港池設計水深－8米，旋回水域寬度在900米。為此次拖航，專門對其前沿和掉頭區進行了掃測，基本滿足船組出港要求。進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，航道設計水深－8.6米，航道總長7.5海里。

（3）海域交通環境

航道上經常有漁民布設的幾千米以上的流網；此次拖航正趕上有軍事演習，必須繞航。在航線附近，有石油鉆井平臺，萬一在此期間發生斷纜，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，造成重大經濟損失。山海關錨地周圍布滿養殖區，也是比較大的考驗。救助現場環境如圖2所示。

（4）海域信息情報環境

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

三、風險控制措施

通過對散貨船“S1707”、港池、航道的考察，綜合存在的風險因素，再進行拖航阻力的計算、3天天氣預報的分析及當地潮汐潮流的推算等，進一步控制風險。

（一）阻力計算

航線流速可達4～5節，雖可控制途經沿岸航道的時機，但預先掌握拖航阻力和拖航速度，是整個拖航風險控制的關鍵。根據2011年中國船級社頒發的《海上拖航指南》《海上拖航阻力計算估算辦法》的有關規定，進行阻力計算如下:

1.不計算被拖物受風阻力情況

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δ：0.71；縱剖面系數b：0.979。

被拖物超大型散貨船“S1707”細節如下。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；受風面積（近似）：2 300平方米；方形系數δ：0.99；縱剖面系數b：0.97。

（1）拖輪“北海救117”自身需克服的阻力

根據中國船級社《海上拖航指南》的經驗公式結合“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

假設拖航速度為6節，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”的阻力計算

根據中國船級社《海上拖航指南》的經驗公式結合“S1707”具體尺寸，被拖物拖航阻力可按如下計算求得：

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

假設拖航速度為6節，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

當拖航速度為6節時，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.計算被拖物受風阻力情況

根據中國船級社《海上拖航指南》的規定，如果被拖物的受風面積比較大，則應使用以下公式計算被拖物的拖航阻力：

Rf+Rb的值為 90.35 t。關于空氣阻力Ra按照如下公式計算:

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。故根據以上阻力計算，“北海救117”輪拖“S1707”的拖航速度應不低于6節，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”纜樁安全負荷80噸，若拖航過程不考慮偏蕩，2組纜樁安全負荷160噸滿足拖航需求。若拖航一旦發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的高強度救助纜將拖帶纜樁和空閑纜樁串聯，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荷。按照拖力的要求，配備了相應的龍須纜、短纜及卸扣等。考慮到由于“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

被拖船“S1707”處于無動力狀態，錨機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，使被拖船在應急狀態下可以快速拋錨，為整個拖航作業裝上最后一把安全鎖，確保被拖船、海洋環境的安全。

（四）采取有效抑制偏蕩措施

拖帶超大型船舶很容易出現偏蕩的問題，針對拖航過程中可能出現偏蕩等情況，需采取一系列措施：按CCS《海上拖航指南》要求調整好“S1707”的吃水差，保證船舶的吃水差不小于2.75米，根據經驗不小于3米為好，最后的吃水差調整為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大、可能存在許多未知風險和緊急狀況，增派了資深船長、水手長隨船，及2名經驗豐富的水手拖航期間在被拖船上協調接拖、解拖和拖航過程中出現的各種應急情況。為防止應對可能出現極端情況，例如偏蕩嚴重，龍須鏈或主拖纜、護纜器磨損導致斷纜等，“北海救117”輪準備了相應的鋼質龍須纜、高強度救助龍須纜、護纜器、安全負荷1 500 kN的卸扣等，以備急需。另安排“北海救113”輪護航，提醒過往船舶和監控漁網，確保拖航安全。

（六）拖航過程中的風險控制

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節的速度航行。要避免大角度轉向，較大的轉向操作不但使龍須纜單邊受力加劇容易產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、降速慢導致被拖船快速接近甚至出現橫拖、倒拖等危險局面。

四、小結

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險控制措施，以及對接拖地點和出航實際的正確把握，拖航過程比較順利。“北海救117”輪從大連長興島拖“S1707”到山海關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系統的科學的工程，需要統籌部署、縝密的風險評估和嚴謹的論證，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避風險，才能保證安全作業，順利化解險情。海上大型船舶拖航作業必須做好各崗位人員的協調工作，把握好關鍵節點，風險評估要細致，處置險情應果斷。

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。