超大型集裝箱船舶大風(fēng)天氣順流掉頭靠泊操縱

福建省福州港口管理局引航站 黃文峰

一、江陰港區(qū)概況

福州港江陰港區(qū)位于福建省興化灣內(nèi)，是福州港九大港區(qū)的重點(diǎn)港區(qū)，是福建沿海港口重點(diǎn)發(fā)展“兩集兩散”中的一個(gè)集裝箱港區(qū)所在地，是我國(guó)不可多得的天然深水良港。江陰港區(qū)20 m深槽從口外經(jīng)路嶼航門可直抵灣內(nèi)的江陰集裝箱碼頭附近。興化灣江陰主航道除路嶼航門水域狹窄，平均寬度僅600 m左右外，其余水域都比較寬闊。進(jìn)港航道沿深槽布置，航道順直，主航道水深都在20 m以上，主流向基本與航軸線走向一致。20 m深槽寬度平均在2000 m以上，港區(qū)導(dǎo)助航設(shè)施完善，能滿足超大型集裝箱船舶全天候通航的要求。

1.航道

江陰港區(qū)進(jìn)港航道沿興化水道深槽布置，航線以興化水道東口門小月嶼附近（興化1#燈?。┳鳛槠瘘c(diǎn)，沿進(jìn)港航道經(jīng)白嶼南穿過興化水道西門口點(diǎn)（興化5#燈?。└浇M(jìn)入興化灣。進(jìn)入灣內(nèi)航線穿越路嶼與雞蛋嶼之間航門，沿進(jìn)港航道往西北延伸至江陰港區(qū)。至集裝箱作業(yè)區(qū)航道設(shè)計(jì)最小底寬為300 m，最小底高程為-16.2 m。

2.錨地

興化灣已開辟五處錨地：塘嶼南錨地、白嶼東錨地、江陰待泊錨地、小月嶼15萬t級(jí)散貨船錨地和5萬t級(jí)危險(xiǎn)品船錨地。

3.碼頭附近風(fēng)況

4.潮汐、潮流和波浪

平均高潮位6.68 m，平均低潮位1.46 m，平均潮差5.22 m。本港區(qū)屬正規(guī)半日淺海潮流，漲、落潮流向基本平行于深槽走向，且有往復(fù)流特征。港區(qū)落流速稍大于漲流流速，灣內(nèi)深槽水域漲潮主流向平均約290°，落潮主流向平均約128°，集裝箱碼頭附近漲潮最大流速0.58 m/s，落潮最大流速0.59 m/s。

受興化灣海域周邊島嶼及南日島的遮擋，灣內(nèi)波浪一般都很小，海區(qū)常浪向NE，頻率46.6%；次常浪向SSW，頻率11.7%；強(qiáng)浪向SE，頻率0.1%。

5.集裝箱碼頭泊位和船舶回旋水域情況

No.1泊位長(zhǎng)度320 m，水深14.0 m；No.2泊位長(zhǎng)度331 m，水深16.0 m；No.3泊位長(zhǎng)度332 m，水深16.0 m；No.4泊位長(zhǎng)度330 m，水深17.5 m；No.5泊位長(zhǎng)度337 m，水深17.5 m。

目前碼頭前沿船舶回旋水域直徑設(shè)計(jì)為800 m，回旋水域底高程最小為-13.8 m，乘潮后船舶回旋水域底高程可以滿足規(guī)范要求和實(shí)際使用要求。

6.江陰港區(qū)拖輪資料

目前江陰港區(qū)已配置3艘4000 HP全旋回拖輪，其中1艘為消拖兩用拖輪。

二、船舶進(jìn)港順流靠泊安全操縱難點(diǎn)

近幾年江陰港區(qū)靠泊集裝箱船不斷大型化，而拖輪配置沒有跟上船舶大型化的需求。由于江陰港區(qū)常年大風(fēng)平均頻率高，在大風(fēng)天氣下拖輪馬力配置存在不足現(xiàn)象。

LU Yang, DAI Huang, SHEN Jian, ZHAO Wen-yuan, MA Li-ping

依據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，港作拖輪應(yīng)根據(jù)進(jìn)出船舶的載重噸位和拖輪頂推拖作業(yè)性質(zhì)選定，當(dāng)拖輪需經(jīng)常變換頂推或拖帶船舶不同部位時(shí)，宜選用全回旋型（Z型）拖輪，所需的總功率根據(jù)進(jìn)出港船舶的載重噸位按下式計(jì)算：

其中：P為所需港作拖輪總功率（kW）；k為系數(shù)，DWT>5萬t，取0.05；Q為進(jìn)出港設(shè)計(jì)船型的載重噸（t）。

12萬t級(jí)集裝箱船：BHP=kQ=135000×0.05=6750kW，約9184HP；15萬t級(jí)集裝箱船：BHP=kQ=150000×0.05=7500 kW，約10200 HP。

根據(jù)《船舶模擬試驗(yàn)報(bào)告》可知，15萬t級(jí)集裝箱船在風(fēng)力5級(jí)以下使用3艘3000 HP拖輪協(xié)助可以滿足靠離泊要求；在風(fēng)力6級(jí)風(fēng)時(shí)，使用3艘4800 HP拖輪協(xié)助才能滿足靠離泊要求；在風(fēng)力7級(jí)時(shí)，即使使用4艘4800 HP拖輪協(xié)助，也不能滿足靠離泊要求。

為了保障港口的正常生產(chǎn)和船東利益，保證船舶的安全和港口的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在風(fēng)力大于等于6級(jí)、拖輪配置馬力富余量較小情況下，順流靠泊困難對(duì)引航員提出了新的挑戰(zhàn)。結(jié)合自己在風(fēng)力大于等于6級(jí)情況下實(shí)際靠泊超大型集裝箱船MV/CMA CGM CENTAURUS的一些心得體會(huì)與大家探討。

1.船舶資料

船名：CMA CGM CENTAURUS。載重噸：131244.3 t。主機(jī)功率：96875 HP。首側(cè)推器：4023 HP?？傞L(zhǎng)：363.1 m?？倢挘?5.60 m。滿載吃水：15.0 m。

2.超大型集裝箱船舶操縱特性

（1）長(zhǎng)寬比：一般均為6.6以上，所以旋回性能差一些。

（2）方形系數(shù)： 超大型集裝箱船舶方形系數(shù)比大型油輪小很多，一般為0.68以下。因此超大型集裝箱船旋回性要比油輪差，相應(yīng)的航向穩(wěn)定性好。

（3）舵面積與船長(zhǎng)吃水比：大型油輪一般在1/65以下，而大型集裝箱船舶要比相同規(guī)模的油輪大得多，一般為1/55以上。該值大小直接影響到舵力和舵力轉(zhuǎn)船力矩的大小，該值越大，舵力和舵力轉(zhuǎn)船力矩越大。因此，超大型集裝箱船舶的舵力和舵力轉(zhuǎn)船力矩要大一些，舵效好。

（4）單位載重噸分配的主機(jī)功率：大型油輪為0.25以下，但大型集裝箱船舶一般為0.60以上。單位載重噸分配的主機(jī)功率決定倒車停船性能的好壞，該值越大，倒車停船性能越好。

（5）側(cè)推器：為了提高大型集裝箱船舶靠泊效率，在船首配有首側(cè)推器。由于首側(cè)推器配置船首，可以獲得最大的力臂，加上側(cè)推器可以在短時(shí)間內(nèi)操作，故其發(fā)揮的有效功率比同功率的拖輪要大。

（6）風(fēng)壓力：超大型集裝箱船舶的另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是受風(fēng)面積大。根據(jù)Hughes公式，可以計(jì)算出一定受風(fēng)面積所受的風(fēng)壓力。

三、船舶遇強(qiáng)吹開風(fēng)順流掉頭靠碼頭操縱方案

1.準(zhǔn)備工作

（1）通知碼頭、拖輪、船員準(zhǔn)備

進(jìn)港船舶駛抵興化11#燈浮前，用甚高頻CH08通知碼頭做好靠泊前準(zhǔn)備工作，收好港機(jī)吊臂，插好泊位旗，通知帶纜人員到位。通知船員前后準(zhǔn)備，船頭船員備錨，準(zhǔn)備靠泊所需纜繩，當(dāng)拖輪到位，準(zhǔn)備帶拖輪。拖輪帶纜的位置關(guān)系到拖輪發(fā)揮的最大力矩。根據(jù)力矩原理：力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，不僅跟力的大小有關(guān)，還跟力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離力臂有關(guān)。由于拖輪推力一定，所以要使其發(fā)揮最大的作用，應(yīng)使力臂盡可能長(zhǎng)，也就是把船首和船尾的拖輪盡可能帶在首端和尾端。這樣拖輪可以發(fā)揮出最大力矩。

江陰港區(qū)目前配置3艘拖輪。福星1號(hào)拖輪船齡較大，主機(jī)馬力不足，通常作為輔助；福星2號(hào)帶右船頭，福星3號(hào)帶右船尾。

（2）保持船位和控制船速

由于NNE風(fēng)力較大，船舶右舷受風(fēng)面積大，風(fēng)致漂移比較大，加上帶拖輪原因，船速控制在8 kn左右，船舶抵興化11#燈浮時(shí)，轉(zhuǎn)航向305°20′，船位盡可能靠近興化11#燈浮和興化12#燈浮連線，置興化11#燈浮和興化12#燈浮于右舷。航行1.2 n mile抵興化12#燈浮時(shí)停車，由于順流，降速比較慢。右舷受正橫NNE大風(fēng)影響，因尾部建筑物面積大，船首一直向右偏轉(zhuǎn)，此時(shí)把舵角放在左滿舵位置，有必要時(shí)可以短暫進(jìn)車，低速中短暫進(jìn)車可以增加舵效，船速不會(huì)增加。停車淌航0.5 n mile，速度降到4～5 kn。

2.靠泊操縱要領(lǐng)

（1）調(diào)整好靠攏角度

由于順流掉頭靠碼頭，碼頭外檔回旋水域?qū)挾燃s0.5 n mile。當(dāng)船位抵No.3泊外檔時(shí)開始掉頭，此時(shí)余速約為4 kn。根據(jù)船位情況，可以利用拖輪協(xié)助掉頭，若掉頭船位偏早，可以用船尾拖輪頂右舷船尾，增加船位往上游漂移。受NNE6級(jí)大風(fēng)作用，船首向右偏轉(zhuǎn)較快。此時(shí)要提前把定航向，因?yàn)榇甸_強(qiáng)風(fēng)作用，所以靠攏角盡量要大，航向可以和碼頭呈垂直把定。這樣大靠攏角度可以抵制大風(fēng)造成的風(fēng)致漂移，同時(shí)，船首拖輪保持拖纜帶力，并做好后退倒車準(zhǔn)備。船尾兩艘拖輪拖纜收回，并靠上右舷船尾，做好頂推準(zhǔn)備。船首側(cè)推器備好，準(zhǔn)備向右打側(cè)推。操舵把舵角放在右滿舵位置，可以隨時(shí)進(jìn)車準(zhǔn)備。

（2）控制橫距

江陰碼頭為重力式大沉箱結(jié)構(gòu)，碼頭是直壁式，當(dāng)船抵碼頭外檔時(shí)，船體水下部分面積大，會(huì)產(chǎn)生巨大水?dāng)D壓力，水短時(shí)間內(nèi)無法外排，加上受NNE6級(jí)強(qiáng)吹開風(fēng)影響，會(huì)有一股強(qiáng)大的推力阻止船舶往里靠攏。所以橫距可以盡量減小，利用船舶余速滑行，減小拖輪頂推的時(shí)間。借助雷達(dá)0.5 n mile量程測(cè)船首與碼頭距離，也可以隨時(shí)讓船首瞭望人員報(bào)告目測(cè)距離，并隨時(shí)做好調(diào)整減小靠攏角度準(zhǔn)備。

（3）控制余速

當(dāng)船首距離碼頭前沿橫距約1 cable時(shí)，可以把靠攏角度從原來接近直角開始慢慢調(diào)整變小。由于船首強(qiáng)勁吹開風(fēng)，首拖輪由原來全速進(jìn)車慢慢減車，減到停車，右舷船尾兩艘拖輪全速頂推。這時(shí)本船可以用右滿舵，進(jìn)車，停車后短時(shí)間內(nèi)進(jìn)車不會(huì)增加進(jìn)速，可以增加舵效，使船首開始向右偏轉(zhuǎn)，并不斷減小靠攏角度。當(dāng)橫距剩下0.5 cable時(shí)，靠攏角縮小到10°～15°時(shí)，舵角操回到正舵，船首拖輪開始全速頂推，首側(cè)推全速向左打，吹開風(fēng)力持續(xù)不變，由于慣性作用，船首拖輪頂推加首側(cè)推力，船尾兩艘拖輪的頂推力，慢慢被吹開風(fēng)力抵消，加上碼頭水下強(qiáng)大的擠壓水外推作用，會(huì)出現(xiàn)靠攏速度為零，此時(shí)出現(xiàn)靠泊最困難的情況。船尾兩艘拖輪雖然與大船正橫角度全速垂直頂推，但由于強(qiáng)大的風(fēng)力加上碼頭水下強(qiáng)大的擠壓水外推力大于船尾頂推力，這時(shí)船尾不但沒有靠攏的進(jìn)速，反而船尾慢慢往外張開。船首由于首側(cè)推能發(fā)揮較好的推力，這時(shí)可以利用本船的車舵，在停車狀態(tài)下，短時(shí)間右滿舵進(jìn)車，會(huì)產(chǎn)生船尾開始靠攏速度慢慢起來，但進(jìn)車時(shí)間不宜過長(zhǎng)，只要舵效起來，就可以停車，防止進(jìn)車時(shí)間過長(zhǎng)，產(chǎn)生前進(jìn)速度，借船舶慣性滑行前進(jìn)。橫距開始減小，通過車舵、拖輪和側(cè)推器配合，最終將船舶靠上碼頭。

3.靠泊操縱注意事項(xiàng)

（1）駕引人員要有良好的心理素質(zhì)。因?yàn)闄M距較小，加上超大型船舶的慣性大，駕引人員會(huì)擔(dān)心靠攏速度過快而出現(xiàn)危險(xiǎn)局面。

（2）拖輪要配合好。根據(jù)力學(xué)原理，讓船首拖輪盡可能頂推船的最前部，尾拖輪盡可能頂推最尾部。拖輪頂推的角度盡可能調(diào)整到正橫位置，使拖輪的首位線和本輪的首尾線呈垂直狀態(tài)。

（3）要果斷利用車舵效應(yīng)。超大型集裝箱船舶的主機(jī)功率大，短時(shí)間內(nèi)進(jìn)車會(huì)產(chǎn)生明顯舵效。當(dāng)進(jìn)速起來后，停車，借船舶的慣性滑行前進(jìn)。船舶首尾線與碼頭外緣邊線夾角很小（不大于15°），在滑行駛靠過程中，橫距開始減小，船首靠攏速度控制在0.08 m/s以內(nèi)。當(dāng)船首貼近碼頭碰墊時(shí)，船首拖輪全速頂住首側(cè)推器全速向左。因?yàn)榇走M(jìn)速變大，船尾靠攏速度反而變得更小，將舵迅速操到右滿舵位置，微速進(jìn)車?yán)密嚩嫘?yīng)作用，船尾靠攏速度也慢慢提高。

（4）船員帶纜速度要快。船首先帶首纜，船尾先帶尾纜，首尾纜的拉力比倒纜拉力更大。當(dāng)大船橫距適合時(shí)，船員抓緊時(shí)間撇纜，迅速送出纜繩，帶上纜樁并迅速收緊纜繩，利用纜的拉力，慢慢抵消吹開風(fēng)力。一般在風(fēng)力超過6級(jí)情況下，纜繩數(shù)盡可能帶4+2+2，這樣才不至于出現(xiàn)船身被吹開。利用纜車的拉力和拖輪、側(cè)推器的推力把船安全平穩(wěn)靠上碼頭。

四、結(jié)束語(yǔ)

大風(fēng)天氣下，超大型集裝箱船舶駕引人員應(yīng)精誠(chéng)合作，高度重視船舶的靠泊安全。由于強(qiáng)吹開風(fēng)作用，不必?fù)?dān)心出現(xiàn)船舶壓碰碼頭的事故。在沒有把握的情況下，可以選擇掉頭出口錨泊，等待時(shí)機(jī)進(jìn)港靠泊。