工程船舶海上避臺措施分析

俞冬靈

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200120）

1 前言

隨著人們對環(huán)保要求的不斷提高，國家大力倡導(dǎo)綠色低碳的能源發(fā)展方式，能源結(jié)構(gòu)逐步向低碳、綠色、清潔能源轉(zhuǎn)型。我國海上風(fēng)能資源豐富,目前海上風(fēng)電處于由起步到規(guī)?；_發(fā)的關(guān)鍵階段，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，國內(nèi)很多企業(yè)如三峽集團(tuán)、華能集團(tuán)、中廣核集團(tuán)、國家能源等大型企業(yè)持續(xù)發(fā)力開展海上風(fēng)電業(yè)務(wù)。隨著大量的風(fēng)場業(yè)務(wù)開工建設(shè)，海上風(fēng)電的施工需要投入大量的工程船舶，在海上進(jìn)行風(fēng)電基礎(chǔ)樁、導(dǎo)管架、升壓站、風(fēng)機(jī)等組件的安裝施工。海上環(huán)境復(fù)雜多變，時(shí)常遭受臺風(fēng)等惡劣天氣的影響，由于這些工程船普遍具有船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水上受風(fēng)面積大，錨纜設(shè)備多且操作復(fù)雜等特點(diǎn)[1]，因此對工程船舶防臺是一大挑戰(zhàn)，因此，保證船舶在臺風(fēng)等極端天氣下的安全是開展海上風(fēng)電業(yè)務(wù)的前提條件。近期出現(xiàn)了多例工程船舶在臺風(fēng)期間發(fā)生險(xiǎn)情的事故，如陽江風(fēng)電場某船避風(fēng)過程中出現(xiàn)錨纜斷裂事故、如東風(fēng)場某船拋錨避風(fēng)期間出現(xiàn)走錨事故、特別是福景001 在陽江風(fēng)電場避風(fēng)期間出現(xiàn)錨纜斷裂、走錨后造成船舶沉沒、人員重大傷亡等重大事故，為海上施工船舶避臺工作敲響了警鐘。臺風(fēng)天氣下，保護(hù)作業(yè)人員生命安全和設(shè)備安全刻不容緩，如何做好工程船舶在海上避臺是一個(gè)重要的課題。

2 臺風(fēng)形成的原因

在夏季，因?yàn)樘柕闹鄙鋮^(qū)域由赤道向北移，致使南半球之東南信風(fēng)越過赤道轉(zhuǎn)向呈西南季風(fēng)侵入北半球，和原來北半球的東北信風(fēng)相遇，被擠壓的空氣上升，增加對流作用，再因西南季風(fēng)和東北信風(fēng)方向不同，相遇時(shí)造成波動(dòng)和旋渦。兩種風(fēng)相遇造成的復(fù)合作用，和原來的對流作用連續(xù)不斷，使已形成的低壓旋渦繼續(xù)加強(qiáng)，導(dǎo)致四周的空氣加快向旋渦中心流入，流入越快時(shí)，風(fēng)速就越大。當(dāng)近地面最大風(fēng)速達(dá)到或超過17.2 米/秒時(shí)，稱為熱帶風(fēng)暴，達(dá)到32.7 米/秒時(shí)，稱之為臺風(fēng)。

3 工程船舶防臺措施

我國海上施工項(xiàng)目眾多，特別目前大力發(fā)展海上風(fēng)電，開發(fā)綠色能源情況下，海上有大量的工程船舶施工。每年5 月初至11 月底,是我國沿海的臺風(fēng)高發(fā)期[2]。工程船舶的防臺工作的成敗，直接影響到工程施工和企業(yè)安全生產(chǎn)管理要求，關(guān)系到船舶、人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。工程船舶的防臺可從以下幾個(gè)方面入手：

（1）增強(qiáng)管理人員和施工人員的安全作業(yè)思想意識，正確樹立“以防為主、防抗結(jié)合”的指導(dǎo)思想[2]，積極做好防臺思想動(dòng)員，提供對臺風(fēng)危害性的識別風(fēng)險(xiǎn)，“做到寧可防而不來，也不可不防”的防臺指導(dǎo)思想。

（2）合理選擇工程船舶避臺錨地：①選擇距施工現(xiàn)場比較近且呈環(huán)抱式的港灣錨地，或者雖不是環(huán)抱式港灣，但周圍有高山、島嶼或堤岸等能作為屏障的錨地；② 防臺錨地的水深除了應(yīng)滿足船舶吃水的需要外，還應(yīng)有足夠的富余水深，以防止船舶在大風(fēng)浪中上下顛簸時(shí)出現(xiàn)“墩底”現(xiàn)象。海底地形以平坦或坡度不大為宜，否則易使錨向低洼處滑動(dòng)而引起走錨現(xiàn)象。在一般情況下，所留的富余水深至少應(yīng)為半個(gè)波高加1m 深度。為防止浪涌大影響錨的系留力，富余水深不宜過大。

（3）非自航工程船，安排應(yīng)急輔助拖輪在附近值守，防止應(yīng)急情況的發(fā)生。

（4）船長作為船舶安全第一責(zé)任人，防臺期間親自指揮，按照船舶防臺應(yīng)急部署各船員的防臺值班。

（5）企業(yè)責(zé)任人和安全管理人員、海務(wù)管理等部門人員高度重視，根據(jù)防臺要求，各部門協(xié)調(diào)配合、協(xié)助現(xiàn)場做好防臺工作。

4 案例分析

4.1 臺風(fēng)信息預(yù)報(bào)

2021 年9 月5 日-9 月10 日 工程船“新振浮7”輪在杭州灣水域奉賢升壓站施工過程期間，正逢在西太平洋生成第十號臺風(fēng)“燦都”，2021 年9 月8 日5 時(shí)，臺風(fēng)“燦都”加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng)，其中心位于中國臺灣省鵝鑾鼻東偏南方約1430 公里的洋面上，北緯16.1 度、東經(jīng)133.0 度，中心最低氣壓為925 百帕，七級風(fēng)圈半徑180-250 公里，十級風(fēng)圈半徑110 公里，十二級風(fēng)圈半徑60 公里。

圖1 臺風(fēng)“燦都”路徑

4.2 防臺應(yīng)急響應(yīng)

根據(jù)臺風(fēng)路徑判斷“燦都”風(fēng)力加強(qiáng)，登陸我國東南沿海的可能性非常大。公司領(lǐng)導(dǎo)馬上成立防臺防汛應(yīng)急管理小組。以“新振浮7”船組人員做班底，落實(shí)防臺的預(yù)案。根據(jù)判斷臺風(fēng)的影響時(shí)間和較為合適的避風(fēng)地點(diǎn)，防臺防汛應(yīng)急小組確定了此次避風(fēng)的地點(diǎn)為啟東、長江北支內(nèi)，馬上落實(shí)拖航方案和相應(yīng)的拖輪準(zhǔn)備。

工程船舶撤離過程中需要配備足夠的船舶資源執(zhí)行撤離任務(wù)。過程中需要考慮航行過程中的轉(zhuǎn)向、臺風(fēng)未來影響的風(fēng)、浪、流及出現(xiàn)斷纜應(yīng)急事宜等影響，配備10000P 以上馬力主拖拖輪1 條、2 條4000P 馬力以上全回轉(zhuǎn)拖輪，拖帶的方案如圖2：

表1 工程船及相關(guān)船舶參數(shù)

圖2 “新振浮7”拖帶示意圖

避臺應(yīng)急小組應(yīng)急響應(yīng)，安排主拖拖輪和輔助拖輪及時(shí)到位。拖航前，做好應(yīng)急預(yù)案，開航前檢查，尾部留工作錨應(yīng)急備用。拖航中，密切關(guān)注臺風(fēng)動(dòng)態(tài)，派出輔助拖輪進(jìn)行護(hù)航，拖航避風(fēng)過程中，由于受到臺風(fēng)外圍的影響，風(fēng)浪加大，出現(xiàn)一定程度的拖航偏蕩。在航行至啟東10 號浮附近時(shí)，拖航控制出現(xiàn)問題，左右偏蕩加劇，導(dǎo)致主拖的拖纜拉斷，由于風(fēng)力已達(dá)到8 級，無法再進(jìn)行接拖續(xù)航。經(jīng)向公司防臺應(yīng)急辦公室匯報(bào)后，根據(jù)風(fēng)向和流向，在航道北側(cè)海纜與淺灘的中間位置拋錨。經(jīng)分析，此處的航道走向正好剛剛過了拐點(diǎn)，由西北轉(zhuǎn)向西，而東、北、南都有淺灘能夠削弱浪的能量，水深不大，距離海纜和淺灘的距離都在500M 左右有錨泊回轉(zhuǎn)余地，滿足錨泊避臺的基本要求。

表2 “新振浮7”船舶固定工裝設(shè)備清單

4.3 防臺錨泊計(jì)算分析

根據(jù)現(xiàn)場情況，船長馬上和公司防臺應(yīng)急小組報(bào)備，在技術(shù)部門的支持下，對浮吊現(xiàn)在拋錨避風(fēng)的環(huán)境情況進(jìn)行理論的錨泊計(jì)算。通過DNV SESAM marine軟件進(jìn)行“新振浮7”在避風(fēng)過程中的錨泊分析?！靶抡窀?”使用尾部工作錨，錨纜長度300 米左右，錨纜為Φ76mm 鋼絲繩，單位長度質(zhì)量22kg/m，破斷載荷 3850kN，錨自重12噸。根據(jù)《DNV-OS-E301》ch.2 sec.2 B100 分析，鋼絲繩彈性模量為7.0e10N/m2。根據(jù)API RP 2SK 規(guī)定，短時(shí)期內(nèi)錨泊計(jì)算，完整工況下，采用準(zhǔn)靜態(tài)計(jì)算時(shí)，錨索安全系數(shù)為2，錨的安全系數(shù)為1.0。錨索的最大安全工作載荷為3850/2/9.81=196.231t；錨抓力系數(shù)取12，12t 錨的安全工作載荷為12x12/1=144t，根據(jù)分析計(jì)算在臺風(fēng)正面來襲，風(fēng)浪最大影響情況下錨的最大抓了為117 噸。因此，采用尾部4 個(gè)工作錨避風(fēng)錨泊方案受力滿足安全作業(yè)要求。

鑒于以上情況，在船長的應(yīng)急部署下，“新振浮7”采取了尾部拋4 個(gè)工作錨錨纜長度約300M-400M、1 個(gè)航行錨約5 節(jié)錨鏈的錨泊方案。隨著風(fēng)向的轉(zhuǎn)變，隨時(shí)調(diào)整各錨的受力，使之均勻。安排拖輪在附近守護(hù)，以防突發(fā)情況發(fā)生應(yīng)急處理。

4.4 防臺應(yīng)急響應(yīng)解除及總結(jié)

9 月16 日臺風(fēng)警報(bào)解除，“新振浮7”在本次防臺過程中未發(fā)生安全隱患和事故，保證設(shè)備和人員的安全。本次防臺實(shí)踐案例，為同類工程船舶在海上施工過程中避臺、抗臺提供參考?？偠灾?，施工船舶防抗臺風(fēng)工作是關(guān)系企業(yè)財(cái)產(chǎn)和人員生命安全的大事，此次“新振浮7”在惡劣的情況下，岸基、船員、海事等各方協(xié)同作戰(zhàn)，順利完成了避臺、抗臺任務(wù)?？梢钥闯?，確保船舶安全生產(chǎn)，就必須提高全體涉船人員防臺安全意識，提前做好各項(xiàng)防臺準(zhǔn)備工作，認(rèn)真落實(shí)到位各項(xiàng)防范及應(yīng)急措施，保證船舶防臺工作順利完成。

5 結(jié)論

海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，投入大量的工程船舶施工，在面對臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣情況下，應(yīng)立即開展先期的準(zhǔn)備工作，迅速采取果斷的措施，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。通過“新振浮7”在“燦都”防臺過程中的采取的避臺方案和過程中合理的應(yīng)急響應(yīng)，要遵循“早防、早避”原則，將臺風(fēng)的影響控制在最低的范圍，確保了生命財(cái)產(chǎn)的安全。

同時(shí)，為檢驗(yàn)抗臺應(yīng)急部署的有效性，在臺風(fēng)季來臨前，船長要定期組織船員進(jìn)行防臺應(yīng)急演練，從演習(xí)中汲取經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。