被拖船压载对拖轮航行带来的影响

凌智强 袁伟星 陈珺

（中交上海航道局有限公司东方疏浚工程分公司 上海 200129）

目前，我公司拥有大型绞吸挖泥船十几艘，是公司工程施工的主要船型（还有局内兄弟单位绞吸挖泥船）。由于疏浚与吹填工程施工的特殊性以及当今大型施工项目的锐减，大型绞吸挖泥船在工地之间调遣变得比较频繁。我公司近两年来大型绞吸船每年调遣约在38航次左右，调遣总里程约在8 500海里，以每航次调遣费用 100万元计，则每年发生调遣成本约在 3 800万元左右，很大程度上增加了公司运行成本，同时对安全生产带来了风险。因此，提高 3 500m3/h绞吸船海上拖带调遣安全性，缩短航次周期，满足工程施工紧迫性，真正达到拖航调遣过程中的降本增效，降低公司运行成本，具有积极的意义。

一、大型绞吸船海上拖带调遣存在的主要问题

由于大型绞吸船性能特点及施工要求，从海上拖带角度来讲，大型绞吸船在海上拖带调遣的风险是比较大的。

图2 海上拖航情况

一是大型绞吸船甲板机械众多，船舶重心较高，所以 GM值较小。通常大型绞吸船空船GM值在0.4米左右，有些船舶更低些。这些特性决定了调遣受气象限制比较大。

二是大型绞吸船干舷高度较低，均在 1.2m～ 1.5m左右，只要海上风力达到 5～ 6级时，甲板很容易会上浪；当海上风力达7级及以上时，船舶顶风航行时主甲板上浪高达50～80cm，因此大型绞吸船海上调遣抗风能力较差，对封仓要求非常严格。（1995年，国内某单位就曾经发生过绞吸挖泥船海上调遣途中倾覆的案例。我公司在 2010年4月也曾经由于封仓不严格，加上压载很重（油、水都是满载），途中遇到风浪，造成绞吸挖泥船锚链舱进水，继而造成物料仓进水，造成严重横倾，幸亏主拖船及时发现采取措施，避免了事故发生，但是航时影响了有一天）

三是大型绞吸挖泥船船体一般均以方形设计，所以拖航阻力较大。根据《海上拖航指南》，被拖船阻力分摩擦阻力和剩余阻力，而其中剩余阻力按照如下经验公式可以确定：

δ方形系数

A2浸水部分的船中横剖面面积（m2）

V船速（m/s）

静水中被拖船的阻力R可以用下式估算：（大连海运学院

出版社：船艺）

式中：

D被拖船的排水量(ton)

V拖航速度（kn）

K系数，可取3 000-4 000

上式估算出的阻力当风力1～3级时，将增大1.5～2倍；风力4～6级时，增大3～5倍。式中可以看出船舶的阻力与船舶的排水量成正比，船速与排水量成反比。

为确保大型绞吸挖泥船海上拖航安全，2010年7月，我公司特制定了《中交上海航道局有限公司工程船海上调遣拖航安全管理办法》及《海上工程船调遣封舱加固检查表》作为对《拖带指南》的补充，成为公司绞吸挖泥船调遣封舱时一般性规定及技术指导性文件，对提高大型绞吸挖泥船海上安全拖航调遣起到了良好作用。

二、压载对拖航调遣的影响

为了方便后续工程能及时正常有序开工，绞吸挖泥船特别是大型绞吸挖泥船在拖航调遣前，往往油、水和其他物料（如配备件等）加载比较多，造成吃水偏大。但是，从海上安全拖航调遣角度来讲，这样做是很不利的。

一是减小了绞吸船的干舷高度（绞吸船干舷原本就小），使得绞吸船海上调遣航行遭遇5～6级风时就会造成上浪；

二是加载导致绞吸船吃水增加，增加了航行阻力，降低了船舶拖航速度，直接造成海上航行时间增加，从而导致海上调遣风险增加；

三是对于相同马力拖轮，由于拖带时间增加，造成拖轮运行成本上升（意味着项目成本上升）；

四是对拖轮海上避让操作也会带来不利影响，避让船“迟钝”。以我公司航拖4002轮两个航次为例：

1.从广州文冲船厂调遣“新海豚”轮到连云港工地2.从湛江调遣“新海鹤”轮到连云港工地很多，广州文冲和湛江到连云港的航程相差不多，由于两艘绞吸挖泥船吃水大小的相差，整个航程拖航时间就相了30小时左右。对于一艘4 000匹拖轮而言，拖轮成本将增加近18万元左右。

其次，如果由于气象原因的影响，原来可以一次性过去的航次，现在却不得不找地方抛锚避风，发生绕航增加航程；或者慢车顶浪航行以减少绞吸挖泥船甲板上浪，保障被拖船的安全，这样耽搁的时间将更长，会导致拖轮航次成本将进一步上升。影响工程时间，对工程施工影响也就无法预估，对企业声誉影响更大。像这种情况，在冬天和台风季节拖航调遣就尤其会出现。

三、大型绞吸挖泥船准备调遣压载探讨任何船舶都需要合理压载来保证船舶航行安全和船舶操纵性。

一是为了保证船舶适航稳性；二是保持合适的吃水差，防止海上拖带时产生偏荡。

每一艘船都有设计稳性，这是对船舶安全最基本的保证。我公司3 500m3/h绞吸挖泥船空船的稳性GM值大约为0.4m，其稳性是满足海上拖带调遣要求的。其次，适当的压载有利于船舶GM值的提高（但因特别注意不能进行多舱、半舱压载，因为此种压载方法将产生多个自由液面，反而降低了 GM值，使船舶在拖带调遣过程中易发生危险）。我公司的 3 500m3/h绞吸船的满载平均吃水在 3.70m～ 3.80m，空船平均吃水在 3.2m左右。船舶的 TPC在 11.5～ 12.5t/cm之间。每加载 100t油或水，则船舶平均吃水会增加8～8.7cm左右。

根据 4 000匹远洋拖轮多次拖带测算：我公司 3 500m3/h绞吸船每增加10cm的吃水，拖航平均速度将降低 0.25kn左右。因而，被拖船满载和半载状态，对于拖航调遣速度影响是很大的，约相差0.5～1.0kn船速。如果航程较长，航时将增加15%左右。拖航速度越慢，航时增加越长，拖带调遣风险也会成倍增加。尤其是冬、春时季节变换、台风和冬季，北上拖带减少海上调遣航行时间是确保拖带安全，是调遣安全首先考虑的因素。

因为我公司 3 500m3/h绞吸船的特殊性，空载时吃水 dF：3.8m、dA：2.6m左右，根据公司关于工程船调遣吃水差的相关规定，公司 3 500m3/h绞吸船在国内沿海调遣时吃水差应控制在0.8m以内。压载时应对吃水差进行调整，调整到最佳适拖吃水差，

船名 总吨 拖前吃水 拖后吃水 船长 船宽 航程 拖航船速 航时新海豚 3086 3.5m 2.9m 104.4m 19.6m 1332nm 6.8kn 196h新海鹤 2944 3.85m 3.15m 104.8m 18.2m 1394nm 5.88kn 236.8h

我公司“新海豚”轮总吨位要比“新海鹤”轮大，船宽也宽，但由于吃水调节状况不同，同样使用 4 000匹马力拖轮其拖航速度相差较大，航速相差约有 1节左右。1节航速，对航程长就差方便拖轮操纵。

绞吸船拖航调遣需要压载，但压载多少我们拖轮船长认为值得研究。本文认为只要满足绞吸挖泥船稳性的压载就可以了，而船上有较多的油和水调遣时，特别是航程较长时，应将船舶上多余的油水抽去，有效控制船舶的平均吃水（自重），同时对船上的油和水进行适当的调整，使吃水差保持在 0.5～0.8m之间，尽量不采用海水进行压载，能有效保证船舶海上拖航所需的航时，使得海上调遣全程安全最大化。同时对拖轮海上避让操纵带来安全。

仍然以航拖 4002轮从广州文冲船厂拖航调遣“新海豚”轮至连云港港工地为例：广州文冲至连云港港，航程为1332海里，其中要途经南海、东海和黄海三个海区，由于加强了开航前检查，压载吃水差调整合适，从2010年6月10日起航至6月19日顺利到达目的港，航行时间为196小时，平均航速达6.80kn，比从湛江工地调遣“新海鹤”轮至连云港工地，平均航速提高了约 1kn左右，相比之下，缩短航时约30小时左右，直接节约了拖轮拖航成本约18万元左右，可见合理的压载和吃水差，对提高拖航速度、拖航安全以及节能降耗方面都具有十分重要的意义。

四、对大型绞吸挖泥船拖带建议

我公司历来对船舶海上调遣安全非常重视，但由于公司的大型绞吸船总吨位大，虽自身抗风能力也得到了提高，但拖带调遣操作难度也随之增大，调遣风险亦比以前增大。被拖船的压载和装载的合理性，作者认为很值得探讨。

首先，作为主拖拖轮船长，对航次任务首先要有一个清晰的认识，季节、航程、被拖船尺度、船型、风险要素等都应考虑周到。认真检查被拖船是主拖船船长义不容辞的责任，而且为了安全完成调遣任务，必须向公司相关部门指出检查出的问题和改进建议。

其次，我公司 3 500m3/h绞吸挖泥船是公司疏浚生产主力，进抵时间要求比较高。一定要和被拖船船长协商一个合理的压载和吃水差，尽量减轻自重和压载，减少自由液面，在通常情况下是对安全拖航有益的，因为可以缩短在海上调遣的时间，从而也降低了一定的拖带风险。同时可以在一定程度上减轻被拖船上浪机会。具体各船压载量，保证拖带时合适的前后吃水差，要看不同船舶的实际情况、路途长短、航程环境等。但前提是应满足船舶具有足够的稳性，。

拖轮船长可以根据调遣航经的海区、季节决定 3 500m3/h绞吸挖泥船的吃水及吃水差，而 3 500m3/h绞吸挖泥船本身则是压载要求是否能达到的提供者。这与 3 500m3/h绞吸挖泥船的大副、船长的业务技术水平及管理水平有很大的关系。3 500m3/h绞吸挖泥船船舶压载的管理及计算是绞吸挖泥船的薄弱环节。因其特殊构造，必须经过适当的压载才能符合吃水差的要求，船舶大副、船长要用船舶本身油水通过合理的舱室的装载，特别是对存油（约100～150t）合理的舱室配置，无需其他压载即能达到吃水差要求。这是对船舶压载管理的最高水平。这点应该引起 3 500m3/h绞吸挖泥船船长的足够重视。 调遣成本未进入3500m3/h绞吸挖泥船考核，对调遣成本不会考虑。告诉在船舶调遣前要提醒控制绞吸船舶开航前存油、淡水存量。在船舶调迁前过多地考虑船舶一到工地即开工，恨不得将船舶的油水都加满。（当然有些工地补给条件差，没有项目部等另当别论）作者认为其实在每次调遣前绞吸船舶油水的存量大概在 200t左右（平均吃水 3.35m左右），足够船舶满负荷运转 5天以上。5天时间足够公司设备部门及项目部对 3 500m3/h绞吸我你船油水补给安排，也许增加了设备部、项目部的管理难度，但是这管理（开航前少装油水而引起的船舶吃水减少，缩短航时）创造的效益是非常可观的。年平均航时减少 10%的经济效益在250万元左右，而且又能保障船舶调遣的安全。

五、结束语

3 500m3/h绞吸挖泥船合适的压载是保障船舶安全调遣的前提。适当的压载保证了船舶的稳性、吃水及吃水差，即保障了船舶有效干舷的高度，确保船舶调遣途中的航行安全。在确保船舶稳性的前提下，最大程度地减少装载，通过最合适调整压载使船舶具有最小的平均吃水，而吃水差又达到要求，有效提高船舶干舷，提高了船舶的抗浪性能，增加了船舶的安全系数，使船舶又具有最好的适拖性。这样提高了船舶的拖航速度，减少了整个航次的航时。增加了船舶调遣的安全性，同时节约了公司调遣成本。 希望绞吸挖泥船公司有关部门和主拖船一起重视大型绞吸船开航前燃料、淡水、物料等的装载状况，尤其是路途较远的调遣，这样可以节约不少拖轮的成本，更为主要的是保证了航行的安全及拖轮的安全操纵。