谈超大型船舶拖带的风险控制

黄汝辉

谈超大型船舶拖带的风险控制

黄汝辉

船舶运输是当今社会的主要运输方式之一，其安全也是人们一直关注的焦点。科技的进步使“造大船”成为全球航运发展主流，这些庞然大物以更大的规模经济降低了营运成本，对海上救助也提出更高的要求和挑战，超大型船舶救助拖带也已经成为一个救助新课题。以“北海救117”拖40万吨超大型矿砂船“S1701”从大连长兴岛至山海关为例，概括进行风险分析的主要因素，提出风险控制的具体措施，为超大型船舶拖带提供实践经验，对提高救助能力有一定的借鉴作用。

超大船舶；拖航；安全风险控制

船舶运输是当今社会的主要运输方式之一，自2011年马士基航运订造1.8万TEU型3E级大船后，“造大船”成为全球航运发展主流，科技的进步使得这些400米长的庞然大物（约有四个足球场那么大），像大型零售商店和客机一样，以更大的规模经济降低了营运成本，提高了船舶运输的效率。与此同时，超大型船舶的出现对海上救助也提出了更高的要求和挑战。早在2007年3月8日，1万TEU集装箱船“地中海乔安娜”轮与正在天津新港航道进行挖泥施工的荷兰籍挖泥疏浚船“奋威”轮发生碰撞事故之时，面对长337米、宽46米的巴拿马籍“地中海乔安娜”轮（约2个足球场大），超大型船舶救助拖带已经成为一个救助新课题。国际海事组织（IMO）于2002年通过的《IMO制定规则过程中应用FSA指南》中指出，如果在事件之前、在执行每一次任务时，都做一次翔实的安全风险评估，充分考虑各种不利的环节，并采取积极的预防措施去应对，就会减少事故的发生。鉴于超大型船舶拖带案例少，现将2016年4月“北海救117”拖40万吨超大型散货船“S1701”从大连长兴岛至山海关的拖航风险主要因素分析和风险控制的一些具体措施与同仁分享。

一、超大型散货船“S1707”概况

“S1707”为40万DWT散货船，总长361米、垂线间长353米、型宽65米、型深30.5米，拖航吃水：船首2.83米、船尾5.73米（如图1所示）。此船于两年前下水，船上设备舾装已完成90%左右，但由于船厂破产，船上设备还不能用，无动力提供，无拖带索具。

图1 S1707外形

现场查看拖带船情况：数字与视觉还是有很大的差距的。船舶超长，比中国“辽宁”号航母还要长，系泊缆有30多根；船舶干舷高度大约与十层楼相当；甲板面积差不多有3个足球场大，尽管之前对该船有一定的了解，但身临其境还是有点出乎意料。

二、拖航存在的风险因素

船舶安全涉及船舶、人员、管理与组织系统以及环境四方面因素。因此在安全评估的准备阶段，首先要对所要研究的问题进行限定，针对此次拖航，组织相关人员到现场进行勘察检验，分析拖航存在的风险因素。

1.船舶方面因素

被拖散货船“S1707”，船体完好，但船舶没有动力和电力供应，类似于瘫船。

甲板机械状况：

（1）船首缆桩安全负荷均为80吨；

（2）双锚已固定，制链器已合上，但无法抛锚；

（3）高强度迪尼玛应急拖缆已布置；

（4）舵在正舵并固定；

（5）螺旋桨也已固定。

拖带存在困难：

（1）没有拖带索具；

（2）80吨的缆桩是否符合拖带要求，出现紧急情况时，能否抛下锚；

（3）靠泊时平吃水为4.3米，能否将吃水差调到拖航要求（2.75米）。

2.人员因素

散货船“S1701”无任何电力、液压等动力设备，甲板宽大，解、带缆特别是解主拖缆时需要配备足够的人员，并且要熟悉解缆流程，要有丰富的工作经验。只是靠几个人的力量，完成拖带锁具的固定、提升，难度很大。

3.船舶航行环境因素

船舶航行环境因素可进一步划分为气象海况条件、海域地理环境、海域交通环境和海域信息情报环境。作为本次拖航，尽管航程不是太远，起拖地大连长兴岛，目的港为山海关船厂，总航程73海里，为确保船舶在海上接拖、解拖、航行安全，环境因素显得特别重要。

（1）气象海况条件

影响海运安全的气象海况条件包括能见度、风（浪）、洋流和潮汐等。长兴岛水域潮汐属于正规半日潮。长兴岛港外，流速可达到4～5节，超过海图标注的3节，时间大约在高潮后3小时。

（2）海域地理环境

海域地理环境中对海运安全有影响的因素包括航道宽度、航道深度、航道弯曲角度、航道交叉状况等。散货船“S1707”靠泊区港池设计水深－8米，旋回水域宽度在900米。为此次拖航，专门对其前沿和掉头区进行了扫测，基本满足船组出港要求。进出港基本使用长兴岛大船拆船基地共用航道，航道宽度300米，航道设计水深－8.6米，航道总长7.5海里。

（3）海域交通环境

航道上经常有渔民布设的几千米以上的流网；此次拖航正赶上有军事演习，必须绕航。在航线附近，有石油钻井平台，万一在此期间发生断缆，被拖船舶将会失去控制，轻则可能搁浅、触礁，重则碰撞海上钻井平台，造成重大经济损失。山海关锚地周围布满养殖区，也是比较大的考验。救助现场环境如图2所示。

（4）海域信息情报环境

航线主要的信息情报资料：4月5号，长兴岛偏北风5～6级，山海关4月6日上午4～5级，下午增大到5～6级，阵风7级，出海时机就特别重要。

三、风险控制措施

通过对散货船“S1707”、港池、航道的考察，综合存在的风险因素，再进行拖航阻力的计算、3天天气预报的分析及当地潮汐潮流的推算等，进一步控制风险。

（一）阻力计算

航线流速可达4～5节，虽可控制途经沿岸航道的时机，但预先掌握拖航阻力和拖航速度，是整个拖航风险控制的关键。根据2011年中国船级社颁发的《海上拖航指南》《海上拖航阻力计算估算办法》的有关规定，进行阻力计算如下:

1.不计算被拖物受风阻力情况

拖轮“北海救117”尺寸如下。垂线间长L：88米；型宽B：15.2米；吃水d：6米；方形系数δ：0.71；纵剖面系数b：0.979。

被拖物超大型散货船“S1707”细节如下。垂线间长L：353.5米；型宽B：65米；型深D：30.5米；拖航吃水d：5米；受风面积（近似）：2 300平方米；方形系数δ：0.99；纵剖面系数b：0.97。

（1）拖轮“北海救117”自身需克服的阻力

根据中国船级社《海上拖航指南》的经验公式结合“北海救117”轮具体尺寸，拖轮的阻力可以按如下方法近似计算：

水下湿表面积：A1=L×（1.7×d+δ×B）= 1 848.09 m2

浸水部分船中横剖面积：A2=b×B×d=89.28 m2

假设拖航速度为6节，则拖轮自身阻力为

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

则拖轮自身需克服的阻力为

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

（2）被拖物超大型散货船“S1707”的阻力计算

根据中国船级社《海上拖航指南》的经验公式结合“S1707”具体尺寸，被拖物拖航阻力可按如下计算求得：

水下湿表面积：A1= L×（B+2×d）=26 512.50 m2

浸水部分船中横剖面积：A2=0.97×B×d= 308.75 m2

假设拖航速度为6节，则“S1707”的阻力为：

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

则“S1707”的拖带阻力为：R2=Rf+Rb= 348.28 kn +538.15 kn =886.43 kn=90.35 t

（3）拖轮与被拖物总的拖航阻力

当拖航速度为6节时，拖轮与被拖物航行总阻力为

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

2.计算被拖物受风阻力情况

根据中国船级社《海上拖航指南》的规定，如果被拖物的受风面积比较大，则应使用以下公式计算被拖物的拖航阻力：

Rf+Rb的值为 90.35 t。关于空气阻力Ra按照如下公式计算:

因此，拖轮和被拖物的总阻力约为:

综上所述，拖轮“北海救117”轮拖带超大型散货船“S1707”的总阻力取两种方法中的大者为143.86吨。考虑到“北海救117”轮的系柱拖力为154.59吨，拖航速度为6节时，拖轮与被拖物的总拖航阻力143.86吨小于拖轮系柱拖力154.59吨。故根据以上阻力计算，“北海救117”轮拖“S1707”的拖航速度应不低于6节，以满足中国船级社《2011版海上拖航指南》拖航要求和抵消所经海域最大流速的影响。

（二）散货船“S1701”缆桩加固

鉴于“S1707”缆桩安全负荷80吨，若拖航过程不考虑偏荡，2组缆桩安全负荷160吨满足拖航需求。若拖航一旦发生偏荡或单边受力情况（偏荡瞬时拖力很大），“S1707”的缆桩很有可能焊接处开裂、断裂。为防止此种情况，用φ58 mm×35 m的高强度救助缆将拖带缆桩和空闲缆桩串联，分解拖带缆桩的受力，确保拖带过程中缆桩受力不超过其安全负荷。按照拖力的要求，配备了相应的龙须缆、短缆及卸扣等。考虑到由于“S1707”干舷太高且无动力，提前布好与被拖船的连接装置，见图3、图4。

图4 拖航示意图

（三）锚处于可抛状态

被拖船“S1707”处于无动力状态，锚机离合器无法正常打开，紧急情况时锚无法顺利抛下。为确保安全，以防万一，在船东工程师专用工具的配合下，打开了离合器，使被拖船在应急状态下可以快速抛锚，为整个拖航作业装上最后一把安全锁，确保被拖船、海洋环境的安全。

（四）采取有效抑制偏荡措施

拖带超大型船舶很容易出现偏荡的问题，针对拖航过程中可能出现偏荡等情况，需采取一系列措施：按CCS《海上拖航指南》要求调整好“S1707”的吃水差，保证船舶的吃水差不小于2.75米，根据经验不小于3米为好，最后的吃水差调整为2.9米；考虑被拖船“S1707”是无动力船舶，在做好防止螺旋桨转动措施和舵叶固定在船舶中心线位置的同时，在“S1707”尾部吊挂一港作拖轮，既减少偏荡，又达到拖航中适时控速的效果。

（五）做好人员和物资配备

考虑到此次拖航难度系数大、可能存在许多未知风险和紧急状况，增派了资深船长、水手长随船，及2名经验丰富的水手拖航期间在被拖船上协调接拖、解拖和拖航过程中出现的各种应急情况。为防止应对可能出现极端情况，例如偏荡严重，龙须链或主拖缆、护缆器磨损导致断缆等，“北海救117”轮准备了相应的钢质龙须缆、高强度救助龙须缆、护缆器、安全负荷1 500 kN的卸扣等，以备急需。另安排“北海救113”轮护航，提醒过往船舶和监控渔网，确保拖航安全。

（六）拖航过程中的风险控制

被拖船“S1707”体积大、惯性大，为防止缆绳突然受力，加速一定要缓慢。抵达锚地前，为防止缆绳拖底，提前减速收短缆绳至250米，保持2～3节的速度航行。要避免大角度转向，较大的转向操作不但使龙须缆单边受力加剧容易产生断缆或拖带缆桩断裂，也会使主拖船降速而被拖船因惯性大、降速慢导致被拖船快速接近甚至出现横拖、倒拖等危险局面。

四、小结

此次拖带超大型散货船“S1707”，由于考虑了上述因素并采取了风险控制措施，以及对接拖地点和出航实际的正确把握，拖航过程比较顺利。“北海救117”轮从大连长兴岛拖“S1707”到山海关锚地交船仅用了不到一天的时间。总的来看，大型船舶拖航是一项系统的科学的工程，需要统筹部署、缜密的风险评估和严谨的论证，只有把各种可能存在的隐患彻底分析清楚，积极采取有效措施规避风险，才能保证安全作业，顺利化解险情。海上大型船舶拖航作业必须做好各岗位人员的协调工作，把握好关键节点，风险评估要细致，处置险情应果断。

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.05.006

黄汝辉（1972—），男，北海救助局，高级船长，“金锚”奖获得者。