钦州港某作业区5#、6#泊位靠泊能力论证

谢璇

摘要 文章结合钦州港实际情况对大型集装箱船减载靠泊进行了论证，主要对航道条件的适应性进行了分析，包括进出港航道、港池、码头前沿水深、码头前沿停泊地宽度、回旋水域的分析，以及船舶靠泊码头的泊位长度、码头结构和码头附属设施的计算，并提出了船舶安全航行和靠离泊方案、引航方案及应急措施。论证结论显示，该船型靠泊可行，可供类似工程参考。

关键词 靠泊能力；海港；减载

中图分类号 U656.111文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）16-0030-04

0 引言

随着国内外贸易不断增长，为了降低货物运输成本，海运船舶大型化发展势头迅猛。根据有关统计数据，截至2018年1月1日，全球共有451艘1万TEU及以上在运营超大型集装箱船（ULCS）。尽管近年来我国港口大型深水泊位建设速度很快，但依然无法满足来港大型船舶靠泊作业的需求。因此，一些早期建设的码头泊位不得不承担超出自身设计船型尺度的大船靠泊作业，通常这种靠泊都是将大船减载至能安全停靠的吃水后靠泊小吨级码头作业。目前5#、6#泊位等级仍偏低，越来越不适应航运市场的变化，影响货源的有效组织，减载靠泊迫在眉睫[1]。

1 项目简介

该项目为2个7万吨级多用途泊位，位于钦州保税港区内。从工程投入试运行后2015年至2021年4月期间，靠泊船舶最大载重90 919 t，船长304 m，船宽40 m，吃水14.3 m；工程质量可靠，效益显著，符合设计要求，工程技术和装卸作业技术成熟，运行状况良好。

2 港口现状调查

2.1 水文条件

设计高水位：4.68 m

设计低水位：0.40 m

极端高水位：5.77 m

极端低水位：?0.89 m

该项目设计波浪要素如下：

极端高水位：SSW向，H_1%=2.5 m，T=4.89 s

设计高水位：SSW向，H_1%=2.26 m，T=4.63 s

设计低水位：SSW向，H_1%=1.03 m，T=3.12 s

2.2 工程地质条件

根据地质勘察报告，该工程场地岩土层主要由第四系人工堆积层（Q_ml）、第四系海陆交互相沉积层（Q_mc）、侏罗系基岩（J）组成，地层描述如下。

2.2.1 第四系人工堆积层（Q_ml）

素填土①：杂色，成分杂乱，堆填无序，为附近工程施工开挖物直接倾倒堆填形成。其主要成分可分为两类，一类主要由淤泥混砂土、强～中风化碎石组成，状态很软；另一类主要由强～中风化碎石混淤泥、砂土、黏性土组成，状态为松散。场地部分钻孔有揭露，层厚0.30～8.40 m。

2.2.2 第四系海陆交互相沉积层（Q_mc）

为第四系以来形成的松散层，具有成分复杂、多相变、状态极为松软、上部富含有机质等特点，根据土类可分为四层。

淤泥类土②：灰、深灰、灰黑、灰褐、灰黄等色，通常具腥臭味，流塑～软塑状，土质不均匀，大部分混砂粒及贝壳碎屑，少数为较纯淤泥、淤泥质黏土，淤泥质黏土黏性较强。大部分钻孔有分布，层厚0.60～16.30 m。按其成分组成差异可分为淤泥、淤泥质黏土、淤泥混细砂、淤泥混粗砂、淤泥混砾砂、淤泥混粉砂，以淤泥、淤泥质黏土及淤泥混细砂为主。

砂类土③：黄、灰、灰黄、灰白、灰褐等色，砂粒成分以石英为主，状态为极松～中密。一般为砂及砂混黏土，局部混淤泥、角砾及贝壳等。分布范围广，大部分钻孔有揭示，层厚0.30～9.40 m。按其成分组成差异可分为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、粉砂混黏土、细砂混黏土、中砂混黏土、粗砂混黏土、砾砂混黏土、细砂混淤泥、粗砂混淤泥、砾砂混淤泥，以砂类及砂混黏土为主。

黏性土类④：黄、灰黄、灰、灰白等色，状态以软为主，局部中等或硬，土質不均匀，一般干强度、韧性高～中等，局部为粉土。该层仅部分钻孔有揭示，层厚0.50～7.30 m。按其成分组成差异可分为黏土、黏土混砾砂、黏土混粗砂、黏土混细砂、黏土混粉砂、粉质黏土、粉质黏土混细砂。

角砾⑤：成分以石英为主，局部为砂岩、硅质岩，颗粒形状以次棱角形为主，粒径一般为0.2～3 cm，隙间多充填砂土，局部充填少量黏性土，密实程度不均匀，以中密状为主，局部松散或密实状。该层仅局部钻孔有分布，层厚0.50～3.80 m。

2.2.3 侏罗系基岩（J）

岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砂岩、粉砂岩。根据风化程度不同分为全风化层⑥、强风化层⑦和中风化层⑧。

全风化层⑥：深红、紫红、灰黄、灰等色，除石英外，矿物已全部风化变质，呈可塑～坚硬黏性土、砂土状，抽取可进尺，送水钻进很快。该层仅局部有分布，层厚0.35～3.85 m，差异较大。

强风化岩层⑦：深红、紫红、灰、灰黄等色，送水钻进较快，岩芯一般呈土柱状、碎块状，一般用指甲易刻划，用手可折断。

中风化岩层⑧：裂隙较发育～发育，钻进较慢～慢、平稳，岩芯呈短～中柱状、大块、碎块状。根据岩性及力学性质不同，可分为泥质粉砂岩⑧1层，砂岩、粉砂岩⑧2层，粉砂质泥岩⑧3层。

泥质粉砂岩⑧1：深红、紫红等色，泥质粉砂结构，岩质较硬。

砂岩、粉砂岩⑧2：紫红、浅紫、灰等色，砂状结构（粉砂岩为粉砂结构），岩质较硬，岩芯锤击声脆。

粉砂质泥岩⑧3：深红、紫红等色，粉砂泥质结构，岩质较软，锤击易碎，岩芯用指甲可刻划。

根据地质勘察报告，该项目持力层为全风化岩层。

3 大吨位船舶的船型

该次论证船型详见表1。

4 航行条件的适应度论证

该工程码头前沿为10万吨级的钦州湾东航道，到港船舶由外海锚地沿钦州湾东航道进港靠泊。

4.1 航道通航宽度

钦州港东航道现状可满足20万吨级集装箱船舶单向乘潮通航，设计船型满足要求。

4.2 航道通航水深

经计算，航道富余水深为2.78 m。该项目船舶从外海进入港池通航时间需要1.5 h，考虑船舶在港内掉头以及靠离码头时间，设计船型乘潮历时取3 h。根据钦州港各种乘潮历时下的乘潮水位，乘潮历时3 h保证率90%的乘潮水位为3.43 m。由于航道底高程为?16.3 m，设计船型在航道通航时允许吃水为16.95 m。

4.3 码头前沿停泊水域

前沿停泊水域宽度应不小于90.4 m，现有停泊水域宽度为91.2 m，满足要求[2]。

4.4 前沿停泊水域底高程

经计算，码头前沿停泊地富余水深为1.0 m。由于码头前沿停泊地底高程为?15.10 m，钦州港设计最低水位为0.40 m，即设计船型在前沿停泊地停靠允许最大吃水为14.5 m。

4.5 回旋水域尺度及水深

设计船长为366.45 m，回旋圆直径应不小于550 m。现有回旋水域572 m，满足要求，回旋水域的设计水深取航道设计水深。

综合考虑船舶通航、靠离泊和停靠，取设计船型允许吃水为14.5 m。

4.6 船舶交通组织

船舶交通管理应遵守以下规定：

船舶在VTS区域内航行、停泊和作业时，应服从辖区VTS中心实施的交通管理。

船舶进出港口和通过交通管制区、通航密集区或航行条件受到限制水域时，应按照海事管理机构指定的航路、航速和航行次序航行。

船舶在航经下列水域时，在保持航行安全的情况下，应慢速通过，并保持安全横距。

（1）有船舶正在掉頭、靠离码头或进出船坞的水域。

（2）正在进行水上水下活动的水域。

（3）船舶密集停泊区。

（4）船舶正在装卸或过驳危险货物的水域。

（5）其他要求慢速通过的水域。

为避免紧迫局面的发生，VTS中心可向船舶提出建议、劝告或发出警告。

任何船舶不得在航道、禁锚区内锚泊，如遇到紧急情况需要抛锚时，应当立即向辖区VTS中心报告。

引航员应在海事管理机构公布的登离船区域内登、离被引领船舶。

5 码头设施安全

5.1 码头岸线长度

该项目为顺岸式码头，原设计按中间泊位计算，泊位长度506 m。拟论证船舶靠泊该码头时，由于需占用相邻泊位回旋水域，因此所需泊位长度为436.45 m。

5.2 码头结构型式

码头下部水工结构为预制钢筋混凝土薄壁大圆筒，圆筒沿码头轴线呈“一”字形排列，圆筒坐落在抛石基床上。圆筒顶现浇盖板，盖板为肋形结构。盖板上方现浇混凝土胸墙，圆筒及盖板上方、后方为回填振冲砂，圆筒内振冲砂。盖板上方为钢筋混凝土轨道梁，与盖板整体浇筑形成。轨道梁上安装QU100钢轨。

5.3 码头结构计算

依据《码头结构设计规范》（JTS 167—2018），考虑不同工况的组合情况。计算结果显示码头安全性满足规范要求[3]。

5.4 码头附属设施核算

5.4.1 系船柱核算

经计算：N=911.1 kN，现状系船柱为1 000 kN，系船柱满足船舶靠泊要求[4]。

5.4.2 橡胶护舷核算

经计算：船舶靠泊时有效撞击能量为294.4 kJ。船舶在横浪作用下有效撞击能量为299.9 kJ。橡胶护舷吸能不小于596 kJ，满足要求。

6 码头靠泊等级

通过前述分析，结合钦州港实际生产作业情况，现对码头靠泊等级安排如下：

5#、6#泊位拟靠泊“某集装箱船”，船舶允许吃水≤14.50 m，实际载重量≤115 000 DWT。

7 船舶安全航行和靠离泊方案

7.1 进出港安全航行方案

由于钦州港进港航道由外海至码头，航道水深逐渐变浅，船舶应根据拟停靠泊位的停泊水域情况，选择合适的乘潮水位，满足航道通航富余水深≥2.78 m，以此确定船舶吃水是否满足航行要求。必要时须在锚地候潮。

由于气象、潮汐潮流、风浪对船舶航行影响较大，船舶在进入航道前需对这些方面的资料认真分析研究，尽可能地使用DGPS高精度导航。

在港内操纵时，应注意风、流、潮汐的影响，掌握船速；在靠、离泊时，注意风、流影响，正确使用拖轮；在避让时，应该遵守“早让、宽让”的原则和《避碰规则》的相关要求。

在能见度不良条件下，船舶港内、狭窄水域操纵困难更大。大型船舶对船位的准确性要求较高，这时仅用目测判断已显不足，而运用雷达观测则可以做到心中有数。驾驶员、引航员只有认真研究和充分利用雷达的特性（尤其是多功能雷达），充分发掘其对港内、狭窄水域操纵船舶的有效功能（一般ARPA雷达都有编辑储存信息的功能，现代雷达的航海功能比以前增强了许多，也更加易于使用，这对于船舶在特定航区的航行安全确实非常有效。应用和充分发挥其多功能的效用，在船舶的操纵过程中，尤其是对复杂水域的操纵则相当有用），深刻认识和体会船舶操纵性能及其外界条件，运用优良船艺，才能最大限度地保证船舶安全。

7.2 船舶安全靠泊方案

在靠离泊位之前应熟悉泊位附近的通航环境情况。船舶驾引人员在靠离泊位之前应熟悉泊位周围的通航水域情况，认真研究有关的图书资料。对于不熟悉环境情况的船舶驾驶人员，请引航员协助靠离码头。

制定科学合理的靠离方案。在靠离之前应对具体的操纵细节结合船舶的操纵特性和当时的水文气象特点，制定具体的靠离方案，对靠离过程中可能发生的异常情况应准备妥当的处置方案。在大风等不利气象条件下，结合该船的操纵特性，合理安排拖轮协助靠离。

在拖轮辅助下，靠拢角应控制在0°左右为宜。

8 引航方案

（1）引航员登轮后，向VTS指挥中心报告，取得同意后，方可实施引航作业。

（2）进一步核对被引船舶资料和水文航道等有关情况，确认各项指标处于适航状态，将操作意图告知船长，指挥拖轮按要求带缆。

（3）在引航过程中，保持连续、正规地瞭望，特别要注意周围通航环境的突然变化。

（4）在引航过程中，应运用良好的船艺，发出及时、准确的口令，谨慎驾驶，使用安全航速航行，充分考虑风和潮流对船舶航行的影响，发现偏航，立即采取措施纠正船位。

（5）引航过程中发生险情时，应沉着冷静，果断采取应急反应措施，确保安全。

（6）在引航过程中，要注意与VTS、港口调度中心保持信息畅通，以便及时处置异常情况。

（7）船舶航行至离码头约2～3海里时，指挥拖轮带好的拖缆，必要时用拖轮制动减速。

（8）在靠泊过程中，合理使用拖轮，使得大船平稳地平行靠泊码头。

（9）带好缆绳后，通知船长解拖轮的拖缆并要求船长正确填写引航签证单及拖轮作业单。

（10）建议船舶进港过程中，对东航道实施临时交通管制。

（11）工作完成后，向VTS指挥中心报告。

9 应急措施

9.1 船舶搁浅、触礁应急措施

9.1.1 实施步骤

（1）当船舶发生搁浅或坐礁，切忌盲目使用推进器或舵设备急于求得自力脱浅，以避免扩大损失。

（2）立即显示搁浅信号（日间：垂直悬挂三个黑浮球；夜间：显示锚灯和垂直两盏环照灯）。

（3）迅速查明搁浅、坐礁情况，查明船体破损情况、进水情况及污染情况以判断船舶危险程度。调查包括下列项目：

①搁浅时间及搁浅船位；②船舶搁坐部位和船艏向；③当时船舶吃水；④船体周围水深与底质；⑤当时气象情况，潮汐、流向與海况；⑥船体破损进水部位，进水速率、船舶倾斜情况；⑦主机及推进器、舵设备及其他机械受损情况，或可能受到的危害情况；⑧排水泵浦及系统的可用情况；⑨污染情况；⑩主机、发电机海水冷却水进口阀改用高位的必要性与可能性。

9.1.2 报告

向集团总调度室及当地海事机构和港口主管机关作出初步报告，并连续守听约定的无线电话频道。

9.1.3 控制污染

如果查明船体触底部位为货舱，而且货物具有较强的污染性，只要可能应将该舱货物转移，防止产生破洞，造成污染事故。如已造成破损及污染，应按进水应急计划采取相应措施。

9.1.4 选择脱浅方案

（1）自力脱浅方案：当搁浅坐礁时损失的浮力不多，船体未受损进水，潮水上涨自然增加浮力，或通过排出压舱水，调整船体后可依靠本船锚、主机推（拉）力脱浅等。

（2）拖轮协助脱浅方案：当自力脱浅方案不足以脱浅时，应考虑拖轮协助脱浅方案，计算出浅时刻及需要的拖轮功率、艘数，要求拖轮抵达现场的时间，确定拖轮作业的位置和出浅方向。

（3）卸货起浮脱浅方案：计算所需驳卸货物的重量，申请驳船动力。

（4）卸货与拖轮协助脱浅方案：当搁浅严重，或潮水正在一天天减少，或遇恶劣天气将要袭击可能造成更严重损失时，应同时考虑减载卸货，转移货物，申请拖轮以及使用本轮主机、双锚等设备。

9.1.5 脱浅操作

全体船员在船长的统一指挥下，内外配合，争取时间，全力以赴，执行脱浅方案的各项操作计划，使船舶及早脱浅。

9.1.6 脱浅后的检查

船舶起浮脱浅后，应周密检查船舶的水密、机电设备、舵机、螺旋桨等情况，脱浅后应及时关闭或降下搁浅信号，并将脱浅经过及检查情况向该集团、代理、海事和港口主管部门做进一步报告。

9.1.7 短时间不能脱浅时的措施

船舶搁浅、坐礁后不能在短时间内脱浅，为避免船体受风、流、浪作用使搁浅状况进一步恶化，或地质恶劣，可能导致船体损坏时，应采取措施固定船体，然后制定脱浅方案。固定船体的措施通常有以下几条：

（1）抛出开锚并收紧。

（2）增加船舶压舱水，或向空货舱灌水，使船体坐稳，但要考虑不能因增加压舱而损伤船体。

（3）申请外援。

9.2 靠离泊应急措施

（1）假设因船舶进港航速过低或其他意外因素不能按原计划靠泊时，应急措施如下：

①紧急停靠相邻泊位；②掉头出港；③紧急停靠其他码头。

（2）假设岸桥故障，无法远离靠泊区域的情况。①靠泊前2 d，认真组织做好岸桥的保养和检查，保证设备的完好，能够正常移动；②出现岸桥无法正常移动情况时，可调配两台正面吊拖开，确保靠泊泊位区域清爽。

（3）假设水手带缆力量不足，效率过慢，影响靠泊安全的情况。①紧急从邻近作业船舶抽调现场作业人员，补充力量，确保该船安全靠泊；②靠泊时提前准备两台叉车，做好机械（叉车）辅助带缆的准备工作，确保该船舶安全靠泊。

（4）假设出现天气突变，影响靠泊安全的情况。①安排4艘拖轮，助靠助离（4 000马力以上）；②安排2艘备用拖轮，在相邻就近泊位，当出现不安全因素时，立即投入使用。

10 结语

该文主要对航道条件的适应性进行了分析，包括进出港航道、港池、码头前沿水深、码头前沿停泊地宽度、回旋水域的分析，以及船舶靠泊码头的泊位长度、码头结构和码头附属设施的计算，并提出了船舶安全航行和靠离泊方案、引航方案及应急措施。减载靠泊，适应码头企业的发展要求，切实打通了码头靠泊能力瓶颈，在不增加岸线的前提下，有效提升了港口的综合服务能力。

参考文献

[1]宁泽宾. 重力式码头靠泊能力论证内容的确定[J]. 水运工程， 2014（7）： 77-85.

[2]海港总体设计规范： JTS 165—2013[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.

[3]码头结构设计规范： JTS 167—2018[S]. 北京：人民交通出版社， 2018.

[4]港口工程荷载规范： JTS 144-1—2010[S]. 北京：人民交通出版社， 2010.