周辉
(长江引航中心,江苏 南通 226316)
船舶工业是现代工业的集大成者,南通中远海运川崎2000年从交付首艘5400TEU 集装箱船到2018年建造的2 万TEU 集装箱船“中远海运白羊座”轮命名交付,标志着其在超大型集装箱船领域又实现了新突破。
由于该类型船舶船体巨大、操纵性能特殊、盲区大,再加上长江航道弯曲狭窄、船舶密度大,通航环境复杂,驾引人员操纵船舶的难度和风险不断提高。
本文以引领新造2 万TEU 集装箱船从南通至宝山水域为例,探讨该类船舶引航安全行之有效的保障措施和对策。
本水域潮汐属不正规半日浅海潮,每日两涨两落,相邻两次低潮的高度大致相等,但相邻两次高潮的高度相差较大,有日潮不等现象,平均一涨一落即一个全潮历时约12h25min。涨潮历时向上游递减,落潮历时则递增,落潮历时长于涨潮历时。落水流速大于涨水流速,高洪水位时,南通港区、苏通大桥等水域落水流速达到5 节以上。小型船舶习惯涨水时乘潮上行,落水时顺流而下。
本水域地处北亚热带季风区。春夏季多东风,冬季多东北风和西北风。夏秋季节(7~10月份)受雷暴和热带气旋影响频繁,冬春季节易受寒潮影响。
驾引人员要结合水域各时段内的水文与气象条件,制定合适的引航方案。
2.1 船舶资料
总长400m、型宽58.6m、型深30.7m、新造船吃水8.0mm(F)/10.0m(A)、方形系数0.64、总吨198500t、净吨93000t、载重吨197900t、主机功率54950KW/72RPM、总高度68m( 倒桅后59.75m)、试航时排水量123500t。
2.2 船舶操纵特性分析
(1)船体超长、超宽、方形系数大;
长江水域航行,与他船会让困难;
吃水和受风面积均较大,航速越低,受风流影响越大,风大流急时船位控制困难;
航行中需占据较大航宽,通过通航环境复杂的水域时,极易发生紧迫局面。
(2)冲程大、惯性大,启动、制动时间长;
旋回圈大;
转向或减速进行避让他船困难,特别是航经转向点时。
(3)驾驶台前移,转向时船首变化小,船尾幅度大,驾引人员判断速率变化的灵敏度变低。
《长江江苏段船舶定线制》规定。本水域深水航道宽度大于500 米,中央设置50 米宽的分隔带,上、下行通航分道宽度各有225 米及以上。
长江航道弯曲,水流复杂,通航密度大。船舶种类多,既有海船,也有内河船舶,各种船舶操纵性能不一。
需要通过南通港区、通常汽渡、常熟港区、苏通大桥桥区、海太汽渡、太仓港区等复杂水域。
新造2 万TEU 集装箱船长江航行主要风险分析
3.1 该类船舶长江航行时主要风险分析
一是新造船自身弱点的风险:新造船舶的设备设施处于磨合期,尚处于不稳定状态,船员对其性能可能不太熟悉,易发生突发故障,难以熟练避险,造成水上事故的发生。
二是风流影响下,通过狭窄弯曲航道的风险:超大型集装箱船体量大,航行中占据较大航宽,所需水域大,风流影响大和航经弯曲航道时,尤为明显。
故需要提前对航行所需航宽和水域做出计算。
3.1.1 航迹带及所需双线航道宽度计算及分析
按公式双线航道宽W=2A+b+c 计算,结果见表1。
表1 2 万TEU 集装箱船所需双线航道有效宽度
3.1.2 弯道航道宽度加宽
南通至宝山水域,航道最大的转向角在30°以内,以弯曲半径R=5L(取大值)计算,按照《海港总体设计规范》计算方法,船长L=400m,则航道宽度需加宽40m。
3.1.3 航行中风致漂移速度计算及分析
该类船舶航吃水为8.0mm(F)/10.0m(A)时,侧面受风面积约为9550m2,水线下船体侧面积约为3438m2,水线上下侧面积比为2.78。
(1)船舶静止中横风漂移速度
表2 静止中不同风速时船舶漂移速度
(2)船舶航行中风致漂移速度
计算结果显示:在航速11 节,风力六级和七级情况下,风致漂移速度每分钟分别为11.4m 和13.8m,将较大地影响航行安全。航速越低风速越大则风致漂移速度越大。
综合以上分析,该类船舶在受风流影响大和航经弯曲航道时,航速又受到一定限制,航行中占用水域面积大,将影响其他船舶的航行,应采取安全措施方能进出江航行。
图1 苏通大桥水域航行示意图
3.2 通过苏通大桥水域风险分析
苏通长江公路大桥通航净空尺度为:主通航孔通航净空宽度900 米,深水航道宽500 米,该有效宽度内相应通航净空高度为62 米,该类船舶放倒雷达桅才能安全通过。苏通大桥水域通航环境十分复杂,是四个水道的汇流水域,船舶交通流密集,流向复杂,航路交叉。该水域流压较大,航道窄,把控船位较难。在19#浮和苏桥6#浮两处转向最大,分别为29°和16°。在转向角度大改向时必须根据水流的缓急和当时的风流压,采取提前分步转向,控制好船位,防止落弯。试航船舶为19.79 万载重吨,而苏通大桥防撞能力为5 万吨级,安全通过苏通大桥是安全出江的重中之重。
3.3 新造2 万TEU 集装箱船离泊掉头主要风险分析
(1)掉头回转圈比较大,影响上、下行船舶:由于船舶尺度大,离泊掉头时占用的水域大,对正常航行的船舶造成干扰,若疏忽瞭望、操纵失误可能引发事故。
(2)离泊加掉头时间长达30 分钟左右。
图2 离南通中远川崎船厂码头掉头水域示意图
根据规范要求,回旋水域垂直于水流方向的回旋水域宽度应为600m左右,沿水流方向的长度为800m左右。船舶所在码头泊位前沿距离深水航道南边线700 多米,船舶离泊旋回时需占用整个上下行航道。
首要前提风力等级不超过6 级、视程大于2000 米。船长/引航员交换信息、海巡艇、四艘大马力拖轮就位,各项准备工作就绪。采取的主要安全措施如下:
4.1 航行安全措施
(1)遵章守纪规范操作,服从VTS 指挥。全程了头、备车、备锚航行,加强了望谨慎驾驶,用一切手段及早判断周围船舶动态、联系统一会让意图。
(2)申请发布航行通(警)告,确保过往船舶不过分接近本船;
避免与大型船舶在桥区、港区水域会遇。
(3)应急措施:①备妥双锚,了头人员与驾驶台保持有效联系。②舵机房有专人值班,电话、VHF 通讯保持畅通。③大船距船首90 米处左右舷,距离船尾80 米处左右舷处的导缆孔,分别准备应急拖缆一根,离水面2 米。四艘伴航拖轮处于比较靠近本船的位置,以便随时响应。
4.2 通过苏通大桥安全措施
(1)严格遵守桥区通航规定。过苏通大桥前,确认已放倒雷达桅,确保有安全富裕高度;
主辅机、操舵系统、航行信号、应急拖缆及应急设备等保持良好技术状态。
(2)申请VTS 交通组织,海巡艇提前到现场维护,确保过苏通大桥时单向通行。
(3)考虑风流压影响,适当“挂高取矮”,控制好船位。
(4)确认侧推器工况正常;
船首两边分别系带拖轮,船尾拖轮较为靠近,随时应急。
(5)任何情况下必须保持与大桥的安全距离。
4.3 离泊掉头安全措施
(1)避开船舶高峰流,选择合适时间离泊。VTS交通组织,海巡艇维护,新造船舶掉头时上下游来往大船暂时封航。
(2)掉头主要事项。提前向南通VTS 中心汇报,显示掉头信号,通报船舶动态。开始解缆离泊,离开码头确认安全方可掉头,利用两个侧推器和四艘大马力拖轮协助掉头操作。适时调整拖轮拖拉顶推的方向和力度,必要时利用车舵,加快船舶掉头。
1)掉头旋回时,需控制好船位。顶流离泊掉头,若开始对地速度为零,则对水速度大小为流速,随着船首向和流向夹角增大,船舶对地前冲速度增大,流速越急越明显,应及时利用左前拖轮后八字拖拽或本船倒车制止不利前冲。
2)根据旋回速率(ROT),船首转向150°左右时,及时利用拖轮、侧推、车舵配合,降低转头速率,适时拎直船身,并占据上风,掉头后应尽快驶入下行航道。
3)掉头完毕下行后,先慢车行驶,待各项设备确认正常后,视当时周围环境和航道情况,再逐渐加车航行。
本文主要结合多次引领新造2 万TEU 集装箱船从南通至宝山水域的经历,探讨如何结合长江干流南通以下各种复杂航道的情况,以及新造2 万TEU 集装箱船的特性,分析了该类型船舶从南通至宝山水域主要风险及引航操作的安全措施,以期为同行们在长江引领超大型集装箱船,采取各项安全保障措施时提供一点参考。
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