远东码头船靠船靠泊作业风险评估与操作措施

尤庆华， 刘 威， 胡甚平， 陈 杰， 吴永明(.上海海事大学 商船学院， 上海 0306； .宁波引航站， 浙江 宁波 35040)

远东码头船靠船靠泊作业风险评估与操作措施

尤庆华1， 刘 威1， 胡甚平1， 陈 杰2， 吴永明2
(1.上海海事大学 商船学院， 上海 201306； 2.宁波引航站， 浙江 宁波 315040)

相对于船舶靠码头作业，二程船靠泊一程船的船靠船靠泊作业要额外考虑两船之间的靠球、靠泊角度、系缆条件、作业协调和吃水差等风险因素，作业风险更大。对此，从二程船对一程船的撞击力、靠球的选型与配置、二程船靠泊时机、靠泊角度、靠泊速度、拖船配置以及靠球弹性的应对等角度出发，对远东码头二程船靠泊一程船作业进行靠泊方案风险评估、实景模拟验证、模拟操纵训练和多次靠泊实践探索，并提出相应的操作措施。该操作措施较好地解决了二程船特殊条件下在远东码头11#泊位靠泊一程船外当的安全靠泊问题。

水路运输； 船靠船靠泊作业；风险评估；操作措施；靠球；靠泊角度；系缆条件

1 研究背景

宁波远东码头经营有限公司的11#泊位位于穿山半岛北侧、竹湾山嘴附近，从2013年年初开始为煤炭散货船提供装卸过驳作业服务。一程进口船(主要为7万吨级巴拿马型和18万吨级海岬型散货船)满载靠泊该泊位卸下的煤炭，一部分通过陆域驳载到相邻的远东10#泊位二程船上(主要为2万～5万吨级的沿海散货船)，另外一部分通过水-水过驳的方式直接由一程船过驳到靠泊在其外当的二程船上。

2 船靠船靠泊作业风险

与船舶靠码头靠泊作业相比，船靠船靠泊作业风险因素主要包括：船舶间的撞击力(靠球)、靠泊时段(风、流、浪、潮汐、能见度)、靠泊角度、靠泊速度、舷边布置、系缆条件、拖船运用、作业协调、吃水、吃水差、吨位差和干舷差等。

由表1可知，二程船靠泊一程船时要额外考虑一程船与二程船之间的很多风险因素，如靠球、靠泊角度、系缆条件、作业协调、吃水差、吨位差和干舷差等，与船舶靠码头靠泊作业相比，风险因素和不定因素更多，作业风险更大。

表1 船舶靠码头与船靠船作业风险比较

3 船舶间的撞击力

二程船在靠泊一程船的过程中,应谨慎运用车、舵、锚、缆绳、侧推器和拖船，适当控制船舶的横移速度，最大程度地减小靠泊船舶的撞击力。若靠泊操纵手段运用不当，船舶横移速度过大，则船舶和码头结构的安全将难以得到保障。

船舶靠泊产生的撞击力与船舶的排水量及靠泊时的横移速度等因素有关。常用的船舶撞击力计算式为

P=WV/(gT)

(1)

式(1)中:P为船舶撞击力,kN；W为船舶重力,kN；V为船舶移动速度,m/s；g为重力加速度,m/s2；T为撞击时间,s。

(2)

式(2)中：F为船舶撞击力,kN；γ为动能折减系数，正向撞击取0.3；α为速度与撞击点处切线的夹角，正向撞击取90°；V为船舶移动速度,m/s；W为船舶重力,kN；C1+C2为船舶和水工设施的弹性变形系数，缺乏资料时可取0.000 5 m/kN。

2万吨级散货船满载总载重量为20 000 t，靠泊船处于空船压载状态,按1/4压载量计算,载重量取5 000 t；空船排水量为6 000 t；船舶总重量为总载重量与空船排水量之和，另加10%因水的黏性产生的附加重量；撞击时间取2.5 s。靠泊船的纵移速度为0，最大横移速度为0.15 m/s。计算得到靠泊船对里当船的最大撞击力为1 980 kN。

若能正确使用靠球，使撞击力得到及时有效的分散和缓冲，则靠泊船的撞击力在靠拢速度<0.15 m/s的情况下不会对两船的结构安全造成威胁。

4 靠 球

一程船外当靠泊二程船时，为避免两船发生碰撞和摩擦，要在一程船外当布置好橡胶靠球，起到类似于码头靠把的作用。

相对于码头上安装的专业靠把，靠球显得比较简陋，具体表现为受力后变形大、弹性强，贴拢后短时间内难以稳住船，二程船的预设态势和角度极易被瞬间破坏；另外，由于靠泊时靠球与船体直接接触，摩擦力较大，因此贴拢后移动船舶比较困难。

4.1靠球的型式

船舶并靠常用的靠球是由合成线绳增强橡胶板制成的橡胶靠球，内有压缩空气，可吸收大量能量，降低作用在船舶表面的单位压力，使船舶停靠时柔性和缓冲力更强。靠球根据放置位置的不同可分为主靠球(沿船中平行部位放置，能在靠泊和装卸货期间提供最大缓冲保护)和辅助靠球(用于缓冲靠泊和装卸货期间因不慎造成的艏艉壳板间的任何触碰)两种；根据靠把内气压的高低又可分为低压充气型和高压充气型两种。

4.2靠球的尺寸与强度

船舶并靠操作通常选用圆柱型充气式靠球。靠球强度的高低主要体现在当其受到挤压时所能产生的反作用力的大小和对冲击负荷能量吸收的多少。同种材质的靠球，尺寸越大，强度越高。

4.3所需靠球的数量

选用的靠球应能满足在冲击负荷承受的范围内吸收能量、形状能复原，以及在两船并靠过程中和并靠后船舶接触或发生横摇的情况下，压缩后的靠球的直径不致使上部构造(船体)发生接触。靠球的布置应能使最大的冲击负荷适当地分布在两船船中平行体的全长面积上。船舶常用的圆柱型充气式靠球的规格见表2。

根据船舶间的撞击力分析结果，当靠泊船的横移速度控制在0.15 m/s及以下时，靠泊船对里当船的撞击力最大为1 980 kN。根据表2参数和实际操作惯例，并靠时需配备的主靠球规格和数量见表3。

除了配备上述主靠球之外，还应在艏部和艉部适当配备辅助靠球，以备船舶靠离时应急之用。

4.4靠球的放置要求

靠球应按下列要求放置。

表2 圆柱型充气式靠球的规格

表3 并靠时需配备的主靠球规格和数量

1) 并靠时的冲击力应能在两船适当的船体面积上被均匀吸收，并考虑到船体的厚度。

2) 在靠泊和装卸货作业过程中，靠球的放置应能为两船提供尽可能的保护。

3) 放置靠球时应根据拟定的计划，同时考虑两船的长度、船中平行部位的长度和艏艉弧度等因素。

根据11#泊位的实际情况，可选用4个尺寸(直径×长)为1.5 m×3 m的橡胶靠球顺次安放在一程船的外当，其中第1个和第4个靠球应安放在合适的位置，使二程船贴拢时刚好位于船身平直部分的艏艉最两端。

靠泊过程中，若并靠的小船与大船不平行，则可能存在触碰的危险，因此还应在小船舯部平行体的稍前和稍后部位各放置一个辅助靠球，以避免靠泊过程中小船的艏或艉触碰大船船体。

为此，码头方要提早获取一程船和二程船的总布置图(General Arrangement),根据驳载对舱口的要求提早计算出第1个和第4个靠球在一程船上的安放位置。4个靠球之间用钢丝绳连接，艏艉端将钢丝牵引到大船甲板缆桩上挽牢，中间的2个靠球还要各有一根钢丝绳拉到甲板上，以便对其进行定位，防止该靠球在风和流不合适时打横而影响靠泊。

5 二程船安全靠泊时段

5.1二程船靠泊时机

船舶进港靠泊操纵时机的选定取决于风、流和能见度等。

1) 风的影响与风力、风向及船舶的载重状态有关。理论计算和模拟操纵结果表明，二程船在压载状态下靠泊时，风力一般应限制在6级以下，以保证安全。当风向为北风或东北风时，风力处于正横位置，此时还要适当降低风级。倘若风力太大，助泊拖船将无法作业。

2) 由于该泊位的二程船为2万吨级的空船，因此对流的要求可比一程船略低，但其危险性要比同类型船舶靠码头大得多，因此建议将靠泊流速控制在1.5 kn以下。

3) 能见度应>1 000 m。

5.2二程船安全靠泊时段的选定

二程船应尽量选择在平流、缓流时靠泊，对于远东11#泊位而言，较适宜靠泊的时段为镇海高潮前1 h～镇海高潮时。由于二程船处于空载状态，对流的要求不用像一程船那么高，因此可将靠泊时间放宽到镇海高潮后1 h。该时段的潮流处于初落转急落的过程中，码头边流较为平缓。镇海高潮1 h后，流速可能会达到2 kn，此时不利于安全靠泊。

因此，二程船安全靠泊时段为镇海高潮前1 h～镇海高潮后1 h，一般镇海高潮时是最佳靠泊时间。

6 船靠船靠泊作业风险防范

6.1靠泊安全角度

船靠船靠泊时，一程船与二程船之间使用尺寸(直径×长)为1.5 m×3 m的橡胶靠球。在贴拢时，由于惯性作用，靠球直径可能会被挤压到1 m左右，两船相近到几乎探身就能摸到对方船。假设二程船第1个挤到的靠球位置与艏部最有可能和大船相碰的点的距离为30 m，则可通过简单的三角函数计算出该角度约为1.8°，考虑到艏部弧形结构，靠泊角度不能>3°。

6.2一程船舷边布置

1) 一程船外当突出于舷外的物品(如舷梯、照明灯等)应提早收回。

2) 有些船(比如巴拿马型船)的舱盖板完全打开后，其外沿几乎与舷边平齐，因此必须提前将其内移到离舷边至少2 m远处，否则在二程船靠泊过程中一旦带有小角度靠拢，艏部很容易与其相碰。

3) 一程船抛有外当锚时，要提早绞起，若无法绞起，则需松链到垂直。

4) 一程船绞缆机处于可用状态，方便绞缆。

6.3二程船风险防范

1) 由于二程船靠泊一程船过程中可能用车较多，因此应选择船况较好的船作为二程船，同时做好靠泊过程中可能多次用车的准备，使机器处于良好的操纵状态。

2) 二程船应备妥双锚，前后准备手提靠把，以备紧急时使用。

3) 二程船应进行适当压载，至少使螺旋桨没水；船舶尽量保持平吃水，不能有横倾。

4) 二程船使用2条拖船协助靠泊，拖船应由经验丰富的驾驶员操作。

5) 二程船的代理应针对船期和船舶压载要求对船方做好提醒工作，确保船舶能按时到达并做好相关准备工作。

6) 码头方人员和设备提前0.5 h就位，安放好指泊标志，保持甚高频通信畅通；相邻泊位提前0.5 h停止靠离泊作业，以确保安全。

6.4一程船吃水限制

1) 对于大型海岬型一程船，为确保稳泊安全，须先靠上码头进行抢卸，待其吃水<15 m后再视需要进行二程船的靠泊。

2) 对于巴拿马型一程船，若生产需要，二程船可在其计划靠泊时间后的1.5～2 h进行靠泊作业(即镇海高潮后0.5～1 h)，以最大程度地提高码头装卸效率。

6.5两船驾驶台的相对位置

1) 船靠船靠泊时，若条件许可，应将两船驾驶台位置错开。由于驾驶台往艉部方向的船舶侧面舭部内收，驾驶台虽在船宽范围内，但相对于其对应的舷侧面会有部分突出。一程船艉部型线收得比较快，驾驶台与下面对应的舷侧相比显得略有突出。一旦靠泊时艉部带有一定的靠泊角度，两船的驾驶台位置就极有可能发生擦碰。一般二程船驾驶台可与一程船最后一舱位置对齐，避免两驾驶台相对。

2) 船靠船靠泊一般应遵循顺靠原则，即二程船靠泊方向与一程船保持一致。通常情况下，两船都处于艉倾状态，有利于二程船缆绳的系带；靠离泊过程中，艉部靠近驾驶台，容易观察，可随时动用车和舵进行控制，而艏部离得远，控制起来相对麻烦，发生碰撞的概率相对较大，但在顺靠状态下，两船艏部之间即使发生擦碰，损失也不会太大。

7 船靠船靠泊作业操作措施

7.1速度控制

由于二程船的靠泊时间一般定在镇海高潮至高潮后1 h，因此经过螺头水道时还有较强的涨水。若船是从西堠门方向过来的，则会一路顶水，部分区域流速能达到6 kn，此时必须注意到流的情况，适当提高航速以免错过靠泊时机。若船是从虾峙门方向过来的，则由于一路顺水，维持一般的航速即可。船到远东码头附近慢车带好拖船后，航行至11#泊位对开约2倍船长处倒车拉停准备靠泊。

7.2拖船安排及使用

1) 为确保靠离泊安全，船靠船靠泊须安排2条全旋回转拖船助泊。

2) 拖船功率：由于二程船处于空载状态，因此安排拖船的功率宜小不宜大，大功率拖船即使使用最慢车，在贴拢阶段也往往很难平稳控制船舶。

3) 拖船系带位置：二程船通常有一定的艉倾，艉部水阻力相对较大，若2条拖船功率不同，则可把功率大的放到后面使用；带拖缆的位置采用尽量往中间带的原则，以缩短船拖船作用力臂的长度，降低拖船作用的灵敏度，一般将前面拖船带在艏楼后面的主甲板上，后面拖船带在驾驶台前面。

7.3靠球弹性的应对

远东码头船靠船靠泊作业中使用的橡胶靠球的弹性比一般的码头靠把大很多，二程船在拖船协助下向一程船靠拢时很难一次性贴稳，容易被弹开，进而形成两船船体发生触碰的态势。因此，防范和阻止二程船贴拢后反弹是确保靠泊作业安全的重要内容。根据操作经验，总结出以下几种办法。

1) 拖船前后顶住，但要有效掌控前后拖船顶推力量的均衡，否则两船之间极有可能形成较大夹角而发生擦碰。

2) 先在艏部合适的位置带上横缆，慢慢绞，当艏部接近平行贴拢的瞬间绞紧，同时艉部拖船微速顶住。需注意，艏部拖船要时刻保持顶推姿势，以便在横缆没有收紧的情况下能随时动车发力顶住。

3) 在二程船航行到一程船附近时对开近距离带上缆绳，靠缆绳慢慢前后平行绞拢，该方法最安全。

7.4码头边复杂潮流的应对

码头边船靠船靠泊作业时，一程船外当潮流较为复杂(特别是在远东11#泊位区域)，表现在一程船外当约100 m范围外，落水时有强烈的压拢态势；而在一程船外当约100 m范围内，落水时艏部是推开流，艉部是压拢流。

为避免靠泊操作复杂化，增加安全系数，建议采用抽屉式靠泊方式：二程船航行到一程船正横位置时对开拉停，横距保持在2链以上(为前后拖船留出根据现场流场协调均衡推力的时间和空间)，然后前后拖船平行顶进。一般二程船与一程船横距<50 m时，受艏部方向推开流的作用，艏部靠拢速度会略微减缓，而艉部靠拢速度会加快，此时可令艏部稍稍得力或短时间加车，从而衰减艉部的入泊速度，争取最终平行靠拢(见图1)。

图1 二程船靠泊一程船

7.5操作措施

1) 进港后应备妥双锚。

2) 二程船抵港前，港方应根据船方提供的系泊设备和缆绳的情况制定系泊方案并告知船方，由船长认可；同时，将一程船的相关设施和系缆条件告知船方。

3) 二程船可在镇海高潮前后1 h之间靠泊一程船，最佳靠泊时间是镇海高潮时。二程船约在计划靠泊时间1 h前到达远东码头所在的穿山北水域，一般是左舷靠泊，在右艏部2舱位置带好前拖船，后拖船带在右舷驾驶台前面缆桩上。

4) 靠泊初始位置在远东11#泊位对开横距≥2链的位置处，利用拖船、车和舵等平行横移贴拢。

5) 艏部应尽量先出一根横缆，有利于控制艏部；艉部可先出倒缆。二程船距离一程船5～10 m时，必须做平，平行贴拢。特别注意不能让艉部先进去，以防止碰坏艉部上层建筑(包括救生艇等一系列重要设备)。灵活使用车和舵进行靠泊三要素的控制是平稳安全靠泊的关键。若拖船的功率对船的影响太大，可采用顶顶停停的间歇性操作方式。

6) 二程船缆绳全部系在一程船缆桩上。靠泊完毕后，码头和船方都要注意缆绳受力情况，特别是二程船船员应根据两船的干舷差和码头边的风流及潮水涨落情况适时调整相关缆绳的受力方向和角度，避免缆绳因受力过度或角度过大而断裂。

7.6其他注意事项

1) 二程船必须进行适当压载以满足安全靠泊的需求；至少使船舶的螺旋桨没于水面，艏艉尽量调平吃水，不能有过大的吃水差。

2) 二程船靠拢后调整船位时，由于橡胶靠球的表面摩擦力比一般的码头靠把大很多，因此要动车配合绞缆绳，动车前注意保持螺旋桨清爽。

3) 若靠泊过程中发生主机失控现象，要坚决拉开，千万不能抱侥幸心理。

4) 二程船的代理应针对船期和船舶压载要求提前对船方做好提醒工作；码头方应在一程船靠泊完毕后尽快安放靠球。

8 结束语

与船靠码头相比，二程船靠泊一程船是一种较为困难的靠泊方式，通过分析远东码头的水域条件，以及现场操作和观测，对二程船靠泊一程船作业进行了风险评估、实景模拟验证、模拟操纵训练和靠泊实践探索，并提出了相应的操作措施，在一定范围内取得了成功，较好地解决了二程船靠泊一程船外当的安全靠泊问题。

[1] 尤庆华.船舶管理[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2] 集美大学航海学院.宁波港北仑港区五期集装箱码头10#、11#泊位通航安全报告[R].2012.

[3] 宁波海洋环境监测中心站.宁波港北仑五期码头水域潮位、潮流观测及预报技术报告[R].2013.

[4] 尤庆华,陈杰,胡中敬，等.宁波梅山国际集装箱码头1#2#泊位船舶靠离泊操纵研究[R].2012.

[5] 吴波.超大型油轮在航过驳作业设备——缆绳[J].中国水运,2009(7)：3-5.

[6] 孙琦.船舶操纵[M].大连：大连海事大学出版社,2000.

[7] 林耿豪.大型重载船舶顺流靠泊南沙港三要点[J].珠江水运,2011(Z2):58-59.

[8] 洪碧光.船舶操纵[M].大连:大连海事大学出版社,2008.

RiskAssessmentandOperationalMeasuresofShip-Beside-ShipBerthingatYuandongDock

YOUQinghua1,LIUWei1,HUShenping1,CHENJie2,WUYongming2
(1. Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China;2. Ningbo Pilot Station, Ningbo 315040, China)

The additional factors, such as use of fender balls, control of berthing angle, mooring conditions, berthing operation coordination, draught difference between ships, making the ship-beside-ship berthing operation more difficult and risky than berthing alongside the wharf. The risk of operation when the second-vessel berthing beside the first-vessel at Yuandong Dock is assessed taking into account the striking force from first-vessel, fender balls selection, optimum berthing time, berthing angle, berthing velocity, tug selection, as well as the elasticity of fender balls. The operation is simulated according to the realistic scenario and appropriate operation procedure is proposed and verified through practical operations at Yuandong Dock. The proposed operation procedure has been used at berth No.11 of Yuandong Dock successfully.

waterway transportation; ship-beside-ship berthing operation; risk assessment; operational measures; fender balls; berthing angle; mooring condition

2015-05-15

上海海事大学校基金(SMU-MMC-20140001)

尤庆华(1953—)，男，江苏宝应人，教授，高级船长，主要从事船舶操纵与航运安全管理研究。E-mail:youw6@yeah.net

1000-4653(2015)03-0070-05

U675.9

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