大型船舶脱险操作对策

摘要：以3.031×105dwtVLCC为研究对象，与3.5966×104dwt 普通油轮在搁浅前后[T-T’]差值相等的前提下可选择脱浅措施进行比较，认为大型船舶采用卸载方法结合自力与大功率拖轮助力协拖是谨慎可行的做法。针对性提出了大型船舶脱浅操作特需注意事项。

关键词：大型船舶卸载脱浅拖轮助操

传统概念上，4×104dwt以上船舶视为大型船舶，VTS系统一般把1×105dwt以上船舶作为超大型船舶管制（具体港口有区别），长江江苏段定线制规定吃水大于9 .7m或船舶长度大于205m为超大型船舶，进出港口签证则规定8×104dwt或船舶长度大于250m的船舶驾驶员需持有效的大型船舶操作证书。大型船舶搁浅后，因船体排开水的体积减值较普通船舶大得多，船舶浮力损失也大。所以，无论采用减载法或外力拖离法等措施，都与传统的船舶脱浅方法有很大的差别。对船体的保护、固定船位、防止油污发生、大幅度卸载、多艘拖轮助拖，以及缆绳与缆桩强度诸元是脱浅措施实施中应予以重点考虑的。

1 大型船舶搁浅后应急措施

大型船舶搁浅后，在不明底质的情况下应立即停车。迅速组织力量精确标出船位（包括船首向），查明船舶吃水、海底底质、潮汐潮流等情况。依靠自力脱浅仅在确实探明底质为泥或细沙，浮力损失不大，而且风流潮汐有助于脱浅的情况下才予以考虑。绝大多数情况均应果断地请求外援，以免延误时机。

常采用FP与Ff进行比较，来估算能否依靠本船主机倒车拉力使船舶脱浅（FP为主机拉力，FP=MHP/12.5KN，MHP为主机功率kW；Ff船舶搁浅部分与海底摩擦力，Ff=f・g・ΔDKN，f为船底与海底摩檫系数，g为重力加速度9.8/S2，ΔD为搁浅船损失的排水量，ΔD=100q[T-T’],q为每厘米吃水吨数t/cm,T为搁浅前船舶平均吃水m，T’为搁浅后船舶六面平均吃水m）。如FP> Ff时，才能使搁浅船依靠主机正、倒车作功使船舶脱浅（在船体强度和主机扭曲力矩承受范围内）。

当救助拖轮抵达时，可迅即安排其在船舶受外力作用相对舷侧待命，以便随时用车以阻止船身打横或进一步向更浅处漂移（如船底触及砾石、卵石、珊瑚礁或礁石必须待卸载船身适当起浮后采取助拖措施）。拖轮的前后位置视抵达的艘数而定，如先抵达1艘一般布置在船中，2艘可置于船首和船尾，3艘则分别安排在船的首、中、尾部。在脱浅方案实施之前，到位的拖轮仅仅起固定船位、阻止漂移和打横的作用。此时，拖轮即使顶推也应微速或慢速顶。尤其在船首或船尾一端搁浅的情况下，宜以搁浅点为支点，适当位置布置拖轮施力以抵消外力引起的船身打转。当船底与海底接触部分沿船舶纵向较为均匀分布时，一般船身无打转之虞，主要防止船舶向更浅处挪动，可指挥前后位置拖轮协调用车，既要防止施力不均产生转首力矩，也要防止过度顶推船体受损。

2 依靠外力协助脱浅

（6-8）×104dqt的巴拿马型，（8-12）×104dwt的阿芙拉型和（1.2-2.0）×105dwt的苏伊士型是典型的大型船舶船型。（2.0-3.0）×105dwt的巨型油轮（VLCC），以及3.0×105dwt以上的超巨型油轮（ULCC）其排水量和装载量则更令人惊叹。而建造于上世纪70年代的Seawise Giant达5.6 ×105dwt，堪称海上巨无霸。

大型船舶、巨型油轮、超巨型油轮一旦搁浅，无论采用卸载法还是拖轮协助脱浅法，其动用驳船的吨位和调用拖轮的功率都都远较普通船舶脱浅措施复杂得多。

以韩国SAMSUNG-BUILT为中东船东建造的3.031 ×105dwtVLCC为例，探讨依靠卸载、拖离，或卸载结合拖轮助力措施与一般吨位船舶（3.5966 ×104dwt 油轮为参照）脱浅措施的差异。研究大型船舶脱浅操作具有普适意义措施。

2.1 卸载脱浅

根据表1，船型Ⅰ底部至主甲板的垂向深度为31.25m，假设船舶满载原油时干舷高度4.5m，得平均吃水为26.75m。如排水量为3.509×105t，则平均每厘米吃水吨数q为131.2t（因大型船舶方型系数Cb大于0.8，故以q为平均值简化问题的解析）。如搁浅时值高潮后1小时，迅疾测得平均吃水T’=26m。搁浅地处半日潮港，潮差2.4m。以后每小时测得平均吃水T’分别为25.6m、25.0m、24.4m、24.0m，直至低潮时23.8m。

船型Ⅱ平均每厘米吃水吨数q为31.3t，假设搁浅后平均吃水[T-T’]的变化值与船型Ⅰ相同。按ΔD=100q[T-T’]得两船损失的排水量见表2（船体未破损为前提。如船体破损进水，则损失的排水量+破舱进水量=损失总排水量。）

当[T-T’]相同时，船型Ⅰ卸载量是船型Ⅱ卸载量的4.2倍以上，在接驳船队组织，作业时间跨度，脱浅时机把握以及围油栏等防污器材的布施方面，前者都比后者困难。船型Ⅱ卸载5千余吨既可在避开低潮前后3小时的任何时段起浮。而大型船舶搁浅后，单纯应用卸载脱浅方法耗时较长，往往需要历经数次高潮才能摆脱搁浅。

2.2拖轮助拖脱浅

克服船舶搁浅部分与海底摩擦力亦即脱浅所需的总拉力，其表达式为Ff=f・g・ΔDkN。以上述船型Ⅰ和船型Ⅱ为例，损失排水量按照表2所列，假定海底地质为泥沙混合（f取0.37）,则两船脱浅所需的总拉力、拖轮进车需总功率、拖轮倒车需总功率（ZP拖轮进车 MHP=Ft×5kW，倒车MHP=Ft×5.56kW）见表3。

大型船舶协操拖率可达1940kW-4400kW，用于海难救助的远洋拖率甚至达到9400kW-15300kW，目前国内大型专业海难救助单位拥有拖轮总功率在1.5×105kW至2.5×105kW之间。表3所列数据表明，3万吨级普通油轮即使在损失排水量2千吨左右情况下，也需要超过4万千瓦功率ZP拖轮助拖才有可能脱浅。对于30万吨级VLCC，假设不考虑船体强度等因素，在[T-T’]差为0.75m情况下，如不采取卸载等措施，而仅仅依赖拖轮作功强行脱浅，即使大型专业海难救助单位拖轮倾巢而出也力不从心。

3 综合措施应用

大型船舶尤其是VLCC搁浅时，即使在[T-T’]较小的情况下，也应摈弃单一依赖外助方案，尤其仅依靠大功率拖轮强行脱浅的做法，对船体的强度、救助实施以及水域防污染等都是极为不利的。因此，设计脱浅方案时首先采用舱间移载。譬如浅点在左边#5舱附近（图1），则可通过向右边#1舱移载减小搁浅点的正压力。当接驳船到达后，卸载液货减少损失的排水量是更为有效的脱浅措施。

再考虑叠加应用诸力使船舶脱浅。综合措施所获得的脱浅总力ΣF应大于诸力之和，表达式为ΣF>Fp+ Ft+ Pa（其中大船主机推力Fp =MHP/7.5kN，拉力Fp =MHP/12.5kN；ZP拖轮进车Ft = MHP/5kN，倒车MHP/5.56kN；绞锚拉力Pa =gλaWakN）。

以船型Ⅰ为例，假设经过卸载1.0×104t措施后，距离高潮2小时测得平均吃水25.60m（卸载减少吃水0.76m，油水消耗忽略不计）。计划高潮前约1.5小时实施脱浅作业，采用综合措施所需的脱浅总力ΣF至少需多少kN。

根据半日潮港的涨潮规律，从测得25.60m水深至实施脱浅作业的0.5小时内约增加1/12潮差的潮高，估算实施脱浅作业时平均吃水

为25.60+0.2=25.8m。此时，实际损失的排水量为ΔD=100q[T-T’] =100×131.2[（26.75-0.76）-25.8]=2492.8吨。脱浅总力ΣF= f・g・ΔD=0.37×9.8×2492.8=9038.9kN。

船型Ⅰ主机输出功率为32825kW，如作用力在船舶首尾方向，正、倒车尚不足以克服脱浅的摩擦力。考虑推力过大引起的扭曲力矩对机座和船体的损害，以及主机推、拉作用力在脱浅有效方向的投影等因素，以主机输出功率30%为脱浅有效作功，再配备一定数量的拖轮组合是较佳的选择。则所需拖轮的力（正车）至少为Ft =ΣF-Fp-Pa=9038.9-（32825×0.3）/7.5-9.8×4×16.125=7093.8kN，合拖轮进车功率MHP=7093.8×5=35469kW，需9400kW拖轮4艘。如船型Ⅱ在[T-T’]（包括卸载措施）与上述船型Ⅰ相等，选择脱浅时机也相同，则仅需要4400kW拖轮2-3艘即可脱浅。

4 现场操作特需要点

大型船舶操纵和船舶安全管理均有别于普通吨位的船舶，超大型船舶的操纵特需性更甚。应综合风、流、潮汐、底质，接驳船队、拖率对大型船舶脱浅作业的影响因素，应用大型船舶操作特需的良好船艺使搁浅船摆脱险境。

4.1卸载方案实施

设计的卸载方案实施中，首先应沟通信息，确保接驳船与搁浅的大型船舶的船靠船（STS）安全，近似地把STS作为接驳船并靠大型锚泊船操作。当然区别于“STS指南（Ship To Ship Transfer Guide）”有一专职系泊船长（Mooring Master）指挥的做法，搁浅的大型船舶船长因为对海况、潮流、风向，以及其它情况掌握更为全面，应向接驳船的船长作详细介绍并提出建议；第二，可供接驳船接近大型船舶选择流向的余地较小。顶流最佳，如果横向受流应避开轧拢流，开流中用数艘拖轮靠拢亦可行，适时抛开锚利于离泊。概算靠泊所需拖率为｛（接驳船dwt/100000）60+40｝×9.8kN；第三，纵向均匀放置碰垫，考虑港外作业风浪影响大，在条件允许情况下在两船间放置2-3个空心圆柱型碰垫以抵抗强大的挤压力；第四，接驳船在拖轮作用下尽量平行入泊，一般先系船首头缆，船尾配合船首控制绞缆速度，最后从大型船舶首尾各出首尾缆和倒缆；第五，布施防污器材，堵塞下水孔。接装输油软管应充分考虑两船间高低落差和前后移动的余量；第六，卸载油舱顺序主要基于搁浅部位，并顾及搁浅船纵横倾和船体强度；第七，控制好合适的卸载量，在搁浅船将要起浮之前停止卸载，让接驳船离开；第八，接驳船在轧拢流中离开时需拖轮横向拖尾，船首绞开锚。开流或顶流中解掉所有缆绳即可乘势离开。

4.2拖轮助拖实施

由拖轮协助大型船舶脱浅时，应重点把握几点：第一，拖轮总功率MHP∨t>>(ΣF- Fp- Pa) ×5，根据Ff=f・g・ΔD的大小安排拖轮艘数与位置，协操拖率应不小于3600kW；第二，起拖搁浅大型船舶时遇到极大的阻力，脱浅之前拖速几乎为零，拖船的推力最大。拖缆所承受的强度完全取决于推力和阻力。为安全起见，使用专业拖轮的钢缆较妥；第三，合适条件下，在大型船舶正、倒车方向安排大功率拖轮较为理想，诸力叠加利于克服f・g・ΔD所产生的摩擦力。

4.3 其他因素

除了上述几点之外，大型船舶现场操作还应特别考虑几点：第一，超大型船舶脱浅协操的拖轮艘数多、功率大，一般离港口较远，增加了作业的难度。作业前应充分沟通、明确指挥、信息畅通；第二，大型船舶、VLCC，或五-六代集装箱船的长度达300-400m甚至有超过500m的船舶。虽经纵向框架式结构加强，但搁浅后纵向强度相对较弱。譬如COSCOASIA系列万箱船，重载水线部位船壳板相对甲板和舱口围88mm强钢纵衔材就略显薄弱，船间并靠，大功率拖轮施拖应格外注意；第三，如采用绞锚拉力P∨a助力，大船锚与锚链不宜运出，一般由专业救助单位施抛大抓力锚。当锚受力时要严防连接的钢缆绷断伤人，可指派专业人员适时轮斧宰断或气割切断钢缆；第四，港外操作受风浪影响尤甚，增加了大型船舶甲板与援助船舶人员的作业难度。VLCC作业时的防火、防爆、防污染，五-六代集装箱船的高干舷系解缆工作等都应特需谨慎处理。

参考文献

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4 OCIMF:Oil Companies International Marine Forum