欽州港某作業(yè)區(qū)5#、6#泊位靠泊能力論證

謝璇

摘要 文章結(jié)合欽州港實際情況對大型集裝箱船減載靠泊進行了論證，主要對航道條件的適應性進行了分析，包括進出港航道、港池、碼頭前沿水深、碼頭前沿停泊地寬度、回旋水域的分析，以及船舶靠泊碼頭的泊位長度、碼頭結(jié)構和碼頭附屬設施的計算，并提出了船舶安全航行和靠離泊方案、引航方案及應急措施。論證結(jié)論顯示，該船型靠泊可行，可供類似工程參考。

關鍵詞 靠泊能力；海港；減載

中圖分類號 U656.111文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）16-0030-04

0 引言

隨著國內(nèi)外貿(mào)易不斷增長，為了降低貨物運輸成本，海運船舶大型化發(fā)展勢頭迅猛。根據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2018年1月1日，全球共有451艘1萬TEU及以上在運營超大型集裝箱船（ULCS）。盡管近年來我國港口大型深水泊位建設速度很快，但依然無法滿足來港大型船舶靠泊作業(yè)的需求。因此，一些早期建設的碼頭泊位不得不承擔超出自身設計船型尺度的大船靠泊作業(yè)，通常這種靠泊都是將大船減載至能安全?？康某运罂坎葱嵓壌a頭作業(yè)。目前5#、6#泊位等級仍偏低，越來越不適應航運市場的變化，影響貨源的有效組織，減載靠泊迫在眉睫[1]。

1 項目簡介

該項目為2個7萬噸級多用途泊位，位于欽州保稅港區(qū)內(nèi)。從工程投入試運行后2015年至2021年4月期間，靠泊船舶最大載重90 919 t，船長304 m，船寬40 m，吃水14.3 m；工程質(zhì)量可靠，效益顯著，符合設計要求，工程技術和裝卸作業(yè)技術成熟，運行狀況良好。

2 港口現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 水文條件

設計高水位：4.68 m

設計低水位：0.40 m

極端高水位：5.77 m

極端低水位：?0.89 m

該項目設計波浪要素如下：

極端高水位：SSW向，H_1%=2.5 m，T=4.89 s

設計高水位：SSW向，H_1%=2.26 m，T=4.63 s

設計低水位：SSW向，H_1%=1.03 m，T=3.12 s

2.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，該工程場地巖土層主要由第四系人工堆積層（Q_ml）、第四系海陸交互相沉積層（Q_mc）、侏羅系基巖（J）組成，地層描述如下。

2.2.1 第四系人工堆積層（Q_ml）

素填土①：雜色，成分雜亂，堆填無序，為附近工程施工開挖物直接傾倒堆填形成。其主要成分可分為兩類，一類主要由淤泥混砂土、強～中風化碎石組成，狀態(tài)很軟；另一類主要由強～中風化碎石混淤泥、砂土、黏性土組成，狀態(tài)為松散。場地部分鉆孔有揭露，層厚0.30～8.40 m。

2.2.2 第四系海陸交互相沉積層（Q_mc）

為第四系以來形成的松散層，具有成分復雜、多相變、狀態(tài)極為松軟、上部富含有機質(zhì)等特點，根據(jù)土類可分為四層。

淤泥類土②：灰、深灰、灰黑、灰褐、灰黃等色，通常具腥臭味，流塑～軟塑狀，土質(zhì)不均勻，大部分混砂粒及貝殼碎屑，少數(shù)為較純淤泥、淤泥質(zhì)黏土，淤泥質(zhì)黏土黏性較強。大部分鉆孔有分布，層厚0.60～16.30 m。按其成分組成差異可分為淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥混細砂、淤泥混粗砂、淤泥混礫砂、淤泥混粉砂，以淤泥、淤泥質(zhì)黏土及淤泥混細砂為主。

砂類土③：黃、灰、灰黃、灰白、灰褐等色，砂粒成分以石英為主，狀態(tài)為極松～中密。一般為砂及砂混黏土，局部混淤泥、角礫及貝殼等。分布范圍廣，大部分鉆孔有揭示，層厚0.30～9.40 m。按其成分組成差異可分為粉砂、細砂、中砂、粗砂、礫砂、粉砂混黏土、細砂混黏土、中砂混黏土、粗砂混黏土、礫砂混黏土、細砂混淤泥、粗砂混淤泥、礫砂混淤泥，以砂類及砂混黏土為主。

黏性土類④：黃、灰黃、灰、灰白等色，狀態(tài)以軟為主，局部中等或硬，土質(zhì)不均勻，一般干強度、韌性高～中等，局部為粉土。該層僅部分鉆孔有揭示，層厚0.50～7.30 m。按其成分組成差異可分為黏土、黏土混礫砂、黏土混粗砂、黏土混細砂、黏土混粉砂、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土混細砂。

角礫⑤：成分以石英為主，局部為砂巖、硅質(zhì)巖，顆粒形狀以次棱角形為主，粒徑一般為0.2～3 cm，隙間多充填砂土，局部充填少量黏性土，密實程度不均勻，以中密狀為主，局部松散或密實狀。該層僅局部鉆孔有分布，層厚0.50～3.80 m。

2.2.3 侏羅系基巖（J）

巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、砂巖、粉砂巖。根據(jù)風化程度不同分為全風化層⑥、強風化層⑦和中風化層⑧。

全風化層⑥：深紅、紫紅、灰黃、灰等色，除石英外，礦物已全部風化變質(zhì)，呈可塑～堅硬黏性土、砂土狀，抽取可進尺，送水鉆進很快。該層僅局部有分布，層厚0.35～3.85 m，差異較大。

強風化巖層⑦：深紅、紫紅、灰、灰黃等色，送水鉆進較快，巖芯一般呈土柱狀、碎塊狀，一般用指甲易刻劃，用手可折斷。

中風化巖層⑧：裂隙較發(fā)育～發(fā)育，鉆進較慢～慢、平穩(wěn)，巖芯呈短～中柱狀、大塊、碎塊狀。根據(jù)巖性及力學性質(zhì)不同，可分為泥質(zhì)粉砂巖⑧1層，砂巖、粉砂巖⑧2層，粉砂質(zhì)泥巖⑧3層。

泥質(zhì)粉砂巖⑧1：深紅、紫紅等色，泥質(zhì)粉砂結(jié)構，巖質(zhì)較硬。

砂巖、粉砂巖⑧2：紫紅、淺紫、灰等色，砂狀結(jié)構（粉砂巖為粉砂結(jié)構），巖質(zhì)較硬，巖芯錘擊聲脆。

粉砂質(zhì)泥巖⑧3：深紅、紫紅等色，粉砂泥質(zhì)結(jié)構，巖質(zhì)較軟，錘擊易碎，巖芯用指甲可刻劃。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，該項目持力層為全風化巖層。

3 大噸位船舶的船型

該次論證船型詳見表1。

4 航行條件的適應度論證

該工程碼頭前沿為10萬噸級的欽州灣東航道，到港船舶由外海錨地沿欽州灣東航道進港靠泊。

4.1 航道通航寬度

欽州港東航道現(xiàn)狀可滿足20萬噸級集裝箱船舶單向乘潮通航，設計船型滿足要求。

4.2 航道通航水深

經(jīng)計算，航道富余水深為2.78 m。該項目船舶從外海進入港池通航時間需要1.5 h，考慮船舶在港內(nèi)掉頭以及靠離碼頭時間，設計船型乘潮歷時取3 h。根據(jù)欽州港各種乘潮歷時下的乘潮水位，乘潮歷時3 h保證率90%的乘潮水位為3.43 m。由于航道底高程為?16.3 m，設計船型在航道通航時允許吃水為16.95 m。

4.3 碼頭前沿停泊水域

前沿停泊水域?qū)挾葢恍∮?0.4 m，現(xiàn)有停泊水域?qū)挾葹?1.2 m，滿足要求[2]。

4.4 前沿停泊水域底高程

經(jīng)計算，碼頭前沿停泊地富余水深為1.0 m。由于碼頭前沿停泊地底高程為?15.10 m，欽州港設計最低水位為0.40 m，即設計船型在前沿停泊地?？吭试S最大吃水為14.5 m。

4.5 回旋水域尺度及水深

設計船長為366.45 m，回旋圓直徑應不小于550 m?，F(xiàn)有回旋水域572 m，滿足要求，回旋水域的設計水深取航道設計水深。

綜合考慮船舶通航、靠離泊和?？?，取設計船型允許吃水為14.5 m。

4.6 船舶交通組織

船舶交通管理應遵守以下規(guī)定：

船舶在VTS區(qū)域內(nèi)航行、停泊和作業(yè)時，應服從轄區(qū)VTS中心實施的交通管理。

船舶進出港口和通過交通管制區(qū)、通航密集區(qū)或航行條件受到限制水域時，應按照海事管理機構指定的航路、航速和航行次序航行。

船舶在航經(jīng)下列水域時，在保持航行安全的情況下，應慢速通過，并保持安全橫距。

（1）有船舶正在掉頭、靠離碼頭或進出船塢的水域。

（2）正在進行水上水下活動的水域。

（3）船舶密集停泊區(qū)。

（4）船舶正在裝卸或過駁危險貨物的水域。

（5）其他要求慢速通過的水域。

為避免緊迫局面的發(fā)生，VTS中心可向船舶提出建議、勸告或發(fā)出警告。

任何船舶不得在航道、禁錨區(qū)內(nèi)錨泊，如遇到緊急情況需要拋錨時，應當立即向轄區(qū)VTS中心報告。

引航員應在海事管理機構公布的登離船區(qū)域內(nèi)登、離被引領船舶。

5 碼頭設施安全

5.1 碼頭岸線長度

該項目為順岸式碼頭，原設計按中間泊位計算，泊位長度506 m。擬論證船舶靠泊該碼頭時，由于需占用相鄰泊位回旋水域，因此所需泊位長度為436.45 m。

5.2 碼頭結(jié)構型式

碼頭下部水工結(jié)構為預制鋼筋混凝土薄壁大圓筒，圓筒沿碼頭軸線呈“一”字形排列，圓筒坐落在拋石基床上。圓筒頂現(xiàn)澆蓋板，蓋板為肋形結(jié)構。蓋板上方現(xiàn)澆混凝土胸墻，圓筒及蓋板上方、后方為回填振沖砂，圓筒內(nèi)振沖砂。蓋板上方為鋼筋混凝土軌道梁，與蓋板整體澆筑形成。軌道梁上安裝QU100鋼軌。

5.3 碼頭結(jié)構計算

依據(jù)《碼頭結(jié)構設計規(guī)范》（JTS 167—2018），考慮不同工況的組合情況。計算結(jié)果顯示碼頭安全性滿足規(guī)范要求[3]。

5.4 碼頭附屬設施核算

5.4.1 系船柱核算

經(jīng)計算：N=911.1 kN，現(xiàn)狀系船柱為1 000 kN，系船柱滿足船舶靠泊要求[4]。

5.4.2 橡膠護舷核算

經(jīng)計算：船舶靠泊時有效撞擊能量為294.4 kJ。船舶在橫浪作用下有效撞擊能量為299.9 kJ。橡膠護舷吸能不小于596 kJ，滿足要求。

6 碼頭靠泊等級

通過前述分析，結(jié)合欽州港實際生產(chǎn)作業(yè)情況，現(xiàn)對碼頭靠泊等級安排如下：

5#、6#泊位擬靠泊“某集裝箱船”，船舶允許吃水≤14.50 m，實際載重量≤115 000 DWT。

7 船舶安全航行和靠離泊方案

7.1 進出港安全航行方案

由于欽州港進港航道由外海至碼頭，航道水深逐漸變淺，船舶應根據(jù)擬停靠泊位的停泊水域情況，選擇合適的乘潮水位，滿足航道通航富余水深≥2.78 m，以此確定船舶吃水是否滿足航行要求。必要時須在錨地候潮。

由于氣象、潮汐潮流、風浪對船舶航行影響較大，船舶在進入航道前需對這些方面的資料認真分析研究，盡可能地使用DGPS高精度導航。

在港內(nèi)操縱時，應注意風、流、潮汐的影響，掌握船速；在靠、離泊時，注意風、流影響，正確使用拖輪；在避讓時，應該遵守“早讓、寬讓”的原則和《避碰規(guī)則》的相關要求。

在能見度不良條件下，船舶港內(nèi)、狹窄水域操縱困難更大。大型船舶對船位的準確性要求較高，這時僅用目測判斷已顯不足，而運用雷達觀測則可以做到心中有數(shù)。駕駛員、引航員只有認真研究和充分利用雷達的特性（尤其是多功能雷達），充分發(fā)掘其對港內(nèi)、狹窄水域操縱船舶的有效功能（一般ARPA雷達都有編輯儲存信息的功能，現(xiàn)代雷達的航海功能比以前增強了許多，也更加易于使用，這對于船舶在特定航區(qū)的航行安全確實非常有效。應用和充分發(fā)揮其多功能的效用，在船舶的操縱過程中，尤其是對復雜水域的操縱則相當有用），深刻認識和體會船舶操縱性能及其外界條件，運用優(yōu)良船藝，才能最大限度地保證船舶安全。

7.2 船舶安全靠泊方案

在靠離泊位之前應熟悉泊位附近的通航環(huán)境情況。船舶駕引人員在靠離泊位之前應熟悉泊位周圍的通航水域情況，認真研究有關的圖書資料。對于不熟悉環(huán)境情況的船舶駕駛?cè)藛T，請引航員協(xié)助靠離碼頭。

制定科學合理的靠離方案。在靠離之前應對具體的操縱細節(jié)結(jié)合船舶的操縱特性和當時的水文氣象特點，制定具體的靠離方案，對靠離過程中可能發(fā)生的異常情況應準備妥當?shù)奶幹梅桨浮Ｔ诖箫L等不利氣象條件下，結(jié)合該船的操縱特性，合理安排拖輪協(xié)助靠離。

在拖輪輔助下，靠攏角應控制在0°左右為宜。

8 引航方案

（1）引航員登輪后，向VTS指揮中心報告，取得同意后，方可實施引航作業(yè)。

（2）進一步核對被引船舶資料和水文航道等有關情況，確認各項指標處于適航狀態(tài)，將操作意圖告知船長，指揮拖輪按要求帶纜。

（3）在引航過程中，保持連續(xù)、正規(guī)地瞭望，特別要注意周圍通航環(huán)境的突然變化。

（4）在引航過程中，應運用良好的船藝，發(fā)出及時、準確的口令，謹慎駕駛，使用安全航速航行，充分考慮風和潮流對船舶航行的影響，發(fā)現(xiàn)偏航，立即采取措施糾正船位。

（5）引航過程中發(fā)生險情時，應沉著冷靜，果斷采取應急反應措施，確保安全。

（6）在引航過程中，要注意與VTS、港口調(diào)度中心保持信息暢通，以便及時處置異常情況。

（7）船舶航行至離碼頭約2～3海里時，指揮拖輪帶好的拖纜，必要時用拖輪制動減速。

（8）在靠泊過程中，合理使用拖輪，使得大船平穩(wěn)地平行靠泊碼頭。

（9）帶好纜繩后，通知船長解拖輪的拖纜并要求船長正確填寫引航簽證單及拖輪作業(yè)單。

（10）建議船舶進港過程中，對東航道實施臨時交通管制。

（11）工作完成后，向VTS指揮中心報告。

9 應急措施

9.1 船舶擱淺、觸礁應急措施

9.1.1 實施步驟

（1）當船舶發(fā)生擱淺或坐礁，切忌盲目使用推進器或舵設備急于求得自力脫淺，以避免擴大損失。

（2）立即顯示擱淺信號（日間：垂直懸掛三個黑浮球；夜間：顯示錨燈和垂直兩盞環(huán)照燈）。

（3）迅速查明擱淺、坐礁情況，查明船體破損情況、進水情況及污染情況以判斷船舶危險程度。調(diào)查包括下列項目：

①擱淺時間及擱淺船位；②船舶擱坐部位和船艏向；③當時船舶吃水；④船體周圍水深與底質(zhì)；⑤當時氣象情況，潮汐、流向與海況；⑥船體破損進水部位，進水速率、船舶傾斜情況；⑦主機及推進器、舵設備及其他機械受損情況，或可能受到的危害情況；⑧排水泵浦及系統(tǒng)的可用情況；⑨污染情況；⑩主機、發(fā)電機海水冷卻水進口閥改用高位的必要性與可能性。

9.1.2 報告

向集團總調(diào)度室及當?shù)睾Ｊ聶C構和港口主管機關作出初步報告，并連續(xù)守聽約定的無線電話頻道。

9.1.3 控制污染

如果查明船體觸底部位為貨艙，而且貨物具有較強的污染性，只要可能應將該艙貨物轉(zhuǎn)移，防止產(chǎn)生破洞，造成污染事故。如已造成破損及污染，應按進水應急計劃采取相應措施。

9.1.4 選擇脫淺方案

（1）自力脫淺方案：當擱淺坐礁時損失的浮力不多，船體未受損進水，潮水上漲自然增加浮力，或通過排出壓艙水，調(diào)整船體后可依靠本船錨、主機推（拉）力脫淺等。

（2）拖輪協(xié)助脫淺方案：當自力脫淺方案不足以脫淺時，應考慮拖輪協(xié)助脫淺方案，計算出淺時刻及需要的拖輪功率、艘數(shù)，要求拖輪抵達現(xiàn)場的時間，確定拖輪作業(yè)的位置和出淺方向。

（3）卸貨起浮脫淺方案：計算所需駁卸貨物的重量，申請駁船動力。

（4）卸貨與拖輪協(xié)助脫淺方案：當擱淺嚴重，或潮水正在一天天減少，或遇惡劣天氣將要襲擊可能造成更嚴重損失時，應同時考慮減載卸貨，轉(zhuǎn)移貨物，申請拖輪以及使用本輪主機、雙錨等設備。

9.1.5 脫淺操作

全體船員在船長的統(tǒng)一指揮下，內(nèi)外配合，爭取時間，全力以赴，執(zhí)行脫淺方案的各項操作計劃，使船舶及早脫淺。

9.1.6 脫淺后的檢查

船舶起浮脫淺后，應周密檢查船舶的水密、機電設備、舵機、螺旋槳等情況，脫淺后應及時關閉或降下擱淺信號，并將脫淺經(jīng)過及檢查情況向該集團、代理、海事和港口主管部門做進一步報告。

9.1.7 短時間不能脫淺時的措施

船舶擱淺、坐礁后不能在短時間內(nèi)脫淺，為避免船體受風、流、浪作用使擱淺狀況進一步惡化，或地質(zhì)惡劣，可能導致船體損壞時，應采取措施固定船體，然后制定脫淺方案。固定船體的措施通常有以下幾條：

（1）拋出開錨并收緊。

（2）增加船舶壓艙水，或向空貨艙灌水，使船體坐穩(wěn)，但要考慮不能因增加壓艙而損傷船體。

（3）申請外援。

9.2 靠離泊應急措施

（1）假設因船舶進港航速過低或其他意外因素不能按原計劃靠泊時，應急措施如下：

①緊急?？肯噜彶次唬虎诘纛^出港；③緊急?？科渌a頭。

（2）假設岸橋故障，無法遠離靠泊區(qū)域的情況。①靠泊前2 d，認真組織做好岸橋的保養(yǎng)和檢查，保證設備的完好，能夠正常移動；②出現(xiàn)岸橋無法正常移動情況時，可調(diào)配兩臺正面吊拖開，確?？坎床次粎^(qū)域清爽。

（3）假設水手帶纜力量不足，效率過慢，影響靠泊安全的情況。①緊急從鄰近作業(yè)船舶抽調(diào)現(xiàn)場作業(yè)人員，補充力量，確保該船安全靠泊；②靠泊時提前準備兩臺叉車，做好機械（叉車）輔助帶纜的準備工作，確保該船舶安全靠泊。

（4）假設出現(xiàn)天氣突變，影響靠泊安全的情況。①安排4艘拖輪，助靠助離（4 000馬力以上）；②安排2艘備用拖輪，在相鄰就近泊位，當出現(xiàn)不安全因素時，立即投入使用。

10 結(jié)語

該文主要對航道條件的適應性進行了分析，包括進出港航道、港池、碼頭前沿水深、碼頭前沿停泊地寬度、回旋水域的分析，以及船舶靠泊碼頭的泊位長度、碼頭結(jié)構和碼頭附屬設施的計算，并提出了船舶安全航行和靠離泊方案、引航方案及應急措施。減載靠泊，適應碼頭企業(yè)的發(fā)展要求，切實打通了碼頭靠泊能力瓶頸，在不增加岸線的前提下，有效提升了港口的綜合服務能力。

參考文獻

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