论文部分内容阅读
摘 要：天津LNG在建的二期泊位与一期LNG正常运营泊位相邻，一期泊位LNG船舶进出港频繁。由于LNG船舶的特殊性，二期泊位施工建设必将对一期泊位运营产生较大影响。本文基于二期泊位施工工序流程，通过研究LNG船舶移动安全区与停泊安全区的范围大小，分析不同施工工序与LNG船舶的相互影响风险，从而优选确定合适的施工方案，保障LNG船舶正常运营与施工建设的安全。
关键词：移动安全区;停泊安全区;施工方案
中图分类号：U651+.1 文献标识码：A 文章編号：1006—7973（2021）10-0094-04
1 绪论
中石化天津LNG一期泊位2019年到港98艘次，2020年到港115艘次，平均3天即有一艘LNG船舶进出港。由于LNG船舶的特殊安全需求，LNG进出港及靠离泊期间需要一定的安全区范围。如图1所示，二期泊位与一期泊位紧邻，二期泊位长时间施工建设必然对一期泊位LNG船舶正常运营产生一定影响。如果处理不好施工与运营之间的关系，一方面会影响到一期码头LNG船舶的到港数量与生产效益，进而对整个区域的能源供应产生重大影响;另一方面施工过程中的施工作业如果不能保证一定安全作业距离和作业程序，可能对LNG船舶与货物产生安全重大威胁。
二期泊位施工的影响主要来源于施工作业各程序与LNG船舶安全作业距离（安全区）是否冲突问题。因此，为保障一期泊位正常营运，基于LNG船舶安全区范围对二期泊位施工建设方案研究至关重要。
2 主要施工工序及步骤
2.1 LNG码头主体施工工艺
码头主体施工对LNG船舶影响较大的施工工序为打桩船以及运桩方驳的抛锚作业，打桩船根据实际情况及水域范围大小适当调整锚缆长度，然后运桩方驳驻位，打桩船移船至运桩方驳前，起吊桩后再移船就位，并将桩竖立进入桩架龙口内，桩顶戴上替打及桩锤后，收紧锚缆。
2.2 疏浚施工
因回旋水域考虑与已建一期工程共用，本次疏浚主要为停泊水域与拓宽段水域的疏浚。抓斗挖泥船采用四锚定位，利用抓斗将疏浚土挖出装入泥驳，泥驳航行至抛泥区抛泥，然后返航至挖泥船装驳，进行下一个生产循环。
3 LNG船舶安全区范围
在LNG船舶进出港与靠泊期间设立安全区的主要目的，是为了保证船舶进出港与停泊过程中不被其他船舶干扰，防止发生碰撞。但到目前为止，还没有一个统一的标准，安全区大小也因为LNG船舶的尺寸、港口水域的航行环境、船舶进出港过程中的气象、海况以及当地港口的通航密度有密切关系。如果设置的安全区范围过大，不但不能对周围船舶进行有效限制，还浪费了港口管理部门的人力物力，延长对港口正常通航的影响;如果设置过小，则不能有限拦截周围船舶，保障船舶安全。在港口设置LNG船舶安全区的目的有两个：
（1）移动安全区：当船舶进出港过程中降低同其他在航船舶的碰撞危险;
（2）停泊安全区：当船舶靠泊时保护周围船舶以及人员的安全，免受火灾的危害。
3.1 LNG船舶移动安全区范围研究
（1）国外港口LNG船舶移动安全区设置情况[1-2]
国内主要LNG接收站码头对于LNG船舶移动安全区范围的规定如表2[1-2]。
从上述图表中可以看出，各个LNG接收站码头都是通过设置LNG船舶移动安全区的方式来确保LNG船舶的航行安全。考虑到施工水域附近船舶流量很小，基于天津大港的港口管理规定，并结合国内外其他类似港口情况，LNG船舶靠离泊期间，其移动安全区选择LNG船前1海里、后0.5海里，左右250米[4]。
3.2 停泊安全区范围
随着我国沿海大型液化天然气接收站的建立，LNG船舶在停泊期间的安全引起人们的更多关注，LNG船舶停泊期间，在其周围设置一定范围的安全区是保障LNG船舶安全的有效措施。LNG船舶停泊安全区的设置不仅要降低该船舶与停泊期间被过往船舶碰撞的概率，也需要考虑事故造成的风险。关于LNG船舶停泊安全区的设置尚无统一标准，国内外港口海事主管机关对LNG船舶停泊安全区的设置做了不同要求[3]。
（1）国外港口LNG船停泊安全区规定
（2）国内港口LNG船停泊安全区规定
考虑到天津港有关LNG船舶停泊安全区规定，参考国内外其他港口规定，一期LNG泊位停泊期间停泊安全区选择LNG船舶周围200米[5]。
4 施工与一期泊位LNG船舶的影响风险分析
4.1 码头主体施工与一期运营影响风险分析
对于一期泊位的LNG船停泊期间，如图所示，考虑到打桩船和方驳自身的尺寸，4#系缆墩以西的码头主体及引桥施工打桩作业占用水域范围较大，打桩作业船舶可能会进入到停泊安全区内，对LNG船舶的停泊作业产生一定影响，带来不必要的安全隐患。而1～3#系缆墩、1～4#系船墩及码头平台施工时施工船位于停泊安全区之外，对停泊的LNG船影响较小，在LNG停泊期间可以考虑进行施工作业。
对于一期泊位LNG船舶靠离泊过程，LNG船舶在港池及码头水域掉头移动，同时多艘拖轮在一期泊位附近协助。由于码头平台、系船墩等主体施工需打桩作业，打桩船及方驳等在作业时需要抛锚固定船位，锚缆虽然通过合理的布局调整没有占用一期泊位的停泊水域和港池水域，但是极有可能对靠离泊期间拖轮造成潜在风险。
4.2 疏浚作业对一期运营影响风险分析
二期泊位港池疏浚工程量约280.5万方。疏浚倾倒物抛至天津疏浚物海洋倾倒区。本次施工所有疏浚区域都在一期工程港池水域之外。 当一期泊位有LNG船停靠时，二期泊位码头前沿疏浚作业的疏浚船舶及锚缆可能进入一期泊位LNG船舶停泊安全区。因此，禁止码头前沿的疏浚作业，可考虑进行其他区域的疏浚作业。
当一期泊位有LNG船靠离泊过程中，其移动安全区范围基本与港池疏浚区域邻近，虽然疏浚船舶可能没有进入移动安全区，但考虑到参与疏浚船舶的锚缆占用范围较大，可能进入到移动安全区。
5 施工方案的优选与建议
（1）施工单位应建立施工协调调度部门，与中石化1#LNG泊位营运部门应建立有效的沟通协调机制，及时获取LNG船舶进出港计划、动态，做好信息共享工作，有效组织、协调及调整施工船舶的施工安排。同时，由于LNG船舶进出港频繁，施工单位应有专人负责与VTS中心的沟通联络，负责施工期间的施工船舶交通组织，主动把施工情况报告海事部门，接受海事部门的安全监管。
（2）一期LNG船舶靠离泊时，码头主体施工以及疏浚作业均需提前1h左右停止施工作业，施工现场船舶提前调整船舶姿态和锚链设备，疏浚船舶提前离开疏浚区域，禁止一切施工设施进入1#LNG泊位停泊水域及回旋水域附近，并安排应急拖轮现场值守，以保证1#LNG泊位船舶靠离泊的安全;待LNG船舶靠离泊作业完成后，停泊安全区以外的码头和引桥部位再继续施工。
（3）一期泊位LNG停泊期间，#4系缆墩以西的码头主体及引桥禁止进行船舶打桩施工作业，可以选择在LNG船舶离泊后的空档窗口期进行，并与码头调度保持有效沟通，在下一LNG船舶进港靠泊码头前1h撤出停泊安全区水域;而1～3#系缆墩、1～4#靠船墩及码头平台施工时施工船位于停泊安全区之外，在LNG停泊期间可以考虑安排其施工作业。
（4）一期泊位LNG停泊期間，二期码头前沿水域禁止进行疏浚作业，可考虑安排其他区域的疏浚作业。码头前沿水域疏浚作业可选择在LNG船舶离泊后的空档窗口期进行，与码头调度保持有效沟通，在下一LNG船舶进港靠泊码头前1h撤出停泊安全区水域。
（5）一期泊位LNG船进出港及靠离泊时，按照移动安全区要求，在液化天然气船前方及左右两侧各配备一艘警戒船舶，后方配备一艘消拖两用船舶，保障LNG船舶进出港及靠离泊期间周围的清爽。
（6）LNG船舶停泊期间设置船舶周围200米作为停泊安全区，禁止其他船舶进入LNG停泊安全区范围。
6 结论
LNG二期建设泊位距离营运的一期泊位较近，施工各工序对LNG船舶的进出与装卸产生影响。如不能保持足够的安全距离和作业程序，可能对LNG船舶与货物产生安全重大威胁。本文通过剖析施工作业各程序，研究LNG船舶移动安全区及停泊安全区范围，分析施工工序与安全区的相互影响，从而给出保障LNG船舶靠离泊安全的施工方案。研究结果可以为天津LNG泊位建设期间减小相应通航风险，保障LNG船舶正常运营。
参考文献：
[1]孙耀华. LNG船舶进出港移动安全区研究[D].大连海事大学，2019.
[2]张欢. LNG船舶进出港过程中安全区探究[D].大连海事大学，2015.
[3]黄齐方.洋浦LNG船舶通航安全与移动安全区定量计算[J].中国水运，2015（06）：24-26.
[4]丁乙，李延伟，郭文波，孔宪卫，干伟东.天津南港LNG船舶进出港通航方案分析[J].中国水运（下半月），2018，18（12）：17-18.
[5]文元桥，王乐，杨雪，肖长诗，周春辉.LNG船舶停泊安全区宽度计算建模[J].中国安全科学学报，2014，24（05）：73-78.
关键词：移动安全区;停泊安全区;施工方案
中图分类号：U651+.1 文献标识码：A 文章編号：1006—7973（2021）10-0094-04
1 绪论
中石化天津LNG一期泊位2019年到港98艘次，2020年到港115艘次，平均3天即有一艘LNG船舶进出港。由于LNG船舶的特殊安全需求，LNG进出港及靠离泊期间需要一定的安全区范围。如图1所示，二期泊位与一期泊位紧邻，二期泊位长时间施工建设必然对一期泊位LNG船舶正常运营产生一定影响。如果处理不好施工与运营之间的关系，一方面会影响到一期码头LNG船舶的到港数量与生产效益，进而对整个区域的能源供应产生重大影响;另一方面施工过程中的施工作业如果不能保证一定安全作业距离和作业程序，可能对LNG船舶与货物产生安全重大威胁。
二期泊位施工的影响主要来源于施工作业各程序与LNG船舶安全作业距离（安全区）是否冲突问题。因此，为保障一期泊位正常营运，基于LNG船舶安全区范围对二期泊位施工建设方案研究至关重要。
2 主要施工工序及步骤
2.1 LNG码头主体施工工艺
码头主体施工对LNG船舶影响较大的施工工序为打桩船以及运桩方驳的抛锚作业，打桩船根据实际情况及水域范围大小适当调整锚缆长度，然后运桩方驳驻位，打桩船移船至运桩方驳前，起吊桩后再移船就位，并将桩竖立进入桩架龙口内，桩顶戴上替打及桩锤后，收紧锚缆。
2.2 疏浚施工
因回旋水域考虑与已建一期工程共用，本次疏浚主要为停泊水域与拓宽段水域的疏浚。抓斗挖泥船采用四锚定位，利用抓斗将疏浚土挖出装入泥驳，泥驳航行至抛泥区抛泥，然后返航至挖泥船装驳，进行下一个生产循环。
3 LNG船舶安全区范围
在LNG船舶进出港与靠泊期间设立安全区的主要目的，是为了保证船舶进出港与停泊过程中不被其他船舶干扰，防止发生碰撞。但到目前为止，还没有一个统一的标准，安全区大小也因为LNG船舶的尺寸、港口水域的航行环境、船舶进出港过程中的气象、海况以及当地港口的通航密度有密切关系。如果设置的安全区范围过大，不但不能对周围船舶进行有效限制，还浪费了港口管理部门的人力物力，延长对港口正常通航的影响;如果设置过小，则不能有限拦截周围船舶，保障船舶安全。在港口设置LNG船舶安全区的目的有两个：
（1）移动安全区：当船舶进出港过程中降低同其他在航船舶的碰撞危险;
（2）停泊安全区：当船舶靠泊时保护周围船舶以及人员的安全，免受火灾的危害。
3.1 LNG船舶移动安全区范围研究
（1）国外港口LNG船舶移动安全区设置情况[1-2]
国内主要LNG接收站码头对于LNG船舶移动安全区范围的规定如表2[1-2]。
从上述图表中可以看出，各个LNG接收站码头都是通过设置LNG船舶移动安全区的方式来确保LNG船舶的航行安全。考虑到施工水域附近船舶流量很小，基于天津大港的港口管理规定，并结合国内外其他类似港口情况，LNG船舶靠离泊期间，其移动安全区选择LNG船前1海里、后0.5海里，左右250米[4]。
3.2 停泊安全区范围
随着我国沿海大型液化天然气接收站的建立，LNG船舶在停泊期间的安全引起人们的更多关注，LNG船舶停泊期间，在其周围设置一定范围的安全区是保障LNG船舶安全的有效措施。LNG船舶停泊安全区的设置不仅要降低该船舶与停泊期间被过往船舶碰撞的概率，也需要考虑事故造成的风险。关于LNG船舶停泊安全区的设置尚无统一标准，国内外港口海事主管机关对LNG船舶停泊安全区的设置做了不同要求[3]。
（1）国外港口LNG船停泊安全区规定
（2）国内港口LNG船停泊安全区规定
考虑到天津港有关LNG船舶停泊安全区规定，参考国内外其他港口规定，一期LNG泊位停泊期间停泊安全区选择LNG船舶周围200米[5]。
4 施工与一期泊位LNG船舶的影响风险分析
4.1 码头主体施工与一期运营影响风险分析
对于一期泊位的LNG船停泊期间，如图所示，考虑到打桩船和方驳自身的尺寸，4#系缆墩以西的码头主体及引桥施工打桩作业占用水域范围较大，打桩作业船舶可能会进入到停泊安全区内，对LNG船舶的停泊作业产生一定影响，带来不必要的安全隐患。而1～3#系缆墩、1～4#系船墩及码头平台施工时施工船位于停泊安全区之外，对停泊的LNG船影响较小，在LNG停泊期间可以考虑进行施工作业。
对于一期泊位LNG船舶靠离泊过程，LNG船舶在港池及码头水域掉头移动，同时多艘拖轮在一期泊位附近协助。由于码头平台、系船墩等主体施工需打桩作业，打桩船及方驳等在作业时需要抛锚固定船位，锚缆虽然通过合理的布局调整没有占用一期泊位的停泊水域和港池水域，但是极有可能对靠离泊期间拖轮造成潜在风险。
4.2 疏浚作业对一期运营影响风险分析
二期泊位港池疏浚工程量约280.5万方。疏浚倾倒物抛至天津疏浚物海洋倾倒区。本次施工所有疏浚区域都在一期工程港池水域之外。 当一期泊位有LNG船停靠时，二期泊位码头前沿疏浚作业的疏浚船舶及锚缆可能进入一期泊位LNG船舶停泊安全区。因此，禁止码头前沿的疏浚作业，可考虑进行其他区域的疏浚作业。
当一期泊位有LNG船靠离泊过程中，其移动安全区范围基本与港池疏浚区域邻近，虽然疏浚船舶可能没有进入移动安全区，但考虑到参与疏浚船舶的锚缆占用范围较大，可能进入到移动安全区。
5 施工方案的优选与建议
（1）施工单位应建立施工协调调度部门，与中石化1#LNG泊位营运部门应建立有效的沟通协调机制，及时获取LNG船舶进出港计划、动态，做好信息共享工作，有效组织、协调及调整施工船舶的施工安排。同时，由于LNG船舶进出港频繁，施工单位应有专人负责与VTS中心的沟通联络，负责施工期间的施工船舶交通组织，主动把施工情况报告海事部门，接受海事部门的安全监管。
（2）一期LNG船舶靠离泊时，码头主体施工以及疏浚作业均需提前1h左右停止施工作业，施工现场船舶提前调整船舶姿态和锚链设备，疏浚船舶提前离开疏浚区域，禁止一切施工设施进入1#LNG泊位停泊水域及回旋水域附近，并安排应急拖轮现场值守，以保证1#LNG泊位船舶靠离泊的安全;待LNG船舶靠离泊作业完成后，停泊安全区以外的码头和引桥部位再继续施工。
（3）一期泊位LNG停泊期间，#4系缆墩以西的码头主体及引桥禁止进行船舶打桩施工作业，可以选择在LNG船舶离泊后的空档窗口期进行，并与码头调度保持有效沟通，在下一LNG船舶进港靠泊码头前1h撤出停泊安全区水域;而1～3#系缆墩、1～4#靠船墩及码头平台施工时施工船位于停泊安全区之外，在LNG停泊期间可以考虑安排其施工作业。
（4）一期泊位LNG停泊期間，二期码头前沿水域禁止进行疏浚作业，可考虑安排其他区域的疏浚作业。码头前沿水域疏浚作业可选择在LNG船舶离泊后的空档窗口期进行，与码头调度保持有效沟通，在下一LNG船舶进港靠泊码头前1h撤出停泊安全区水域。
（5）一期泊位LNG船进出港及靠离泊时，按照移动安全区要求，在液化天然气船前方及左右两侧各配备一艘警戒船舶，后方配备一艘消拖两用船舶，保障LNG船舶进出港及靠离泊期间周围的清爽。
（6）LNG船舶停泊期间设置船舶周围200米作为停泊安全区，禁止其他船舶进入LNG停泊安全区范围。
6 结论
LNG二期建设泊位距离营运的一期泊位较近，施工各工序对LNG船舶的进出与装卸产生影响。如不能保持足够的安全距离和作业程序，可能对LNG船舶与货物产生安全重大威胁。本文通过剖析施工作业各程序，研究LNG船舶移动安全区及停泊安全区范围，分析施工工序与安全区的相互影响，从而给出保障LNG船舶靠离泊安全的施工方案。研究结果可以为天津LNG泊位建设期间减小相应通航风险，保障LNG船舶正常运营。
参考文献：
[1]孙耀华. LNG船舶进出港移动安全区研究[D].大连海事大学，2019.
[2]张欢. LNG船舶进出港过程中安全区探究[D].大连海事大学，2015.
[3]黄齐方.洋浦LNG船舶通航安全与移动安全区定量计算[J].中国水运，2015（06）：24-26.
[4]丁乙，李延伟，郭文波，孔宪卫，干伟东.天津南港LNG船舶进出港通航方案分析[J].中国水运（下半月），2018，18（12）：17-18.
[5]文元桥，王乐，杨雪，肖长诗，周春辉.LNG船舶停泊安全区宽度计算建模[J].中国安全科学学报，2014，24（05）：73-78.