中油江陰油庫碼頭升級改造設(shè)計研究

賴紅蘭

摘 要：文章通過對原有碼頭平面布置和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合升級改造后的靠泊作業(yè)要求，提出了碼頭平面改造方案，即碼頭前沿線保持不變，拆除原碼頭平臺部分結(jié)構(gòu)，在原碼頭裝卸平臺前沿新建8座系靠船墩，除最上游系靠船墩外，其余7座均采用嵌入式結(jié)構(gòu)，并提出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造方案。升級改造后，碼頭設(shè)計規(guī)模由靠泊2.5萬噸級油船升級為靠泊5萬噸級油船。

關(guān)鍵詞：油品碼頭 升級改造 碼頭平面 碼頭結(jié)構(gòu)

原碼頭概況

中油銷售江蘇有限公司儲運分公司中油江陰油庫碼頭，位于澄通河段福姜沙進口段，江陰市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)附近的長江南岸，介于大河港與石牌港之間。原碼頭設(shè)計規(guī)模為1個2.5萬噸級油船泊位，并兼顧1艘3000噸級油船及1艘1萬噸級油船同時靠泊。中油江陰油庫碼頭由裝卸平臺、系纜墩和引橋組成。裝卸平臺長度284m，寬度15m；在碼頭平臺的下游側(cè)布置有1座550kN系纜墩，泊位總長度304.5m。系纜墩和碼頭之間采用鋼便橋連接。碼頭平臺通過固定引橋與后方陸域連接。

碼頭平臺前沿布置4臺輸油臂進行裝卸作業(yè)，后沿布置2臺輸油臂。平臺上游端布置配電室和取水泵房，后沿及下游側(cè)引橋上布置有工藝管架廊道。

碼頭平臺采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，由6個結(jié)構(gòu)段組成，排架間距6m，共設(shè)置51榀排架。每榀排架下設(shè)5根600×600mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心方樁，其中直樁3根，斜樁2根，斜度4：1。上部結(jié)構(gòu)自下而上依次為預(yù)制安裝靠船構(gòu)件、預(yù)制安裝剪刀撐、現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制面板和現(xiàn)澆面層。

碼頭前沿每榀排架均設(shè)豎向護舷，護舷的布置為φ1000（500）×1000mm圓筒型橡膠護舷與GD300H橡膠護舷間隔布置形式，橫向設(shè)置有GD300H橡膠護舷。碼頭面前沿配置有450kN系船柱，兩端配置550kN風(fēng)暴系船柱。

問題的提出

中油江陰油庫成立于1994年，是以成品油集散、化工倉儲為主要經(jīng)營業(yè)務(wù)的經(jīng)濟實體，現(xiàn)共有各類儲罐96個，總庫容39.4萬m3； 1座2.5萬噸級油品專用碼頭及1座300噸級碼頭，年吞吐能力570萬噸。隨著公司業(yè)務(wù)范圍的不斷擴大，公司對碼頭的吞吐能力要求也不斷提高，現(xiàn)有碼頭常有超過原設(shè)計代表船型的大型船舶靠泊。根據(jù)交通運輸部的有關(guān)規(guī)定，對于在2006年靠泊能力核查中給予緩沖期的泊位，如需繼續(xù)靠泊超過原設(shè)計船型船舶的，為了保證港口的生產(chǎn)安全必須進行碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工作。

目前長江口深水航道及其延伸段航道維護水深為理論最低潮面下12.5m，并且已向上延伸至太倉。太倉港至擬改造碼頭段航道維護水深為理論最低潮面下10.5m。2012年8月28日，長江南京以下12.5m深水航道工程正式開工建設(shè)，該工程完工后，12.5m深水航道將從太倉延伸至南京，屆時自長江口至南京航道全程可保證5萬噸級集裝箱船全天候雙向通航，兼顧10萬噸級散貨船舶減載乘潮通航。

綜上所述，為了保證港口的生產(chǎn)安全，增強公司的市場競爭力，結(jié)合長江航道整治情況，將原有碼頭的2.5萬噸級油品泊位升級改造為1個5萬噸級油品泊位。

碼頭總平面布置改造方案研究

1、泊位長度

根據(jù)規(guī)范，當(dāng)?？?萬噸級油船時，其船長為229m，由“泊位長度按單個船長加2倍的富裕長度（25m）”的確定原則，碼頭泊位長度為279m，碼頭現(xiàn)有平臺長度284m可滿足5萬噸級油船靠泊要求，僅需對裝卸平臺進行升級改造。

2、碼頭面頂高程

本次改造碼頭新建的系、靠船墩頂高程與現(xiàn)有碼頭面高程一致，為7.00m。本次改造設(shè)計利用現(xiàn)有引橋，引橋面高程維持不變。

3、碼頭前沿設(shè)計水深及設(shè)計底高程

碼頭前沿的設(shè)計水深應(yīng)保證使用期內(nèi)設(shè)計代表船型在滿載吃水情況下能安全?？亢脱b卸作業(yè)。

碼頭前沿設(shè)計水深根據(jù)規(guī)范計算確定：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=13.97m。

碼頭前沿設(shè)計河底高程=設(shè)計低水位-碼頭前沿設(shè)計水深，經(jīng)計算，碼頭前沿河底高程確定為-12.28m。

現(xiàn)有碼頭設(shè)計河底高程為-9.30m，不滿足碼頭改造設(shè)計代表船型前沿設(shè)計河底高程要求。碼頭目前全天候可靠泊最大船舶為1萬噸級油船，1萬噸級以上船舶靠泊時需減載至吃水9.80m以下方可靠泊。

4、碼頭平面改造方案

在原碼頭裝卸平臺前沿布置8個改造點，在每個改造點拆除原碼頭部分排架及上部梁、板等相關(guān)結(jié)構(gòu)，并在每個改造點新建一個系、靠船墩。

為了滿足裝卸作業(yè)要求及消防安全，本次改造拆除現(xiàn)有的裝卸臂及消防炮，在#3、#5、#7墩臺共新建6座裝卸臂，在#2、#4、#7墩臺新建3臺消防炮塔。

為滿足碼頭供電、消防等需要，在引橋上游側(cè)布置有綜合用房作為前方變電所、消防泵房和消防控制室以及辦公室，平面尺度為20m×10m。

圖1 碼頭升級改造平面布置圖

碼頭結(jié)構(gòu)改造方案

因原碼頭結(jié)構(gòu)無法滿足5萬噸級油品船舶的靠泊要求，船舶荷載主要由新建系、靠船墩承受，新建結(jié)構(gòu)與老碼頭間相互獨立，原有老碼頭相當(dāng)于工作平臺，承受原設(shè)計荷載。結(jié)合碼頭總平面改造方案，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造方案如下：

1、新建系靠船墩

在圖1中所示墩臺位置新建8座系、靠船墩，尺寸分別為#1墩臺12.485×15m（縱向×橫向，下同）、#2墩臺20.07×4.76m、#3墩臺19.445×4.76m、#4墩臺24.82×4.76m、#5墩臺16.82×4.76m、#6墩臺22.82×4.76m、#7墩臺16.82×4.76m、#8墩臺18.41×4.76m，每座墩臺下部樁基采用6～8根Φ1500mm鋼管樁，其中部分為斜樁，樁內(nèi)灌填C20混凝土。墩臺高2.5m，墩臺頂高程7.0m。

新建系靠船墩與原碼頭結(jié)構(gòu)交界處設(shè)置40mm伸縮縫，滿足墩臺在荷載作用時的最大水平變位要求。endprint

2、綜合用房水工平臺

在引橋上游側(cè)新建的綜合用房水工平臺為高樁墩式結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用Φ800mmPHC管樁，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土實體墩。

3、系靠附屬設(shè)施

防沖設(shè)施：在新建系、靠船墩前沿豎向布置2根DA-B800×1500L低反力型橡膠護舷。

系船柱：#1和#8系、靠船墩上選用1500kN快速脫纜鉤，#2～#7系、靠船墩選用1000kN快速脫纜鉤。

4、碼頭結(jié)構(gòu)維修

根據(jù)該碼頭結(jié)構(gòu)的檢測報告，原碼頭的部分基樁、靠船構(gòu)件、水平撐出現(xiàn)破損，部分引橋基樁、樁帽、橫梁出現(xiàn)破損或裂縫。對于新建系、靠船墩位置處的損壞構(gòu)件及附屬設(shè)施無需修復(fù)，直接拆除。

4.1樁基修復(fù)

對破損露筋的樁基，采用聚合物水泥砂漿進行修復(fù)；對接樁不順直的樁基，按增設(shè)樁帽進行加固。

4.2引橋橫梁、樁帽及靠船構(gòu)件修復(fù)

主要是對表面局部剝落采用修補法進行修復(fù)。

4.3護舷及系船柱

對于缺失的橡膠護舷按原設(shè)計進行恢復(fù)，局部斷裂、變形的予以恢復(fù)、焊接；對此次不需更換的橡膠護舷已松動的螺栓進行加固。

碼頭施工

老碼頭拆除。采用無震動切割技術(shù)將原碼頭部分排架樁基、上部梁板等混凝土結(jié)構(gòu)進行拆除，同時拆除該區(qū)域范圍內(nèi)工藝、給排水、消防等相關(guān)專業(yè)的設(shè)施。

樁基預(yù)制。鋼管樁在專業(yè)廠家生產(chǎn)，裝船后運至施工地點。

樁基施沉。樁基施沉采用打樁船錘擊施打，停錘標準以標高控制為主、貫入度為校核的原則。因受已有碼頭及其設(shè)施的影響，本工程沉樁難度較大。

現(xiàn)澆墩臺、安裝附屬設(shè)施。在鋼管樁上部現(xiàn)澆墩臺并安裝附屬設(shè)施。

小結(jié)

為了適應(yīng)船舶大型化的發(fā)展趨勢，滿足生產(chǎn)發(fā)展和碼頭靠泊作業(yè)的需要，對中油江陰油庫碼頭進行升級改造。本碼頭的升級改造方案采用拆除部分原結(jié)構(gòu)，新建系靠船墩的局部改造方法，使原碼頭從靠泊2.5萬噸級油品碼頭升級為靠泊5萬噸級的油品碼頭。碼頭升級改造后將增加碼頭的裝卸能力，提高岸線利用率，經(jīng)濟和社會效益顯著。

參考文獻：

[1] 中油江陰油庫碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程施工圖設(shè)計[R]. 南京， 南京水利科學(xué)研究院勘測設(shè)計院有限公司， 2012.

[2] 李增光， 吳輝. 長江下游樁基碼頭結(jié)構(gòu)改造問題研究[J].水運工程， 2009， （11）： 59-64.

[3]王遠宏，楊鵬. 高樁梁板碼頭升級改造可行性分析_以件雜碼頭升級為舾裝碼頭為例[J].中國水運， 2009， 9（2）： 60-61.

[4] JTS165-2013， 海港總體設(shè)計規(guī)范[S].

[5] JTS167-1-2010， 高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S].

（作者單位：交通運輸部北海航海保障中心青島航標處）endprint