海心沙臨時安保碼頭改造成永久碼頭可行性論證

祖小勇

摘 要：隨著港口的發(fā)展，岸線資源日益寶貴，如何對碼頭進行改造已成為重要課題。本文以海心沙臨時安保碼頭為例，采用3個技術方案，對臨時碼頭改造成永久碼頭可行性進行分析。

關鍵詞：碼頭 改造 方案 論證

1.項目概述

海心沙臨時安保碼頭是2010年亞運會需要建設的臨時碼頭，結構形式為浮碼頭，設兩座35m×10m鋼躉船，躉船間距0.5m用過道橋連接，總長70.5m，寬10m，設計船型為300t執(zhí)勤船艇。廣州市客輪公司擬在海心沙島選址建設2個990GT水上巴士泊位，把海心沙臨時安保碼頭做為選址之一。受業(yè)主委托，對海心沙臨時安保碼頭原址建設建設2個990GT水上巴士泊位進行技術可行性論證。

2.碼頭位置與現(xiàn)狀

海心沙臨時安保碼頭位于海心沙島南側岸線的上游端部，北側距主看臺約30m，西側距親水平臺約33m，碼頭前沿線距主航道距離約180m。地鐵3號線從安保碼頭正下方通過，箱涵寬約20m，高約7m，箱涵頂高程約17.2m。

因安保碼頭為臨時建筑物，亞運后躉船和活動鋼引橋已被拆除，現(xiàn)場剩有固定鋼引橋、平臺和滑槽設施等。

3.方案設計

結合水上巴士碼頭的使用特點，擬采用珠江內河常用的浮碼頭布置形式。碼頭主要由鋼浮躉、活動鋼引橋、固定鋼引橋及平臺、躉船系留設施。按躉船系留方式采用滑槽式、撐桿式和靠船樁簇三個方案。本文主要從總平面布置、水工結構方面論證建設的技術可行性。

3.1滑槽式方案

碼頭主要由鋼躉船、滑槽設施、固定鋼引橋及平臺、活動鋼引橋和錨鏈系統(tǒng)等組成（見圖1）。設2個鋼躉船（長×寬×型深×吃水：35 m×8 m×1.2×0.3m），躉船間距16m?；顒愉撘龢虿捎庙槹恫贾眯问剑ㄟ^固定平臺和固定鋼引橋連接至岸上，2個泊位各一組引橋上岸。接岸固定平臺均布置在兩躉船外側，固定承臺與躉船凈距為6.5m，平臺長4.2m、寬5m，平臺面高程取與現(xiàn)有堤岸齊。上游側連接堤岸的固定鋼引橋長4.2m、寬5m，固定承臺及固定引橋擬利用原有的承臺及引橋。下游側固定平臺及固定引橋因位置調整需拆除重建，連接堤岸的固定鋼引橋長11.5m、寬3.5m?；顒愉撘龢?，寬3.5m，長為24m，一側鉸接于固定平臺上，另一側設滾輪安放于躉船上，設計低水平時坡度1：7.23。每個躉船設4組錨鏈及地龍，助于躉船的系留和穩(wěn)定性。

3.2簇樁+撐桿式方案

躉船系留采用靠船樁簇+撐桿的形式。每組撐桿設施基本相同，由樁簇和鋼撐桿組成。樁簇由3根樁組成，呈等邊三角形邊布置，樁距均為3m（海側1根，陸側2根），鋼管樁之間的上部用鋼支撐連接。撐桿采用2根273無縫鋼管焊接成V字型。陸側為一個鉸支座底座與海測φ500鋼管樁固接，方案二水域布置和錨鏈系統(tǒng)同方案一。

3.3靠船樁簇方案

本方案系留采用靠船樁簇。每個躉船各設2組靠船樁簇，分別設距躉船端部7m的位置。該方案新建4.1m×3.5m和11.5m×3.5m固定鋼引橋各一座、2條24×3.5m活動鋼引橋和2個平臺。碼頭設有4組靠船樁簇（每艘躉船設2組，間距為21m），布置于鋼躉船的陸側。靠船樁簇布置同方案二。方案三其它布置同方案一。

4.總平面布置論證

4.1系固設施位置可調性分析

方案一上游利用原安保碼頭滑槽和固定平臺及固定鋼引橋。因東側受鄰近親水平臺限制及需新建一固定平臺且需滿足錨鏈及地龍沉放需要，下游滑槽及新建固定平臺、固定鋼引橋位置沿堤岸調整空間很有限。方案二、三平面往東側受鄰近親水平臺及滿足錨鏈及地龍沉放需要的限制，系固設施沿堤岸調整空間很有限，無法讓靠船樁簇避開地鐵3號線保護范圍。

4.2擬建港址對現(xiàn)有地鐵設施影響分析

對照《廣州市城市軌道交通管理條例》，城市軌道交通過江隧道兩側各一百米范圍內為保護區(qū)范圍。擬建港址處于地鐵正上方，屬地鐵保護區(qū)范圍。按有關要求，地鐵隧道邊線一定范圍內不得進行沉樁作業(yè)。

擬建的三個碼頭建設方案，固定平臺需采用灌注樁基礎，且均在地鐵保護控制范圍內。方案二、三靠船樁簇在地鐵正上方，樁基施工（包括鋼護筒）對地鐵設施安全影響很大。營運期遇臺風等特殊情況，還可能采取拋錨等緊急措施，也將對地鐵設施安全造成影響。

5.水工結構論證

5.1設計荷載

設計船型尺度990GT水上巴士（長×寬×型深×吃水：42m×13 m×2.85 m×2m），陸域均布荷載標準值取q=20KN/㎡。系纜力標準值N=144.83kN。其靠岸時的有效撞擊能量E0=14.38kJ。

5.2原堤岸結構

堤岸為重力式沉箱結構，第1層胸墻為L型，與卸荷板現(xiàn)澆為整體，分段長度約6m，高2.55m。第2層為沉箱，高4m，地板尺寸為4m×4m，箱內澆筑C20素砼，頂部伸出鋼筋與胸墻鏈接。第3層為拋石基床，采用15～100kg塊石夯實，厚度約2m。地基（拋石基床底）采用φ600攪拌樁加固處理，呈梅花型布置，樁距為1.3m。堤岸堤頂標高為3.3m，拋石頂標高為-3.25m，攪拌樁底標高為-9.25m。

5.3抗滑、抗傾穩(wěn)定及前趾距離驗算驗算

經(jīng)驗算，極端高水位時第1層抗傾、抗滑均不滿足要求，設計高水位時第1層抗傾和抗滑不滿足要求、第2層和第3層抗滑不滿足要求，設計低水位時第1層抗傾不滿足要求、第3層抗滑不滿足要求。此外，在新增系纜力作用下，在設計高水位時現(xiàn)有堤岸重力式沉箱結構的前趾距離驗算不滿足規(guī)范要求。

5.4基床、地基承載力驗算

基床頂面最大應力為σmax=223.22（k Pa），小于基床承載力設計值σR=600（kPa），滿足規(guī)范要求。基床底面最大應力為σmax=114.48（kPa），基床底下地基已做攪拌樁加固處理，復合地基承載力為590（kPa），可滿足規(guī)范要求。

5.5岸坡穩(wěn)定驗算

采用北京理正巖土計算軟件對岸坡穩(wěn)定進行計算分析。圓弧穩(wěn)定分析方法采用瑞典條分法。持久荷載組合狀況（均布荷載）下，計算出的危險滑弧抗力分項系數(shù)γ為1.5，滿足規(guī)范要求。

5.6方案技術分析

方案一滑槽裝置為桁架結構，與堤岸連接采用植筋方式，植筋位置需均分布在沉箱和胸墻上。該堤岸的重力式沉箱結構比較單薄，沉箱壁厚250mm，胸墻最薄位置300mm。經(jīng)分析，因植筋深度不能滿足要求，從耐久性考慮，不能滿足使用要求，堤岸重力式結構的抗滑抗傾不滿足規(guī)范要求。若沉樁作業(yè)，樁底標高離地鐵3號線箱涵頂高程僅1.4m。按有關部門的規(guī)定，地鐵上蓋一定范圍內不允許進行打樁施工，方案二、三不可行。由上可知，該碼頭的三種結構方案均不滿足規(guī)范或有關部門的要求。

6.結論

碼頭平面布置、結構不能滿足規(guī)范要求或有關規(guī)定。原海心沙臨時安保碼頭位置因地鐵保護和堤岸穩(wěn)定等原因，不適宜作為永久水上巴士碼頭的港址，建議另擇港址建設。

參考文獻：

[1]JTJ 294—98《斜坡碼頭及浮碼頭設計與施工規(guī)范》[S].

[2]JTS 167—2—2009《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》[S].endprint