淺談寧波市華源物流有限公司5000噸級碼頭工程設(shè)計

鄧林勇

摘 要：寧波市華源物流有限公司5000噸級碼頭工程（以下簡稱華源碼頭工程）位于寧波市北侖區(qū)穿山半島峙頭角，前沿水域開闊，水深條件優(yōu)越，離岸100～150m位置水深能達到20m，但由于后方基本為山體，可供陸域場地基本沒有，常規(guī)情況下不適合在該位置建造碼頭工程，因此該段岸線一直未被納入港口規(guī)劃岸線，但華源碼頭工程轉(zhuǎn)變觀念，走分期實施、滾動發(fā)展的思路，不但解決了后方礦區(qū)開采砂石料出運任務(wù)，同時為后續(xù)充分利用該段寶貴岸線開發(fā)大型物流基地提供了必要的陸域場地，符合可持續(xù)發(fā)展的時代要求。

關(guān)鍵詞：岸線利用 自然條件 設(shè)計條件 總平面布置 水工結(jié)構(gòu)

中圖分類號：U656.134 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0073-02

1 概況

項目位于寧波北侖區(qū)東南海域，穿山半島峙頭角，圓山～崎頭角這段岸線內(nèi)，毗鄰穿山南港區(qū)和佛渡水道，該項目所在區(qū)域水深條件好，離岸100～150 m位置水深能達到20 m，但由于岸線后方基本是山，可供使用的陸域面積基本沒有，以及陸上交通不便，不具備建設(shè)大型碼頭的條件，該段岸線也一直未被開發(fā)利用。

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，對砂石料的需求量越來越大，但目前多數(shù)地區(qū)已面臨著天然砂減少、短缺或枯竭。開發(fā)人工砂作為新的混凝土骨料資源，正在被越來越多的工程所使用，且質(zhì)量良好。為發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟，經(jīng)過北侖區(qū)政府相關(guān)部門允許，當(dāng)?shù)?家砂石料開采企業(yè)對項目所在地后方山體進行開山采石，并生產(chǎn)機制砂，但由于運輸條件差且缺乏統(tǒng)一管理，砂石料開采進展緩慢。2010年5月在北侖區(qū)政府等相關(guān)部門的支持下，該擬建碼頭工程后方陸域完成一份礦區(qū)整合協(xié)議，并獲得浙江省國土資源廳關(guān)于礦區(qū)整合的批復(fù)，礦區(qū)整合后的開采規(guī)模大，而目前陸上運輸條件只有一條砂石小道，無法完成砂石料的出運任務(wù)，因此開采出來的砂石料只能通過水路運輸完成。

華源碼頭工程前期主要承擔(dān)后方礦區(qū)開山砂石料的出運任務(wù)，任務(wù)完成后將形成2000～3000畝可供使用的土地，又將為今后企業(yè)建設(shè)大型物流基地提供必要的陸域支撐，進而充分利用該段深水岸線資源。為充分發(fā)揮該區(qū)域的深水作用，合理利用該區(qū)域岸線的使用效率，提高該項目的可塑性，走可持續(xù)發(fā)展道路，華源碼頭工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)留后續(xù)升級能力，為砂石料開采后的碼頭繼續(xù)使用性創(chuàng)造最合理的建設(shè)條件。

建設(shè)規(guī)模：5000噸級碼頭1座，結(jié)構(gòu)按10000噸級設(shè)計，碼頭設(shè)計年通過能力約150.5萬噸；護岸1條，長約556 m，護岸采用拋石斜坡護岸，堤頂擋浪墻頂標高6.80 m（85國家高程，下同）。

2 自然條件

2.1 工程地理位置

擬建華源碼頭工程地理位置122°8′6″E，29°52′27″N，港址距寧波市中心約55 km。工程北面是舟山本島，E～S向水域范圍有登步島、桃花島、蝦峙島、六橫島等島嶼作天然屏障，外海波浪難以傳入工程水域，但NNE向水域相對開闊，具備一定的風(fēng)成浪條件。擬建場地東南為進出寧波-舟山港的主要海上通道—蝦峙門航道和條帚門航道，水路交通十分方便。

2.2 風(fēng)況

本區(qū)常風(fēng)向為SE、S向，次常風(fēng)向為N、NW向。強風(fēng)向為偏北向，N、NW向最大風(fēng)速分別為24 m/s和22 m/s，次強風(fēng)向為偏東向，E、ESE向最大風(fēng)速均為20 m/s。

2.3 水文

本海域的潮汐性質(zhì)屬非正規(guī)半日混合潮類型。每天出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但兩相鄰的高潮或低潮的高度不等，最大潮差3.50 m，平均潮差1.71 m，而且漲、落潮歷時也不等。

2.3.1 碼頭設(shè)計水位

設(shè)計高水位1.95 m（高潮累積頻率10%），設(shè)計低水位-1.33 m（低潮累積頻率90%），極端高水位3.16 m（五十年一遇），極端低水位-2.14 m（五十年一遇）。

2.3.2 護岸設(shè)計水位

設(shè)計高潮位3.39 m（按《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》附表一，重現(xiàn)期五十年一遇取用），設(shè)計低潮位-2.14（五十年一遇）。

2.3.3 潮流

設(shè)計漲潮流流速取136 cm/s，設(shè)計落潮流流速取119 cm/s。

2.3.4 波浪

擬建碼頭前沿重現(xiàn)期為五十年一遇的設(shè)計波浪要素見表1、護岸處設(shè)計波浪要素見表2。

2.3.5 工程地質(zhì)條件

（1）層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：為本場地上部主要軟弱壓縮層，具高壓縮性，高含水量，抗剪強度低，承載力低的特點，用作堤壩基礎(chǔ)持力層時，應(yīng)對淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土進行地基處理。（2）層角礫：厚薄不均，物理力學(xué)性質(zhì)較好，承載力高，不宜作本碼頭工程樁基持力層。（3）層粉質(zhì)粘土：呈可塑狀，物理力學(xué)性質(zhì)較好，厚度較薄，局部分布，不宜作本碼頭工程樁基持力層。（4）層粉質(zhì)粘土：呈軟可塑狀，物理力學(xué)性質(zhì)一般，局部分布，不宜作本碼頭工程樁基持力層。（5）-1、（5）-3層角礫：物理力學(xué)性質(zhì)較好，承載力高，可作樁基持力層。（5）-2層粉質(zhì)粘土：物理力學(xué)性質(zhì)一般，局部分布，不宜作樁基礎(chǔ)持力層。（6）-1強風(fēng)化凝灰?guī)r、（6）-2中風(fēng)化凝灰?guī)r：物理力學(xué)性質(zhì)好，承載力高，巖石內(nèi)無洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層?？勺鲾M建碼頭樁基持力層。本工程根據(jù)樁基極限承載能力要求，選擇（5）-3層作為樁基持力層。

3 設(shè)計條件

3.1 吞吐量

通過對企業(yè)走訪調(diào)查、礦區(qū)石料計劃開采情況以及未來發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測擬建碼頭吞吐量為150萬噸/年，主要出運開采的碎石和利用開采石料生產(chǎn)的機制砂。

3.2 設(shè)計船型（見表3）

3.3 裝卸工藝

根據(jù)出運產(chǎn)品的特點，砂石料的出運采用皮帶機輸送，簡易式移動裝船機裝船。

工藝的布置，碼頭平臺上布置兩條鋼軌，鋼軌間距12 m，前后軌道距離碼頭前后沿分別為1.5 m和1 m，軌道供移動式裝船機行駛。移動裝船機門架下面布置皮帶機，皮帶機中心線為碼頭平臺中心線往后2 m，皮帶機寬1.6 m。引橋?qū)? m，東側(cè)布置1.6 m寬的皮帶機，引橋皮帶機與碼頭平臺皮帶機交接處設(shè)置簡易轉(zhuǎn)運平臺，皮帶機連接碼頭上的裝船機和后方的生產(chǎn)線，引橋西側(cè)考慮單車道通行汽車。皮帶機輸送效率為600噸/小時。

工藝流程：生產(chǎn)線→皮帶輸送機→移動式裝船機→船舶。

4 總平面布置

4.1 護岸平面布置

本擬建護岸軸線布置在0～-1.5 m等深線處，護岸迎浪面采用2級變坡，堤頂擋浪墻頂標高6.80 m。

4.2 碼頭平面布置

根據(jù)靠泊船型的吃水要求和水深地形條件，結(jié)合擬建碼頭處水下地形等深線的走向，同時考慮擬建護岸對碼頭區(qū)域潮流流向的影響，以及氣象等資料，碼頭前沿線布置于-10.00 m等深線處，碼頭前沿線方位角為N62°～242°，碼頭泊位長度165 m，碼頭泊位由1個作業(yè)平臺和2個系纜墩組成，其中作業(yè)平臺尺寸120 m×14.5 m。滿足?？?艘2000～5000 t級的散貨船。在碼頭平臺后沿東側(cè)布置1座引橋與陸域連接，引橋長約78 m，寬8 m，引橋一側(cè)布置皮帶機，另一側(cè)行駛汽車，引橋中心線與碼頭后沿線的夾角為90?。

5 水工結(jié)構(gòu)

5.1 護岸結(jié)構(gòu)

護岸斷面按幾何外形主要有斜坡式、直立式和混合式三種基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)護岸擬建區(qū)的自然條件和使用要求，結(jié)合工程附近護岸結(jié)構(gòu)型式，擬建護岸采用斜坡堤結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：（1）護岸堤身與地基接觸面積大，地基應(yīng)力較小，對軟弱地基穩(wěn)定有利；（2）斜坡面對波浪能量的消散有利；（3）護面結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)簡單，維修容易。缺點：（1）斷面較大，筑堤材料多；（2）外坡1∶1.5～1∶2時，波浪爬高較大。

根據(jù)地質(zhì)資料，擬建護岸布置于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土上，該層層厚，且具有含水率高、壓縮性高的特點，為加快該層排水固結(jié)，護岸基礎(chǔ)處理上采用打塑料排水板，排水板要求穿過該層2 m。先鋪設(shè)土工布，土工布上碎石墊層100 cm，然后打設(shè)排水板，排水板按正方形布置間距1 m，排水板露出碎石墊層頂面不小于20 cm。然后鎮(zhèn)壓層拋填，再在碎石層上拋填塊石組成堤身。護岸頂部設(shè)置擋浪墻，擋浪墻采用L型鋼筋砼結(jié)構(gòu)，頂標高6.80 m，擋浪墻迎海面護肩寬2.3 m，標高4.85 m。護肩至一級平臺斜坡坡度為1：2，護面采用400 mm干砌塊石+扭王字塊；一級平臺頂標高2.25 m，采用500 mm灌砌塊石護面；從一級平臺至鎮(zhèn)壓層頂面斜坡坡度1∶3，護面采用拋理塊石，拋理塊石厚度500 mm，鎮(zhèn)壓層頂面標高為0.00 m。

5.2 碼頭結(jié)構(gòu)

碼頭平臺采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)，平臺長120 m，寬14.5 m，平臺沿長度方向分為二段，均為60 m，段與段之間設(shè)置凹凸伸縮縫，縫寬20 mm。碼頭排架間距8 m，樁基采用Φ800PHC樁，每個排架布置5根樁，即1根直樁、2對叉樁。樁基通過現(xiàn)澆橫梁連接，然后疊合縱梁、疊合面板、現(xiàn)澆面層組成碼頭工作平臺。碼頭靠船設(shè)施采用H500拱形橡膠護舷。

系纜墩采用高樁墩式結(jié)構(gòu)，每只系纜墩下布置8根Φ800PHC樁。

引橋采用高樁墩式結(jié)構(gòu)，根據(jù)水深和打樁船吃水要求以及護岸施工對樁基影響等綜合考慮，3#、4#引橋墩樁基采用Φ800PHC樁，1#、2#引橋墩采用Φ1000鉆孔灌注樁。引橋墩上擱置預(yù)應(yīng)力空心板，空心板預(yù)制部分長21.5 m，高1.1 m，空心板上現(xiàn)澆15 cm面層，2～5 cm磨耗層。

6 結(jié)語

華源碼頭工程的建設(shè)地點位于寧波市北侖區(qū)穿山半島峙頭角，雖然碼頭工程前沿岸線水深條件好，前沿有充足水域能夠提供碼頭水工建筑物、港池、回旋水域的布置，但岸線后方基本全為山體，可提供碼頭后方陸域布置的場地基本沒有，常規(guī)情況下，這里不適合建造碼頭工程。但寧波市華源5000 t級建材碼頭工程通過轉(zhuǎn)變觀念，走滾動發(fā)展分期實施的思路，不但可以解決礦區(qū)開采砂石料的出運任務(wù)，為當(dāng)?shù)亟ㄖ袌鎏峁﹥?yōu)質(zhì)廉價的砂石料，帶動當(dāng)?shù)貏趧恿蜆I(yè)，同時隨著項目的進一步發(fā)展，后方將形成2000～3000畝的場地，為后續(xù)充分利用該段岸線建造大型物流基地碼頭提供必要的陸域支撐，符合“水深深用”的原則，項目的實施也促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，可謂一舉多得。

隨著項目的進展，該段岸線建造碼頭的條件將日趨成熟，現(xiàn)在相關(guān)部門已經(jīng)把該段岸線納入穿山港區(qū)港口岸線規(guī)劃之中，根據(jù)《寧波北侖穿山半島發(fā)展規(guī)劃》和《穿山港區(qū)南作業(yè)區(qū)控制性詳細規(guī)劃》，穿山港區(qū)南作業(yè)區(qū)在功能產(chǎn)業(yè)布局上規(guī)劃以柳樹田為界，以東（包括峙頭）作為大宗商品儲運預(yù)留，以西至郭巨碼頭發(fā)展海洋裝備制造業(yè)。

參考文獻

[1] 《寧波-舟山港總體規(guī)劃》[R].

[2] 《寧波北侖穿山半島發(fā)展規(guī)劃》[R].

[3] 《穿山港區(qū)南作業(yè)區(qū)控制性詳細規(guī)劃》[R].

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

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

[6] 《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》[S].