提高通用碼頭使用效率的裝卸工藝方案

袁宗喜

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430071）

1 問題的提出

通用碼頭由于其適應(yīng)性廣，散貨、件雜貨都能裝卸，故作為公用性碼頭建造較多。其碼頭主要裝卸設(shè)備通常采用通用型的門座式起重機，通過變換吊具進行多種貨物的裝卸。裝卸件雜貨時等同于普通的件雜貨碼頭，但散貨卸船時大部分采用門機抓斗直接裝汽車運至后方堆場；散貨裝船時多采用汽車將散貨卸至碼頭平臺上，再用抓斗抓到船艙。存在問題是裝卸效率低，污染嚴重，較難滿足環(huán)保要求。

對于偶爾裝卸散貨的通用碼頭，通常采用上述裝卸方式，但對于散貨裝卸量較大的通用碼頭，效率和環(huán)保問題突出，故研究采用既能提高效率，減少污染，又能兼做件雜貨的工藝方案是必要的。

長江下游某通用碼頭，建設(shè)規(guī)模為新建2個50 000 DWT級通用泊位（碼頭結(jié)構(gòu)按靠泊100 000 DWT散貨船設(shè)計）及相應(yīng)的堆場、道路及配套設(shè)施，設(shè)計年吞吐量為510萬t，其中進口307萬t，出口203萬t。貨種為鐵礦石、鐵精礦粉、球團、煤炭、礦渣、煤渣、廢鋼、鋼材等，主要貨種為鐵礦石的進口和出口，以及成品球團礦的出口，兼顧件雜貨的作業(yè)。在本項目設(shè)計中，針對裝卸貨種特點，提出了一種高效、適用的通用碼頭工藝方案[1-3]，使用表明，工藝方案使用效率高，通過能力大，適應(yīng)性好。

2 工藝方案影響因素分析

根據(jù)上述規(guī)模及通用碼頭的性質(zhì)和自然條件，工藝方案應(yīng)考慮如下因素。

1）主要裝卸貨種

首要考慮通用泊位的通用性，以及對各種貨物裝卸和未來發(fā)展變化的適應(yīng)性，故需分析各貨種比例及可能的變化情況。本項目主要散貨裝卸，兼顧件雜貨作業(yè)，以后有可能散貨量更大，故工藝方案的選擇要考慮發(fā)揮散貨高效裝卸的特點。

2）后方堆場的布置型式

后方順長江布置了散貨堆場，較好的工藝布置方式為：卸船時，設(shè)備在碼頭一端卸船并進入后方堆場；裝船時，堆場的物料從另一端出料并進入碼頭上裝船設(shè)備裝船。這樣堆場布置順暢，一端進料，另一端出料，堆場皮帶機朝一個方向運轉(zhuǎn)，與后方的工藝流程吻合。同時要考慮件雜貨與散貨堆場的關(guān)系，最好能互為備用發(fā)展場地，或?qū)⒓s貨堆場布置在不規(guī)則區(qū)域。

3）方便件雜貨作業(yè)

作為通用碼頭有件雜貨作業(yè)需求，故碼頭前沿需留出件雜貨作業(yè)空間，以設(shè)置方便的集疏運循環(huán)通道。

4）自然條件和設(shè)計船型

根據(jù)水域地形特點，碼頭前沿下游水深條件較好，上游水深不足，需局部疏浚。根據(jù)碼頭貨物進出的特點，原料進口多為國外到港的大型散貨船（最大達10萬噸級），中轉(zhuǎn)出口及成品出口為5 000~10 000噸級的散貨船，件雜貨為1~2萬噸級左右的件雜貨船，故大型散貨卸船泊位宜布置在下游。

5）今后發(fā)展需求和方向

工藝方案設(shè)計要為今后企業(yè)發(fā)展留有余地，故需了解業(yè)主今后的發(fā)展方向，并盡量提高碼頭的適應(yīng)性。

6） 投資要求

在滿足裝卸能力要求的前提下，盡量優(yōu)化碼頭結(jié)構(gòu)形式，減少工程投資。

3 裝卸工藝方案選擇

針對通用碼頭工藝的影響因素，設(shè)計采取相應(yīng)的對策，提出一種高效、適用的碼頭工藝方案。

3.1 采取的對策

根據(jù)碼頭以散貨裝卸為主，兼顧件雜貨的需求，設(shè)計采用了專用設(shè)備結(jié)合通用設(shè)備的方案，確保散貨裝卸優(yōu)先。采用高效卸船機作為卸船主要設(shè)備，采用高效裝船機作為裝船主要設(shè)備，采用門機作為散貨輔助卸船設(shè)備并作為件雜貨的裝卸設(shè)備，這樣既體現(xiàn)了高效，也體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能。

根據(jù)自然條件、船型和后方堆場布置方式，設(shè)計采用將散貨進口泊位布置在下游側(cè)，散貨出口泊位布置在上游側(cè)的布置方式。碼頭面布設(shè)3根軌道，以滿足10.5 m軌距的門機、裝船機和22 m軌距的卸船機布置需要。皮帶線布置在10.5 m后軌后方與22 m后軌之間，碼頭前方空間用于件雜貨裝卸作業(yè)。碼頭布置三座引橋，下游引橋布置進口皮帶機，上游引橋布置出口皮帶機，中間引橋作為件雜貨運輸通道，三座引橋均可以作為件雜貨運輸?shù)难h(huán)通道。

碼頭后沿間隔設(shè)置5 m×17 m局部小平臺，作為卸船機抓斗和推耙機的存放平臺。見圖1。

圖1 碼頭工藝斷面布置圖Fig.1 Cross-section plan of the terminal technology

3.2 碼頭裝卸工藝方案

碼頭前沿2個泊位均為通用泊位，其中上游側(cè)1號泊位主要承擔(dān)散貨出口作業(yè)，下游側(cè)2號泊位主要承擔(dān)散貨進口作業(yè)，2個泊位均可承擔(dān)件雜貨的進出口作業(yè)。碼頭上的皮帶機可以同時進行裝船和卸船。

1號泊位配備1臺3 000 t/h移動裝船機進行散貨的裝船作業(yè)，考慮組合船型情況，為提高效率，適應(yīng)今后發(fā)展需要，預(yù)留1條裝船生產(chǎn)線，也可滿足卸船要求。配備1臺25 t門座起重機和1臺40 t門座起重機進行件雜貨裝卸船作業(yè)；2號泊位配備1臺1 800 t/h橋式抓斗卸船機和2臺25 t門座起重機進行散貨卸船及件雜貨裝卸船作業(yè)。

散貨卸船時，卸船機或門座起重機卸下的物料落入由碼頭平臺皮帶機、引橋皮帶機和陸域皮帶機組成的進口皮帶機系統(tǒng)，轉(zhuǎn)運到斗輪堆取料機進入堆場，堆場物料再由皮帶機系統(tǒng)運送至后方。利用門機進行散貨卸船時，先將物料卸入皮帶機棧橋上豎立的通過漏斗，再落入皮帶機上運走，漏斗采用門機吊運移位。

散貨裝船時，物料由后方經(jīng)引橋皮帶機、碼頭平臺皮帶機，直接上裝船機進行裝船。

圖2 碼頭工藝平面布置圖Fig.2 Floor plan of the terminal technology

件雜貨裝卸船時，碼頭前沿4臺門座起重機合理分配進行廢鋼、鋼材、一般件雜貨的裝卸作業(yè)。件雜貨水平運輸配備4組20 t牽引平板車和2組40 t牽引平板車作業(yè)，堆場配備6臺25 t輪胎吊和2臺50 t輪胎吊作業(yè)。

碼頭工藝平面布置方案如圖2所示。

3.3 方案特點

設(shè)計采用的裝卸工藝方案，完全滿足本工程以散貨裝卸為主，件雜貨裝卸為輔的要求，且充分考慮了未來發(fā)展的需求，預(yù)留了一條作業(yè)線，2個泊位碼頭都可以進行件雜貨的作業(yè)，流程順暢，裝卸高效，裝、卸船機環(huán)保性好，碼頭皮帶機采用防風(fēng)擋板防止揚塵，三座引橋能方便地進行件雜貨的運輸中轉(zhuǎn)。堆場采用沿長江的條形布置，不規(guī)則區(qū)域做件雜貨堆場，堆場布置合理。

4 工藝方案創(chuàng)新

1）裝卸船皮帶機布置在碼頭平臺后沿工藝布置。卸船泊位和裝船泊位的碼頭橫向皮帶機都布置在碼頭后沿，前方空間作為件雜貨裝卸場地。

2）裝、卸船兩條皮帶機連為一條整皮帶機工藝技術(shù)。由于裝、卸船額定效率差不多，且皮帶機都布置在后沿，故采用了一種特別的工藝布置方式，即將兩條皮帶機連為一條整皮帶機，在一條完整的皮帶上同時進行卸船和裝船作業(yè)。下游皮帶段承運卸船物料，上游皮帶段承運裝船物料。

雖然卸船或裝船時，皮帶機都得整條運行，消耗的功率會增加，但皮帶無料段是空載運行，消耗功率不大，而連成一條整皮帶后，可使整個碼頭長度上船舶靠泊更方便靈活，除設(shè)備占用的空間外，所有泊位長度上可同時?？繋讞l待卸或待裝的船舶，只要設(shè)備數(shù)量足夠，預(yù)留的一條皮帶機安裝上，則可同時卸兩條船或裝兩條船甚至更多，也可同時進行件雜貨裝卸，使碼頭的使用效率得到很大提高，從根本上提高了碼頭通過能力，增加了投資效益。

3）碼頭前方皮帶機采用正反轉(zhuǎn)自取直取作業(yè)工藝技術(shù)。裝船泊位裝船機采用雙尾車裝船機，碼頭皮帶機采用正反轉(zhuǎn)工藝，實現(xiàn)卸船到裝船的直取作業(yè)。

5 結(jié)語

目前，項目已按照設(shè)計工藝方案建成投產(chǎn)并運行2 a，使用效果很好，船型組合方便，散貨裝卸船和件雜貨作業(yè)適應(yīng)性好。作為通用碼頭，碼頭通過能力大，且碼頭面干凈，環(huán)保效果好。