集裝箱碼頭平面布置國內外差異分析

谷文強，溫秀媛（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230）

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集裝箱碼頭平面布置國內外差異分析

谷文強，溫秀媛
（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230）

摘要：本文以斯里蘭卡科倫坡南港集裝箱碼頭平面布置設計為實例，主要在水域疏浚設計、陸域平面布置、高程設計和綜合管線設計方面，總結說明海外集裝箱碼頭的平面布置設計與國內的差異。

關鍵詞：斷面法；網(wǎng)格法；示坡線法；等高線法；豎曲線

引 言

近年來，隨著越來越多的中資企業(yè)響應我國政府號召實施“走出去”戰(zhàn)略，中資企業(yè)參與的海外港口工程項目越來越多。在參與海外港口工程項目的設計過程中，由于受國際規(guī)則、建設程序、管理體制及文化背景的影響，在施工圖設計的細部環(huán)節(jié)處理上與國內有較大的不同。筆者以某海外集裝箱碼頭施工圖設計為例，介紹總平面布置設計在細部設計中的差別，供參與海外港口工程項目的廣大技術人員參考。

1 水域布置

1.1 港內泊穩(wěn)條件及作業(yè)標準

港內泊穩(wěn)條件是指碼頭及其供船舶?？康挠嘘P設施為適應船舶安全靠離、停泊和作業(yè)的需要，所應具備的技術和環(huán)境條件。作業(yè)標準是指船舶在碼頭前安全裝卸的作業(yè)標準。

泊穩(wěn)及作業(yè)條件主要內容包括碼頭前沿允許波高、碼頭區(qū)允許風力以及碼頭前允許的水流條件等。

船舶系靠碼頭裝卸作業(yè)過程中當船舶運動量超過一定范圍時，裝卸效率隨船舶運動量的增加而降低，船舶運動量繼續(xù)加大時，則無法進行裝卸作業(yè)甚至引發(fā)危險。因此在海外碼頭設計中，通過船舶運動量限值來確定影響泊穩(wěn)及作業(yè)的風、浪、流等條件。

國際航運協(xié)會（PIANC）第24工作組1995年出版的《Criteria for movements of moored ships in harbours- a practical guide》對各類船舶系泊時安全作業(yè)的船舶運動分量給出了限值，其中對集裝箱船舶的限值見表1所示，表中除了橫移是單向最大幅度外，表中其他五個運動量限值均為兩個方向最大幅度之和。

表1 集裝箱船安全作業(yè)的運動量限值（PIANC）

在初步設計階段，可以使用國際通用的數(shù)學模型軟件（例如 OPTIMOOR）確定船舶裝卸作業(yè)標準，但是在施工圖設計中，需要通過系泊物理模型試驗來確定。

從集裝箱運輸?shù)奶攸c看，集裝箱碼頭應有足夠的年營運天，才能保證運輸鏈的暢通和經濟效益。如果碼頭的不可作業(yè)天數(shù)超過10 %，會明顯影響碼頭的服務質量。

1.2 水域尺度計算

1）進港航道

對于進港航道，可以根據(jù)業(yè)主認可的國際通用規(guī)范進行初步設計，可供選擇的國際通用規(guī)范如表2所示（詳細介紹請參照對應規(guī)范）。

表2 航道寬度設計參照規(guī)范

在施工圖設計階段，航道選線和尺度需要通過船舶操縱仿真試驗的方法進行進一步論證。

2）回旋水域

國內外規(guī)范中有關回旋水域尺度的規(guī)定如表3所示。

表3 回旋水域直徑計算

在施工圖設計階段，回旋水域尺度需要通過船舶操縱試驗來確定。

1.3 水域疏浚

在國內開展水域疏浚的施工圖設計時，大面積水域疏浚通常采用網(wǎng)格法，斷面法更多是應用在航道工程量計算中；但海外更傾向于采用斷面法。

表4 各類土的典型邊坡：水下邊坡

例如科倫坡南港集裝箱碼頭項目，咨工要求使用國際通用的商業(yè)計算軟件 CIVIL3D計算水域疏浚工程量，并繪制疏浚斷面圖。疏浚邊坡坡度根據(jù)巖土特性和水文條件確定，如英標 BS6349-5給出了不同土質條件下的典型邊坡，如表4所示。

在海外項目施工圖設計階段，一般使用國際通用軟件 SLOPE計算水域疏浚邊坡和相鄰建筑物的穩(wěn)定性，并提供相應的計算書。

2 陸域平面布置

2.1 陸域平面布置

港區(qū)陸域包括碼頭前沿作業(yè)區(qū)、堆場、港區(qū)道路、進出港大門、關檢設施、生產及生活輔助區(qū)、集疏運通道等的布置。

以上各區(qū)域的布置與國內的工作方法與原則并沒有差異，但國內只提供了施工圖圖紙，對于各區(qū)域的尺度取值只按規(guī)范的范圍做，除此之外并不深究。海外除了提供圖紙外還須提供設計報告給咨工審批，設計報告除常規(guī)的內容外，還包括：

1）盡可能利用交通仿真模型試驗計算碼頭前沿、港區(qū)道路、進出港大門等主要交通區(qū)域的交通量，如果沒有條件或沒有進行此項工作，也要進行定量的計算，分析計算各區(qū)域的交通量狀況，借此確定以上各區(qū)域的尺度，如寬度、車道數(shù)、進出港緩沖區(qū)長度等。

2）堆場中的各建構筑物，由于受RTG跨內的影響，必須采用剖面圖的方法，分析表明該建構筑物與 RTG的作業(yè)沒有影響，也不影響拖車道的安全作業(yè)等。

3）各種單體之間的距離，除了按常規(guī)或規(guī)范保持足夠的安全距離及消防通道距離外，還須對下步設計安排的管道布置所需的寬度作出安排，因此，國際咨工也要求對此作出必要的說明。

2.2 高程設計

集裝箱碼頭高程設計的主要任務是根據(jù)集裝箱港口陸域排水、裝卸工藝及運輸系統(tǒng)的要求，結合當?shù)氐匦?、地質等條件，確定集裝箱堆場、道路、鐵路、停車場、輔建區(qū)和排水系統(tǒng)等的標高；盡可能減少土、石方工程量，使港區(qū)土、石方挖填基本平衡；盡量減少工程投資。

為使港區(qū)地面排水能順利地匯集到集水口或明溝中，港區(qū)地坪坡度應不小于0.5 %，困難地段不宜小于0.3 %；同時為使地面不發(fā)生沖刷，港區(qū)地坪最大坡度應不大于1 %，其中輔建區(qū)、堆場等作業(yè)場區(qū)地坪坡度一般不宜大于1.5 %，以利于場區(qū)作業(yè)和車輛停放。

國內一般是采用示坡線法繪制高程設計圖，極少采用等高線法。海外工程也可以使用示坡線法繪制高程圖，但國際咨工還要求必須在交叉路口、停車場、閘口等區(qū)域使用國際通用軟件CIVIL 3D繪制等高線高程圖，并進行豎曲線設計。

在科倫坡南港集裝箱碼頭設計中，按國際咨工要求采用美國AASHTO規(guī)范《Policy on Geometric Design of Highways and Streets》對港區(qū)道路高程進行豎曲線設計，包括了凸形豎曲線和凹形豎曲線。

2.3 綜合管網(wǎng)設計

管線綜合的任務主要是在總體設計中合理安排各種管線的路由、敷設方式，協(xié)調各種管線之間（尤其在交叉點）的矛盾，節(jié)省用地，并能最大限度地滿足各種管線專業(yè)的設計要求。

海外項目綜合管線布置所應遵循的原則與國內相比并無差別，主要在于其細部環(huán)節(jié)要求更高，除了基本的管線綜合平面圖外，還需要針對較為復雜的區(qū)域繪制大量的局部大樣圖、斷面圖等。

3 結 語

隨著越來越多的中資企業(yè)響應我國政府號召實施“走出去”戰(zhàn)略，中資企業(yè)參與的海外港口工程項目越來越多。海外港口項目在一般的設計原則和方法與同內并沒有根本的差異，除了要求使用歐標、英標、美標等國際通用規(guī)范以及國際通用軟件上與國際接軌外，在設計文件的表達也要求與國際接軌，細部設計環(huán)節(jié)的處理上也更為細膩。本文針對水域平面和陸域平面的細部設計總結，可以為廣大參與海外港口項目的設計技術人員提供參考。

參考文獻：

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［7］ Policy on Geometric Design of Highways and Streets［S］.

［8］ IAPH Guidelines For Port Planning and Design［S］.

Differential Analysis of Container Terminal Plane Layouts Adopted in China and Abroad

Gu Wenqiang， Wen Xiuyuan
（CCCC-FHDI Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510230， China）

Abstract：Based on the plane layout of South Container Terminal at Colombo， Sri Lanka， the differences of container terminal plane layouts adopted in China and abroad are summarized from the aspects of land area plane layout， water area dredging， comprehensive pipeline and elevation design.

Key words：section calculation method； grid calculation method； slope line method； contour line method； vertical curve

中圖分類號：U651

文獻標識碼：A

文章編號：1004-9592（2016）02-0024-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160206

收稿日期：2015-06-02

作者簡介：谷文強（1984-），男，工程師，主要從事港口與航道工程設計工作。