油品碼頭選型對(duì)比研究

周愛燕

摘 要：隨著我國(guó)油品碼頭的建設(shè)和發(fā)展，裝卸油品種類增多，安全防范工作顯得越來越重要，為保證人身和財(cái)產(chǎn)安全，從經(jīng)濟(jì)、適用和安全角度考慮，碼頭的平面布置和結(jié)構(gòu)選型顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：油品 危險(xiǎn)品 總平面布置 水工結(jié)構(gòu)

1.定義

油品是指原油、成品油（汽油、煤油、柴油、石腦油等）和液化石油氣，其中液化石油氣包括丙烷、丁烷及其密度約為空氣密度1.5至2.0倍液化的烴類混合氣體，根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性，油品碼頭可以分為甲乙丙三類，根據(jù)設(shè)計(jì)船型的載重噸位碼頭防火等級(jí)分為三級(jí)。

以茂名某油品碼頭為例，論述平面布置和結(jié)構(gòu)的選型方案。

2.總平面布置

本工程總平面布置考慮了兩個(gè)方案，分述如下：

2.1平面布置方案一

平面方案一為墩式布置。碼頭總長(zhǎng)279m，布置1個(gè)5萬噸級(jí)泊位，可同時(shí)靠泊2個(gè)小噸位船型，碼頭面高程6.0m。碼頭由工作平臺(tái)和2個(gè)系船墩組成，工作平臺(tái)平面尺寸為193m×24m，通過寬3m，長(zhǎng)30m的聯(lián)系橋與系船墩連接。系船墩平面尺寸為13m×13m。碼頭通過長(zhǎng)36m，寬13m的引橋與后方公共管廊連接。碼頭控制室布置在接岸引橋北側(cè)。

碼頭面共布置3個(gè)裝卸點(diǎn)，適應(yīng)不同船型的靠泊作業(yè)。工藝管線布置在碼頭后沿，管架寬度為5m，通過引橋與后方公共管線連接。

2.2平面布置方案二

平面方案二為連片式布置。碼頭總長(zhǎng)279m，寬24m，碼頭面高程為6.0m。碼頭通過長(zhǎng)36m，寬13m的引橋與后方防波堤連接。碼頭控制室布置在接岸引橋北側(cè)。

碼頭面工藝管線及裝卸點(diǎn)的布置同平面方案一，各船型組合情況同平面方案一。

2.3平面布置方案比選

兩個(gè)平面方案，均采用離岸式布置，無論是連片式布置或是墩式布置均能滿足液體化工品的裝卸要求，從技術(shù)上都是可行的，其優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

結(jié)合廠區(qū)的生產(chǎn)情況及工程投資，綜合考慮總平面推薦方案一。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

3.1碼頭結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)構(gòu)方案一 ：方沉箱結(jié)構(gòu)① 工作平臺(tái)

結(jié)構(gòu)方案一采用方沉箱結(jié)構(gòu)，工作平臺(tái)頂高程6.0m，長(zhǎng)193m，寬24m，由10個(gè)沉箱組成，沉箱間通過現(xiàn)澆梁板連接。單個(gè)沉箱尺寸16.0×24.0m×15.9m（長(zhǎng)×寬×高），前后壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長(zhǎng)1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重2796t。沉箱下部設(shè)3.5m厚拋石基床，拋石基床坐落在強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖層上。

沉箱出水后上部現(xiàn)澆混凝土胸墻，考慮胸墻尺寸較大，中間采用空腹并回填砂的措施。胸墻高5m，前沿胸墻寬3.0m，后沿寬1.5m，胸墻空腹中回填中粗砂，面層結(jié)構(gòu)為C40混凝土大板0.3m、6%水泥穩(wěn)定碎石0.3m、級(jí)配碎石墊層0.15m。

沉箱胸墻間采用現(xiàn)澆梁板連接，考慮到波浪較大，現(xiàn)澆梁板與胸墻通過鋼筋錨固連接。其中縱梁尺寸為1.5m*0.8m，板厚0.5m。

碼頭高程與靠泊水位差較大，為便于小型船舶系纜，工作平臺(tái)設(shè)2層系纜，底層系纜高程為4.0m，滿足1萬噸級(jí)以下船舶系纜，頂層為6.0m，兩層間通過階梯連接。

② 系船墩

系船墩共布置2個(gè)，采用方沉箱結(jié)構(gòu)型式，單個(gè)沉箱尺寸13.0×13.0×15.9m（長(zhǎng)×寬×高），壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長(zhǎng)1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m。單件重1540t。沉箱下部設(shè)3.5m厚拋石基床。拋石基床坐落在強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖層上。系船墩上部結(jié)構(gòu)與工作平臺(tái)基本一致。各系船墩及與工作平臺(tái)之間凈距30m，通過鋼橋連接，鋼引橋?qū)?m，采用桁架式。

（2）結(jié)構(gòu)方案二：圓沉箱結(jié)構(gòu)① 工作平臺(tái)

工作平臺(tái)由7個(gè)圓沉箱組成，圓沉箱間通過現(xiàn)澆梁板連接。單個(gè)圓沉箱外徑22m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長(zhǎng)1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重1390t。其他與方案一一致。

② 系船墩

系船墩共布置2個(gè)，采用單個(gè)圓沉箱，單個(gè)圓沉箱外徑13m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長(zhǎng)1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重808t。其他與方案一一致。

3.2引橋及工作房基礎(chǔ)平臺(tái)結(jié)構(gòu)方案

（1）引橋結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)方案一：

本工程共一座接岸引橋，長(zhǎng)度為36m，寬10m，頂面高程6.0m。引橋采用方沉箱結(jié)構(gòu)，由2個(gè)沉箱組成，沉箱間通過現(xiàn)澆梁板連接。單個(gè)沉箱尺寸13.0×13.0m×15.9m（長(zhǎng)×寬×高），前后壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長(zhǎng)1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重1540t。沉箱下部設(shè)3.5m厚拋石基床，拋石基床坐落在強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖層上。

沉箱出水后上部現(xiàn)澆混凝土胸墻，考慮胸墻尺寸較大，中間采用空腹并回填砂的措施。胸墻高5m，前沿胸墻寬3.0m，后沿寬1.5m，胸墻空腹中回填中粗砂，面層結(jié)構(gòu)為C40混凝土大板0.3m、6%水泥穩(wěn)定碎石0.3m、級(jí)配碎石墊層0.15m。

沉箱胸墻間采用現(xiàn)澆梁板連接，考慮到波浪較大，現(xiàn)澆梁板與胸墻通過鋼筋錨固連接。其中縱梁尺寸為1.5m*0.8m，板厚0.5m。

結(jié)構(gòu)方案二：

結(jié)構(gòu)方案二與方案一不同的在于采用的是圓沉箱。方案二單個(gè)圓沉箱外徑13m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長(zhǎng)1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重808t。其他與方案一一致。

（2）控制室基礎(chǔ)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)平臺(tái)采用高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，墩臺(tái)尺寸為25m*14.5m*1.5m，基礎(chǔ)采用15根Φ1.2m灌注樁，樁長(zhǎng)均為25m。

3.3結(jié)構(gòu)方案比選

通過計(jì)算，方沉箱及圓沉箱結(jié)構(gòu)均能滿足結(jié)構(gòu)受力要求。由于本工程區(qū)域掩護(hù)較好，波浪較小，圓沉箱承受波浪力作用好的優(yōu)點(diǎn)無法全部體現(xiàn)?？紤]方案一應(yīng)用范圍更廣，施工經(jīng)驗(yàn)更成熟，造價(jià)低。從設(shè)計(jì)、施工、工程投資和使用效果等方面綜合比較，推薦結(jié)構(gòu)方案一（方沉箱結(jié)構(gòu)方案）。

綜合考慮，本階段推薦結(jié)構(gòu)方案一。

4.結(jié)語

總平面布置應(yīng)與當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃及城市規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，并充分利用自然條件，合理布置碼頭岸線，盡量擴(kuò)大港區(qū)水域面積，同時(shí)總平面布置應(yīng)滿足裝卸工藝和環(huán)境保護(hù)、生態(tài)、消防、安全衛(wèi)生等要求，油碼頭還應(yīng)遵循防火規(guī)范的相關(guān)要求進(jìn)行合理布置，做到安全第一。結(jié)構(gòu)選型在結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，以地質(zhì)情況為依托，盡可能的做到經(jīng)濟(jì)合理、耐久適用和技術(shù)先進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ237-99

[2]海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范JTS 165-2013

[3]碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTS167-2018