淺析東莞某碼頭改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

葉宇陽(yáng) 廣東省航運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

1.概述

本項(xiàng)目建設(shè)1000噸級(jí)多用途泊位8個(gè)，碼頭平面采用滿(mǎn)堂式布置，碼頭岸線長(zhǎng)500m，碼頭面寬13.8m，碼頭前沿頂高程6.6m，前沿水域底高程-4.55m。碼頭前沿線考慮在水利陸域后退線和現(xiàn)有護(hù)岸邊線的基礎(chǔ)上外伸12m擬合而成，與水流流向基本平行。碼頭前沿布置停泊水域?qū)?6m；并按設(shè)計(jì)年通過(guò)能力件雜貨192萬(wàn)噸，集裝箱16.8萬(wàn)標(biāo)箱配置裝卸設(shè)備和陸域輔助設(shè)施。本工程為充分利用現(xiàn)有已硬化場(chǎng)地，鐵路以南區(qū)域，以碼頭上游端部為界，往下游按6.6m標(biāo)高設(shè)計(jì)，往上游按現(xiàn)狀標(biāo)高設(shè)計(jì)。鐵路以北區(qū)域，以中轉(zhuǎn)場(chǎng)-3區(qū)以東道路為界，往西按6.3m標(biāo)高設(shè)計(jì)，往東以6.6m標(biāo)高設(shè)計(jì)，現(xiàn)有建筑3區(qū)控制高程取6.3m，查驗(yàn)場(chǎng)地高程取7.0m，通過(guò)道路放坡處理連接，平順過(guò)渡。

2.設(shè)計(jì)分析論證，合理化建議

2.1 改擴(kuò)建項(xiàng)目與現(xiàn)有港口設(shè)施的銜接關(guān)系

本碼頭項(xiàng)目作為改擴(kuò)建工程，項(xiàng)目改擴(kuò)建后將建設(shè)8個(gè)1000DWT多用途泊位，岸線總長(zhǎng)500m。本改擴(kuò)建項(xiàng)目中改擴(kuò)建部分與現(xiàn)有港口設(shè)施之間如何合理銜接。

擬采取的對(duì)策措施：

本碼頭項(xiàng)目批準(zhǔn)岸線長(zhǎng)度941米，有批示的泊位數(shù)4個(gè)，泊位噸級(jí)為300噸級(jí)，現(xiàn)有陸域占地面積約11.5萬(wàn)m2、集裝箱堆場(chǎng)面積約3萬(wàn)m2、倉(cāng)庫(kù)面積約9500m2。

本工程概況改擴(kuò)建之后，將建設(shè)8個(gè)1000DWT多用途泊位，岸線總長(zhǎng)500m。岸線位于陸域中西部，碼頭前沿線考慮在水利陸域后退線和現(xiàn)有護(hù)岸邊線的基礎(chǔ)上外伸12m擬合而成，與水流流向基本平行。后方陸域面積約11.5萬(wàn)m2，本次改擴(kuò)建利用自有用地，考慮到該部分用地陸域面小、陸域縱深亦較窄，為滿(mǎn)足吞吐量要求，在自有用地的基礎(chǔ)上外租西北方地塊，外租地塊面積約7.911萬(wàn)m2。

本工程陸域自有用地為防洪大堤外，對(duì)現(xiàn)有用地范圍內(nèi)已經(jīng)取得產(chǎn)權(quán)證的建筑進(jìn)行加固、裝修等處理后進(jìn)行使用。同時(shí)，本工程用地范圍內(nèi)作為中轉(zhuǎn)場(chǎng)使用。該部分陸域被用地范圍內(nèi)的鐵路分為南北兩部分，自有用地后方為水利部門(mén)擬改線的防洪大堤，自有用地通過(guò)2座閘口跨過(guò)防洪大堤旱閘與港外道路相連，港區(qū)主干道、次干道、支道與閘口一起組成本工程環(huán)形路網(wǎng)系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足高峰作業(yè)時(shí)集疏運(yùn)車(chē)輛的通行順暢要求。外租用的地塊，主要為生產(chǎn)所需的堆場(chǎng)用地。

2.2 合理布置回旋水域，減少對(duì)主航道的影響

本工程位于東江北干流北岸，碼頭所處位置現(xiàn)狀為自然岸坡，碼頭前方水域河寬較窄，河面寬約150m，且上游距石灣大橋約500米，下游距石龍鐵路橋新橋約480米，綜合考慮通航安全、生產(chǎn)作業(yè)安全及海事、航道等因素，合理布置回旋水域是關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。

擬采取的對(duì)策措施：

本工程調(diào)頭圓設(shè)計(jì)為橢圓形，長(zhǎng)軸取2.5L，短軸取1.5L計(jì)算。船舶回旋水域底標(biāo)高與碼頭前沿停泊水域一致，取為-4.55m。由于本工程碼頭前方水域河寬較窄，且上游距石灣大橋約500米，下游距石龍鐵路橋新橋約480米，綜合考慮通航安全及海事、航道等主管部門(mén)意見(jiàn)，船舶不考慮在碼頭前方掉頭。通過(guò)船舶操縱模擬試驗(yàn)，船舶在不同工況下模擬靠離泊試驗(yàn)結(jié)果，船舶選擇頂流靠泊，一般情況下船舶能進(jìn)行靠離泊作業(yè)，但在強(qiáng)吹攏風(fēng)、吹開(kāi)風(fēng)時(shí)，船舶靠離泊難度較大，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，本工程回旋水域設(shè)置于距離本工程上游約1700m的金沙灣水域和下游距離本工程約1400m金桔洲水域，其中上游金沙灣回旋水域尺度為210×180m，下游金桔洲回旋水域尺度為260×190m。

2.3 水工結(jié)構(gòu)方案的合理化

港口工程中，碼頭結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)占整個(gè)工程投資的相當(dāng)部分。因此，碼頭水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。

擬采取的對(duì)策措施：

（1）上部結(jié)構(gòu)的選擇。上部結(jié)構(gòu)是指基樁以上的樁帽、縱橫梁及面板系統(tǒng)?？紤]到本工程設(shè)計(jì)高低水位差較大（設(shè)計(jì)高低水位差達(dá)5.81m），為適應(yīng)不同水位下船舶靠泊需要，碼頭上部結(jié)構(gòu)考慮采用框架結(jié)構(gòu)，即上部結(jié)構(gòu)由樁帽、立柱、橫梁、縱梁和面板構(gòu)成，框架分兩層，為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)全現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)明，便于施工，簡(jiǎn)化工序，從而有利于工程質(zhì)量、進(jìn)度以及費(fèi)用的控制，結(jié)構(gòu)整體性較好。

（2）樁基型式的選擇。樁基的型式應(yīng)根據(jù)碼頭的規(guī)模、地質(zhì)情況、施工條件、碼頭上部結(jié)構(gòu)所需要的樁力等因素綜合比較而定。結(jié)合工程區(qū)域鉆探資料顯示，基巖上覆土層為人工填土、第四系全新統(tǒng)河流相沖積層及晚更新統(tǒng)殘積土，主要為砂類(lèi)土和粘性土，個(gè)別鉆孔揭示薄層淤泥質(zhì)土，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)粉砂巖，擬建碼頭適合采用樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，樁尖持力層可選擇強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖?？紤]到擬建工程區(qū)域軟土層薄，底部巖層為泥質(zhì)粉砂巖巖面較淺，綜合以上樁型分析，宜選擇灌注樁作為高樁框架結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)。灌注樁優(yōu)點(diǎn)包括抗壓力強(qiáng)、對(duì)施工地形要求不高、體積小等。灌注樁是按照制樁方法分類(lèi)的一種樁型，成樁過(guò)程只需要原地鉆孔，在孔中放入混凝土和鋼筋，待其凝固，相對(duì)于預(yù)制樁或者鋼管樁，灌注樁具有承載力高、樁基大、成本較低的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用灌注樁技術(shù)，可有效的節(jié)省時(shí)間且操作簡(jiǎn)單，更能縮短工期。

2.4 護(hù)岸結(jié)構(gòu)方案的合理化

本工程所處位置護(hù)岸現(xiàn)狀為自然岸坡，碼頭前沿河寬較窄，護(hù)坡前沿水深較深，岸坡高差較大，結(jié)合港池疏浚底標(biāo)高為-4.55m，后方陸域標(biāo)高為6.6m，護(hù)岸高差達(dá)11.15m，且本工程陸域縱深狹窄，緊鄰護(hù)岸往陸側(cè)依次布置有道路和前沿裝卸作業(yè)區(qū)，其使用荷載要求較高，同時(shí)，護(hù)岸設(shè)計(jì)方案需符合水利部門(mén)的相關(guān)要求，故護(hù)岸結(jié)構(gòu)方案是本工程的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。

擬采取的對(duì)策措施：

本工程用地范圍內(nèi)護(hù)岸總長(zhǎng)970.19m，由下游往上游依次分為9段。其中，中部128.24m為已建高水碼頭直立式護(hù)岸，根據(jù)檢測(cè)評(píng)估報(bào)告資料顯示，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可滿(mǎn)足要求，故該段護(hù)岸不做處理。其余8段護(hù)岸采用密排灌注樁板樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)，其中310.05m和149.90m段納入東江北干流石龍段岸線調(diào)整項(xiàng)目。

8段護(hù)岸采用密排灌注樁板樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)，該部分護(hù)岸結(jié)合相關(guān)報(bào)告的要求，采用密排灌注樁板樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)。承臺(tái)前沿設(shè)置Φ1500mm鋼筋混凝土灌注樁，間距1750mm，密排灌注樁間設(shè)置Φ600mm的高壓旋噴樁，密排灌注樁后布置1根Φ1200mm鋼筋混凝土灌注樁，間距5250mm。樁基上部設(shè)置承臺(tái)結(jié)構(gòu)，承臺(tái)上部前沿設(shè)置漿砌塊石擋墻結(jié)構(gòu)，擋墻后方回填10～100kg塊石。采用高壓旋噴樁復(fù)合地基和密排灌注樁組合板樁結(jié)構(gòu)有施工速度快、造價(jià)低、受風(fēng)浪影響小等優(yōu)點(diǎn)，承受一部分豎向和水平向的土壓力，而且可以減少因碼頭面作用荷載引起不均勻沉降的發(fā)生，使作用于前墻的土壓力大為減小。護(hù)岸施工需考慮對(duì)現(xiàn)有鐵路和建筑物的影響，制定護(hù)岸施工對(duì)其影響的加固方案，保證岸坡穩(wěn)定和安全，并減少對(duì)現(xiàn)有碼頭營(yíng)運(yùn)的影響。

3.結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目是深化實(shí)施“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略，促進(jìn)廣東外貿(mào)發(fā)展，為東莞市加快發(fā)展現(xiàn)代物流業(yè)，建設(shè)珠三角新興物流城市，本項(xiàng)目的建設(shè)是完善中外運(yùn)國(guó)際物流中心物流平臺(tái)，構(gòu)建國(guó)家“一帶一路”跨境連接樞紐的需要。

從本工程碼頭改擴(kuò)建的重大意義，項(xiàng)目的綜合性、整體性，與整體規(guī)劃合理銜接，以及項(xiàng)目功能、水利堤防、自然條件等因素對(duì)碼頭主體結(jié)構(gòu)選型的影響分析論證等各方面闡述本工程的特點(diǎn)。針對(duì)本工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行分析論證，給出了合理化的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；本項(xiàng)目建設(shè)有利于提高本碼頭設(shè)施的通過(guò)能力，促進(jìn)東莞現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，項(xiàng)目建設(shè)是必要的，意義重大且深遠(yuǎn)。