某長江內(nèi)河碼頭工程咨詢研究及勘察設(shè)計關(guān)鍵點

楊 梅， 劉淑偉， 林福裕

(安徽省交通勘察設(shè)計院，安徽 合肥 230011)

1 工程概況

某港區(qū)三期工程位于長江下游河段右岸，為某市核心港區(qū)，功能定位為綜合港區(qū)。2016年以來，隨著長江沿岸非法砂石碼頭整治與取締，出現(xiàn)該市及周邊砂石料價格大幅上漲等問題，因此政府統(tǒng)一在本港區(qū)設(shè)置大型黃砂集散中心；同時加上該市關(guān)停老港區(qū)碼頭，致力打造城市濱江生態(tài)岸線，貨運量大部分向該港區(qū)轉(zhuǎn)移；結(jié)合該港區(qū)整個腹地的貨運吞吐量增長情況，該港區(qū)一、二期工程通過能力已無法滿足腹地吞吐量急劇增長，尤其是港區(qū)公用碼頭的散貨通過能力急需提升，則三期工程應(yīng)運而生，建設(shè)勢在必行。

三期工程共建設(shè)4個5000噸級(水工兼顧10 000噸級)散貨泊位(1個進口、3個出口)，年設(shè)計吞吐量為530萬t，主要貨種為黃砂、非金屬礦石、碎石礦建材料等散貨，使用岸線長度514m(圖1)。

圖1 工程平面布局圖

2 工程咨詢研究關(guān)鍵點

2.1 建設(shè)必要充分性

經(jīng)過調(diào)查分析研究，首先三期工程的建設(shè)是配合老港區(qū)碼頭關(guān)閉，承接其大部分貨運量的迫切需要。該市作為國際旅游目的地，主城區(qū)規(guī)劃調(diào)整，著力開發(fā)濱江生態(tài)岸線，而位于主城區(qū)范圍內(nèi)老港區(qū)碼頭主要是散貨的裝卸，建設(shè)年代久遠，環(huán)保設(shè)施落后，需要搬遷重新安置在落實環(huán)保措施的其他港區(qū)中，預(yù)計將有超過100萬t散貨需要本港區(qū)公用碼頭承接。

第二，三期工程的建設(shè)為全市最大規(guī)?！包S砂集散中心”提供上岸通道。長江干線非法砂場已全部拆除，因市場穩(wěn)定急需，該市統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)20余個黃砂集散點，三期工程為其中首個、最大規(guī)模黃砂集散中心配套建設(shè)碼頭泊位及裝卸線，滿足黃砂快速上岸。

第三，三期工程的建設(shè)是整合優(yōu)勢資源、提供碎石等材料外運的需要。所在區(qū)域碎石建材資源豐富，同時碎石貨種屬性為大宗散貨，其運輸極大的依賴水運，水運以其便捷、成本低廉深受貨主、礦主企業(yè)的信賴，加上工程依托良好的長江深水港口岸線，可以直接供應(yīng)長三角等經(jīng)濟發(fā)展前沿而碎石資源匱乏的地區(qū)，有著巨大的資源外運優(yōu)勢。

第四，三期工程的建設(shè)是提升港區(qū)公用泊位作業(yè)效率的需要，目前由于一、二期工程的皮帶機設(shè)備較為陳舊，裝卸效率較低，不能滿足市場的需要，而三期工程配備了1 500t/h裝船機等大型機械設(shè)備，較好地適應(yīng)了貨種特征，尤其是本期工程的散貨進口泊位以及其中1個散貨出口泊位的碼頭結(jié)構(gòu)采用浮碼頭結(jié)構(gòu)形式，可以適應(yīng)水位的變化，適應(yīng)長江干線船舶大型化發(fā)展對于碼頭裝卸效率提升的要求。

第五，三期工程的建設(shè)可以將市區(qū)主要建材集中裝卸存儲，在散貨裝卸、轉(zhuǎn)載輸送、堆存及運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，采取密封輸送、密閉儲存，配備除塵系統(tǒng)、安裝防風(fēng)抑塵網(wǎng)、噴霧灑水、場地綠化等相關(guān)措施，環(huán)保措施到位，可以保證散貨裝卸、存儲過程中對粉塵、噪音、污水等污染進行有效的控制，打造綠色環(huán)保港區(qū)。

2.2 運量預(yù)測準(zhǔn)確性

運量需求充足，預(yù)測方法正確，成果可信且具有前瞻性根據(jù)腹地的經(jīng)濟現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃以及港口總體規(guī)劃，分析腹地經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和規(guī)劃，考慮腹地礦產(chǎn)資源開采現(xiàn)狀和規(guī)劃的情況(圖2)。

圖2 吞吐量預(yù)測方法

通過采用定量計算和定性分析相結(jié)合的經(jīng)濟調(diào)查分析方法，預(yù)測港區(qū)水運需求量，尤其在老港區(qū)遷建以及其他碼頭可能分擔(dān)相關(guān)貨運量預(yù)測時，采用了SWOT模型作為本項目分擔(dān)港區(qū)貨運量的依據(jù)(表1)。綜合港區(qū)現(xiàn)有碼頭泊位的通過能力和功能定位，預(yù)測擬建工程吞吐量。工程吞吐量預(yù)測從整體出發(fā)，與社會經(jīng)濟相協(xié)調(diào)，符合社會發(fā)展規(guī)律，既實事求是，又具有一定的前瞻性。

2.3 社會效益影響性

項目的建設(shè)，充分落實環(huán)保措施，旨在打造綠色環(huán)保公用碼頭，承接腹地內(nèi)小型簡易以及老港區(qū)散貨碼頭的運量，創(chuàng)造顯著環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

由于長江干線非法砂場全部拆除，黃砂上岸等受到限制，工程周邊的砂石料價格大幅上漲，一度引起地區(qū)房產(chǎn)市場不健康發(fā)展，甚至導(dǎo)致社會不穩(wěn)定因素出現(xiàn)。作為黃砂集散中心特色碼頭，為全市最大規(guī)?！包S砂集散中心”提供上岸通道，具有穩(wěn)定砂石料價格、保持建筑市場穩(wěn)定的社會效益。

3 工程勘察設(shè)計關(guān)鍵點

3.1 貨種多樣化，工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求高[1]

港區(qū)貨種以黃砂進口，非金屬礦石、碎石礦建材料出口為主，呈多樣化，給工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計均帶來較高的要求。

在工藝方面，針對黃砂進口作業(yè)，主要考慮適應(yīng)實際到港船型的大小和裝卸效率，綜合采用間歇式抓斗卸船工藝。針對非金屬礦石，主要考慮對貨物破損率要求較嚴(yán)格，采用弧形軌道裝船機浮式作業(yè)。而針對碎石出口，主要考慮作業(yè)效率的高效性，同時兼顧黃砂進口，綜合采用了直線裝船機與多用途門機相結(jié)合的工藝。在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，主要是服務(wù)并適應(yīng)工藝組織，兼顧考慮部分泊位未來的通用性，設(shè)計同樣采用多樣化設(shè)計，黃砂進口泊位、非金屬礦石出口泊位均采用浮式碼頭結(jié)構(gòu)，碎石出口泊位、通用泊位則是采用高樁框架式碼頭結(jié)構(gòu)。

目前，根據(jù)運營單位反饋，工程具有工藝組織高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)方案科學(xué)合理等特點。

3.2 地質(zhì)復(fù)雜特殊，基礎(chǔ)選型難度大[2]

根據(jù)地勘資料揭露，工程位置地層具有覆土較薄，巖基埋深較淺的特點，既是結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮的關(guān)鍵點，也是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型的難點。項目開展初期，除了選取灌注樁、PHC以及鋼管樁等方案研究比選，更是充分汲取本港區(qū)二期工程的設(shè)計、施工經(jīng)驗，深入研究，大膽設(shè)計，精心計算，采用大管徑全直樁基礎(chǔ)，不僅滿足大型船舶靠泊和系纜，同時解決了斜樁嵌巖效率低的問題，大大縮短了工期，減少投資。

3.3 貨種以散貨為主，環(huán)保要求高[3]

三期工程貨種以散貨為主，環(huán)保要求高。在設(shè)計過程中，秉承打造綠色環(huán)保港區(qū)的設(shè)計理念，通過采取先進的防塵措施，可達到整體抑塵80%以上，港區(qū)揚塵監(jiān)測方法(揚塵監(jiān)測傳感器自動干/濕霧技術(shù))等優(yōu)于常規(guī)設(shè)計；港區(qū)采用雨污分流，針對處理及回收利用，節(jié)能節(jié)水；實施綠化工程以改善港區(qū)生態(tài)環(huán)境，控制噪聲影響。同時吸納了環(huán)境影響報告書中相應(yīng)建議和意見，項目不直接向周圍環(huán)境排放任何污染物，對區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境影響較小。

4 工程勘察設(shè)計創(chuàng)新點

4.1 浮式碼頭推廣“躉船+定位墩”結(jié)構(gòu)[4]

“躉船+定位墩”新型浮碼頭結(jié)構(gòu)為我院在安徽省內(nèi)首用后，得到廣泛推廣(圖3)。

圖3 “躉船+定位墩”結(jié)構(gòu)圖

浮躉船兩端設(shè)置定位墩，采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為數(shù)根φ1 400mm鋼管芯柱樁。結(jié)構(gòu)安全可靠、美觀大方，滿足萬噸級船舶靠泊；同時適應(yīng)水位變化時躉船的上下移動，運營期無須人員因水位變化反復(fù)絞錨，又確保了大型到港船舶?？康陌踩?。在本項目的設(shè)計過程中，設(shè)計進一步對躉船兩端牛腿內(nèi)的固定式護舷進行優(yōu)化，采用轉(zhuǎn)動型橡膠護舷，減少磨損。

4.2 粉塵擴散可視化監(jiān)控，自動噴淋助力環(huán)保

為貫徹國家節(jié)能環(huán)保政策和為港口企業(yè)減少運營成本，本工程在散貨堆場區(qū)域設(shè)置一套自動噴淋系統(tǒng)，安裝有先進的揚塵監(jiān)測傳感器DMS，當(dāng)揚塵濃度達到設(shè)置的濃度時，DMS傳感器發(fā)出報警信號，噴淋系統(tǒng)PLC控制柜自動啟動噴淋泵并選擇針對性打開報警傳感器附近區(qū)域的噴頭，自動調(diào)整噴頭方向。此項技術(shù)的應(yīng)用，比傳統(tǒng)純手動控制和半自動化控制的堆場噴淋系統(tǒng)，能有效實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電，預(yù)計年節(jié)水3萬m3，年節(jié)電5萬kWh。

4.3 “黃砂集散中心”上岸通道，打造全過程封閉運輸體系

工程堅持“全封閉”設(shè)計，黃砂上岸通過封閉皮帶機廊道輸送，進而進入全封閉砂集散中心進行倉儲，疏運則是采用封閉汽車進行運輸，形成了全過程封閉運輸體系。即黃砂進口泊位為該市最大規(guī)?！包S砂集散中心”提供上岸通道，樹立了“黃砂集散中心”碼頭工程典范，是積極踐行了“綠水青山就是金山銀山”理念的樣板工程。

5 結(jié)束語

根據(jù)某長江萬噸級內(nèi)河散貨碼頭在咨詢研究、勘察設(shè)計工作，結(jié)合工程的實施情況，對該碼頭的咨詢研究及勘察設(shè)計關(guān)鍵點進行分析、總結(jié)，并簡列工程的勘察設(shè)計的一些創(chuàng)新點。尤其是根據(jù)運營單位的反饋與肯定，認(rèn)為該工程的咨詢研究與勘察設(shè)計工作較為成功，并具典型性，是值得借鑒與推廣的，因此，期望文章能為類似工程咨詢研究及勘察設(shè)計工作提供參考。