內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題研究

鄭小紅 廣西港通建設(shè)有限公司

隨著全球貿(mào)易的持續(xù)增長(zhǎng)和"一帶一路"國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，沿海港口建設(shè)不斷壯大，內(nèi)河航道和港口建設(shè)也不斷興起。2019年末全國(guó)內(nèi)河航道的通航里程在2019年年底達(dá)到12.73×104千米，等級(jí)航道里程6.67×104千米，內(nèi)河港口生產(chǎn)用碼頭泊位17331個(gè)，占全國(guó)的75.7%。內(nèi)河港口萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位444個(gè)，占全國(guó)的21.4%。我國(guó)內(nèi)河碼頭都在內(nèi)陸通航河道岸邊，受到河流通航寬度和河流水深的影響，限制了停靠船舶的等級(jí)，只能?？?jī)?nèi)河支線喂給船和近洋船。近年來(lái)，廣西自治區(qū)內(nèi)河航運(yùn)事業(yè)取得了顯著的發(fā)展，在促進(jìn)廣西區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、沿江產(chǎn)業(yè)帶的形成、區(qū)域綜合運(yùn)輸體系完善和老少邊山窮地區(qū)脫貧致富等方面都發(fā)揮了重要作用。但是筆者發(fā)現(xiàn)在內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)過(guò)程中存在著一些問(wèn)題，比如工程所在地的基礎(chǔ)資料研究欠深入、碼頭面積與上部設(shè)備配比不協(xié)調(diào)、碼頭結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性設(shè)計(jì)欠缺。本文以廣西來(lái)賓港一個(gè)內(nèi)河碼頭為例，對(duì)內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行逐一分析。

1.工程概況

該工程位于廣西來(lái)賓港區(qū)，共建設(shè)6個(gè)3000噸級(jí)泊位，其中通用泊位4個(gè)，多用途泊位2個(gè)，年通過(guò)能力為367萬(wàn)噸，占用陸域用地約32.77公頃。碼頭采用高樁框架結(jié)構(gòu)型式。碼頭前沿線的走向基本與河道走向一致，碼頭按連片式布置，碼頭面與后方陸域相連，碼頭使用岸線長(zhǎng)593m，碼頭面高程均為67.0m。碼頭前沿停泊水域?qū)挾劝匆?guī)范取2倍的船寬，統(tǒng)一按3000噸級(jí)船舶設(shè)計(jì)取32.0m，設(shè)計(jì)底高程為43.35m。港區(qū)陸域總面積約32.77萬(wàn)m2，高程為67.0m。陸域平面布置總體分為三個(gè)功能分區(qū)：散雜貨作業(yè)區(qū)、集裝箱作業(yè)區(qū)及生產(chǎn)生活輔建區(qū)。

2.深入研究港區(qū)基礎(chǔ)資料

碼頭設(shè)計(jì)第一步要收集一手資料，主要搜集項(xiàng)目所在地的基礎(chǔ)資料，資料要搜集齊全，保證資料真實(shí)可靠。主要基礎(chǔ)資料包括水文氣象資料、地形地貌資料、泥沙淤泥、工程地質(zhì)資料和地震情況資料。

在內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)過(guò)程中，要吸取以往碼頭設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，深入了解水文地質(zhì)條件，必要時(shí)進(jìn)行試樁試驗(yàn)，避免工程實(shí)施過(guò)程中截樁，造成浪費(fèi)。必要時(shí)候進(jìn)行水文波浪數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)研究，對(duì)原地形條件下和采取工程措施后的流場(chǎng)條件對(duì)比分析，提出最適宜的流場(chǎng)條件和泊位位置，布置合理的港池水域。在碼頭前期搜集資料設(shè)計(jì)階段，要經(jīng)過(guò)理論分析、數(shù)值模擬以及專家評(píng)審等環(huán)節(jié)，避免因基礎(chǔ)資料沒(méi)有掌握清楚而影響后面的設(shè)計(jì)。

3.合理布置碼頭平面

碼頭的積是根據(jù)周?chē)蛞约瓣懙爻休d力環(huán)境所決定的，部分碼頭為了能夠單純地提高工作效率，不考慮碼頭的面積以及承重能力，在有限的面積內(nèi)配置更多的裝卸設(shè)備，雖然提高了工作的效率以及數(shù)量，但是工作過(guò)程中，由裝卸設(shè)備過(guò)多，碼頭出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，容易造成貨物的交叉混亂。

內(nèi)河碼頭平面布置是衡量碼頭使用方便與否的主要要素，要綜合考慮項(xiàng)目所在地的自然條件、裝卸工藝和運(yùn)輸船型，以及經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)化等因素，合理布置內(nèi)河碼頭。碼頭的平面布置要滿足裝卸工藝的要求，布局要合理，應(yīng)避免相互干擾，以便綜合利用港口設(shè)施和碼頭集疏運(yùn)系統(tǒng)。結(jié)合以往內(nèi)河多用途通用泊位工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，該工程在進(jìn)行碼頭平面布置時(shí)遵循以下原則：

（1)總平面設(shè)計(jì)須嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范法律法規(guī)及當(dāng)?shù)馗蹍^(qū)規(guī)范要求;

（2)根據(jù)區(qū)域地形、地質(zhì)及水深情況特點(diǎn)，結(jié)合港址自然條件進(jìn)行布局，合理利用岸線;

（3)應(yīng)遵循"統(tǒng)籌規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合、依次發(fā)展"的原則，使后續(xù)工程容易銜接，岸線得到合理使用;

（4)陸域應(yīng)按需求進(jìn)行合理布局，，統(tǒng)籌兼顧；

（5)應(yīng)符合國(guó)家防洪、環(huán)保、安全、衛(wèi)生、水利防洪及航道管理的有關(guān)規(guī)定和要求;

該項(xiàng)目碼頭后方陸域較大，能夠滿足工程建設(shè)的需要。就近利用現(xiàn)有已經(jīng)征地范圍沿河建設(shè)碼頭能夠加快工程進(jìn)度及節(jié)省企業(yè)工程費(fèi)用，并且也充分利用有利的岸線資源。且在《來(lái)賓港總體規(guī)劃》中也有提出的在已經(jīng)投入使用的樟村碼頭為預(yù)留港口岸線?？傮w來(lái)說(shuō)本項(xiàng)目基本符合港口規(guī)劃。經(jīng)過(guò)綜合考量，該項(xiàng)目的碼頭總平面布置方案如下：擬建碼頭前沿線走向基本與61m等高線和河道走向一致，碼頭按連片式布置，碼頭面與后方陸域相連，碼頭使用岸線長(zhǎng)593m，碼頭面高程均為67.0m。碼頭共布置6個(gè)泊位，由西向東分別為1#～4#為3000噸級(jí)通用泊位，5#～6#為3000噸級(jí)多用途泊位。

4.選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式

碼頭項(xiàng)目一次性投資巨大，所以加強(qiáng)內(nèi)河碼頭的可持續(xù)性發(fā)展是非常必要性的。設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮現(xiàn)階段的需求，而對(duì)于未來(lái)是否進(jìn)行碼頭區(qū)域擴(kuò)張等適當(dāng)做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)預(yù)留。碼頭設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)選型的基本原則是不僅能夠滿足結(jié)構(gòu)的使用要求和耐久性要求，還要充分考慮水文、地形、地質(zhì)等自然條件，因地制宜選擇結(jié)構(gòu)方案，以達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的目的。另外還要與現(xiàn)有的施工條件相結(jié)合，盡量降低工程造價(jià)，還要從容易維護(hù)，減少維護(hù)的角度進(jìn)行綜合考慮。根據(jù)該項(xiàng)目港址處地質(zhì)資料的顯示，地基巖土層的主要特征是巖面線較高，中風(fēng)化灰?guī)r力學(xué)強(qiáng)度高，是理想的樁基持力層，可采用透空的樁基結(jié)構(gòu)。同時(shí)考慮水利部門(mén)的防洪要求，以及本工程高低水位差較大情況，因此采用高樁框架結(jié)構(gòu)較為合適。

該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合靠泊船型、水文氣象、地質(zhì)條件工程地質(zhì)、地震、設(shè)計(jì)荷載、堆貨荷載等設(shè)計(jì)條件，并結(jié)合港區(qū)水位差較大、地質(zhì)條件和防洪需要，在結(jié)構(gòu)選型時(shí)上部結(jié)構(gòu)考慮采用框架式結(jié)構(gòu)。樁基礎(chǔ)采用Φ1400mm鉆孔灌注型嵌巖樁，整個(gè)碼頭共593m，分為15個(gè)結(jié)構(gòu)段，結(jié)構(gòu)段為32.6m，折角處結(jié)構(gòu)段為44.6m，每個(gè)結(jié)構(gòu)段之間用簡(jiǎn)支跨連接，上游至折角處結(jié)構(gòu)段的簡(jiǎn)支跨長(zhǎng)度為7.85m，其他結(jié)構(gòu)段簡(jiǎn)支跨長(zhǎng)度為7.75m。結(jié)構(gòu)段排架間距為7.85m，碼頭共77個(gè)排架。每個(gè)排架5根樁，均為為Φ1400mm灌注型嵌巖樁，每根灌注型嵌巖樁上部設(shè)置矩形樁帽。

5.優(yōu)化布置碼頭裝卸工藝及上部設(shè)備

內(nèi)河碼頭裝卸工藝與沿海碼頭多有不同，需綜合考慮河道寬度、枯水期水位、設(shè)備的尺寸、到貨時(shí)間不集中性、周邊地區(qū)卸船設(shè)備廠家情況。

經(jīng)過(guò)綜合比選，該項(xiàng)目裝卸工藝及上部設(shè)備選型如下：

5.1 裝卸船工藝

4 個(gè)通用泊位，其中2 個(gè)泊位考慮裝卸散貨，采用軌距10.5m的16t-25m的門(mén)機(jī)抓斗進(jìn)行散貨裝卸船作業(yè)。2個(gè)泊位裝卸件雜貨，采用軌距10.5m的16t-25m的門(mén)機(jī)進(jìn)行裝卸船作業(yè);部分鋼材重件采用多用途門(mén)機(jī)裝卸船作業(yè)。

5.2 堆場(chǎng)工藝

件雜貨裝卸設(shè)備采用25t和50t輪胎吊作業(yè)。散貨堆場(chǎng)作業(yè)采用單斗裝載機(jī)。集裝箱堆場(chǎng)重箱、冷藏箱堆場(chǎng)裝卸設(shè)備采用輪胎式龍門(mén)吊作業(yè);空箱堆場(chǎng)采用空箱堆高機(jī)作業(yè)。

5.3 水平運(yùn)輸工藝

散貨的水平運(yùn)輸采用自卸汽車(chē)作業(yè)。件雜貨水平運(yùn)輸采用牽引平板車(chē);集裝箱水平運(yùn)輸采用集裝箱牽引半掛車(chē)。

5.4 碼頭上部設(shè)備選型

多用途泊位碼頭前沿共配置3臺(tái)多用途門(mén)座式起重機(jī)，額定起重量45t，幅度25m。通用散貨泊位碼頭前沿共配置3臺(tái)門(mén)機(jī)抓斗，額定起重量16t，幅度25m。件雜貨泊位碼頭前沿共配置3臺(tái)門(mén)座式起重機(jī)。額定起重量16t，幅度25m。

6.小結(jié)

在內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)工作中，要認(rèn)真研究并分析自然條件，針對(duì)項(xiàng)目具體情況，優(yōu)化平面布局、合理的并適當(dāng)預(yù)留結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選用合適設(shè)備設(shè)施，在不斷推進(jìn)內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)碼頭安全、高效運(yùn)營(yíng)。本文結(jié)合一個(gè)內(nèi)河碼頭實(shí)例，介紹了設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題并進(jìn)行了分析，可為類似碼頭建設(shè)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。