散貨碼頭改造技術(shù)與實(shí)踐

◎ 鄒玉光 鎮(zhèn)江市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)

孫萍 南京瑞迪建設(shè)科技有限公司

1.背景

江蘇是港口大省，瀕江臨海，海江河湖兼?zhèn)?，干線航道四通八達(dá)、聯(lián)網(wǎng)暢通，具有全國一流的水運(yùn)資源條件，擁有海岸線1039.7公里、長(zhǎng)江岸線1167.4公里，等級(jí)航道里程約8727公里。全省共有10個(gè)沿江沿海港口、13個(gè)內(nèi)河港口，其中7個(gè)為國家規(guī)劃主要港口；港口生產(chǎn)性泊位數(shù)5563個(gè)，綜合通過能力21.1億噸，其中散雜貨通過能力19.9億噸，占綜合通過能力的94.2%。

江蘇沿江沿海及內(nèi)河碼頭數(shù)量大、種類多，投入生產(chǎn)時(shí)間跨度大，有一大部分碼頭不能完全適應(yīng)現(xiàn)代綠色高效港口的要求。通過碼頭技術(shù)改造可以提高碼頭裝卸效率、通過能力和環(huán)保治理水平，并顯著節(jié)能增效。

2.散貨碼頭改造技術(shù)

2.1 技術(shù)改造原則[2-3]

碼頭技術(shù)改造是采用新技術(shù)、新工藝流程、新設(shè)備設(shè)施等對(duì)現(xiàn)有設(shè)施、工藝條件及物流運(yùn)輸服務(wù)等進(jìn)行的改造、提升。通過對(duì)已建老港區(qū)碼頭技改，實(shí)現(xiàn)岸線集約利用。

（1）安全性原則：保證技改后碼頭的結(jié)構(gòu)安全可靠，當(dāng)碼頭新增設(shè)備設(shè)施后，應(yīng)對(duì)設(shè)備設(shè)施增加后的碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行核算，確保結(jié)構(gòu)安全。

（2）適應(yīng)性原則：在滿足使用要求的前提下，考慮新老設(shè)施結(jié)合的合理性，充分依托港口已有設(shè)施，盡量減少技改期間對(duì)碼頭作業(yè)的影響。

（3）經(jīng)濟(jì)合理原則：應(yīng)充分考慮港口碼頭的結(jié)構(gòu)和設(shè)施現(xiàn)狀條件，結(jié)合技改要求，合理確定碼頭技術(shù)改造方案，以減少工程量、簡(jiǎn)化技改工序、節(jié)省工程投資。

（4）協(xié)調(diào)性原則：技改方案應(yīng)充分考慮與周邊碼頭水域、陸域相協(xié)調(diào)。

（5）綠色發(fā)展原則：以綠色觀念為指導(dǎo)，建設(shè)環(huán)境健康、生態(tài)保護(hù)、資源合理利用、低能耗、低污染的港口。

（6）可持續(xù)發(fā)展原則：應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展需要，適當(dāng)預(yù)留發(fā)展能力。

2.2 技術(shù)改造方案

2.2.1 總平面方案

碼頭前沿線、平面主尺度盡量維持碼頭現(xiàn)狀；前沿停泊水域需要加大水深時(shí)，應(yīng)充分考慮碼頭主體結(jié)構(gòu)和岸坡整體的安全穩(wěn)定性；

平面布置應(yīng)結(jié)合港區(qū)現(xiàn)狀條件和裝卸工藝流程合理布置運(yùn)輸系統(tǒng)，并有序組織貨流和人流，減少相互干擾；

散貨堆場(chǎng)根據(jù)采用的工藝系統(tǒng)，可采用堆取合一或堆取分開的布置方式，堆場(chǎng)容量應(yīng)能滿足堆存能力需要；

在滿足現(xiàn)行規(guī)范、使用安全的前提下，鼓勵(lì)港口企業(yè)利用現(xiàn)有倉庫等封閉設(shè)施改造作為散貨堆存使用，提倡綠色環(huán)保的堆放方式。

2.2.2 裝卸工藝

根據(jù)技改后碼頭靠泊船型，選擇適宜的碼頭裝卸設(shè)備，應(yīng)充分利用現(xiàn)有碼頭設(shè)備，必要時(shí)可對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造或增加設(shè)備。

散貨卸船設(shè)備可采用移動(dòng)式卸船機(jī)、門座起重機(jī)、固定式起重機(jī)、清艙設(shè)備等，并配備必要的抑塵料斗；裝船設(shè)備可采用移動(dòng)式裝船機(jī)、裝船皮帶機(jī)等；料斗宜設(shè)置降塵、收塵系統(tǒng)，可進(jìn)行料斗本體抑塵改造、抓斗半自動(dòng)程序聯(lián)鎖改造、干霧抑塵系統(tǒng)改造等。

散貨堆場(chǎng)裝卸設(shè)備可采用堆/取料機(jī)、單斗裝載機(jī)、堆高皮帶機(jī)等；水平運(yùn)輸宜采用固定帶式輸送機(jī)，全封閉布置（碼頭前沿皮帶機(jī)可設(shè)置擋風(fēng)板）。

2.2.3 水工建筑物

碼頭進(jìn)行工藝等改造時(shí)，需根據(jù)改造后的工藝荷載條件，按現(xiàn)行規(guī)范對(duì)碼頭水工結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核計(jì)算；如復(fù)核碼頭承載能力不滿足要求，須對(duì)碼頭主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造處理。

以高樁式碼頭為例，在實(shí)際結(jié)構(gòu)加固工程中采用的方法主要有結(jié)合式改造法、分離式改造法、僅配套設(shè)施改造3種類型，詳見表1。

表1 高樁式碼頭改造類型

2.2.4 環(huán)保方案

針對(duì)散貨裝卸，重點(diǎn)進(jìn)行粉塵與污水防治。

①粉塵控制

——灑水抑塵、噴霧抑塵、布袋除塵、封閉防塵。

——堆場(chǎng)宜集中布置，盡量遠(yuǎn)離后方生產(chǎn)輔助區(qū)。露天堆場(chǎng)四周設(shè)置防風(fēng)抑塵網(wǎng)

——露天堆場(chǎng)配置固定式噴槍灑水抑塵系統(tǒng)。小型堆場(chǎng)可采用移動(dòng)式灑水設(shè)施或高桿噴霧抑塵設(shè)施。冬春季節(jié)、大風(fēng)天氣應(yīng)增加噴灑強(qiáng)度。

——配備流動(dòng)清掃車、灑水車或噴掃兩用車，及必要的沖洗設(shè)備。

——配備粉塵在線監(jiān)測(cè)裝置。

——場(chǎng)地進(jìn)出口處應(yīng)配置自動(dòng)沖洗設(shè)施。

——鼓勵(lì)采取粉塵控制與在線監(jiān)測(cè)設(shè)施、港區(qū)中控室組合聯(lián)動(dòng)的方式。

②污水收集處理

——“雨污分流、清污分流、一水多用、中水回用”的排水系統(tǒng)。

3.改造技術(shù)實(shí)踐——南京港銅井港區(qū)濱江遠(yuǎn)錦碼頭技改工程

3.1 項(xiàng)目概況

遠(yuǎn)錦濱江碼頭位于長(zhǎng)江下游新濟(jì)洲河段南岸銅井河口下游，南京江寧濱江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，工程于2012年建成，為1個(gè)5000噸級(jí)件雜貨泊位和1個(gè)5000噸級(jí)通用泊位（水工結(jié)構(gòu)均按照靠泊1萬噸級(jí)船舶設(shè)計(jì)），設(shè)計(jì)年通過能力185萬噸。

碼頭平臺(tái)尺度287m×28m，與長(zhǎng)江防洪子堤通過3座引橋連接，引橋接岸后采用實(shí)體道路穿越長(zhǎng)江防洪大堤，同時(shí)設(shè)置閘口。港區(qū)陸域位于長(zhǎng)江大堤至揚(yáng)子江大道之間，陸域面積19.5萬m。后方陸域以中心道路劃分為南北兩側(cè)堆場(chǎng)，其中北側(cè)堆場(chǎng)已實(shí)施完成，四周并設(shè)置有防風(fēng)抑塵網(wǎng)。陸域北側(cè)靠近濱江大道布置辦公用房、宿舍、停車場(chǎng)等輔助建筑及設(shè)施。

現(xiàn)狀碼頭前沿配置1臺(tái)16t-30m固定式起重機(jī)和2臺(tái)25t-30m門座式起重機(jī)，門機(jī)軌距為10.5m，用于件雜貨和散貨卸船作業(yè)。件雜貨水平運(yùn)輸采用牽引平板車，散貨水平運(yùn)輸采用自卸汽車。

3.2 技改方案

根據(jù)《江蘇省沿江砂石碼頭布局方案》，遠(yuǎn)錦濱江碼頭位于南京港銅井港區(qū)砂石集散中心。本次技改將規(guī)范砂石碼頭設(shè)施建設(shè)，提高裝卸效率、落實(shí)相關(guān)環(huán)保和安全措施，全方位提升遠(yuǎn)錦濱江港碼頭的砂石通過能力和環(huán)保水平。

（1）皮帶機(jī)廊道布置分析。本次技改后，近期碼頭裝卸作業(yè)貨種為砂石，保留件雜貨裝卸作業(yè)功能；同時(shí)根據(jù)港口規(guī)劃需要預(yù)留遠(yuǎn)期改造為滾裝碼頭作業(yè)功能。

通常碼頭至后方陸域的皮帶機(jī)廊道沿引橋布置，如采用常規(guī)布置，碼頭上下游端部需布置2座轉(zhuǎn)運(yùn)站，砂石的前后方水平運(yùn)輸廊道架設(shè)于引橋上，由于前期建設(shè)的上、下游引橋?qū)挾戎挥?m，新增廊道將會(huì)占用引橋?qū)挾瘸^4m，對(duì)今后車輛運(yùn)輸通行造成影響。

圖1 技改總平面布置圖

圖2 碼頭技改工藝方案圖

本次改造采用皮帶機(jī)廊道直接架設(shè)在各泊位后沿中部、廊道垮堤后直接與堆場(chǎng)中部轉(zhuǎn)運(yùn)站銜接的設(shè)計(jì)方案，砂石的前后方水平運(yùn)輸廊道單獨(dú)設(shè)置，不占用現(xiàn)有引橋面寬度，完整地保留了現(xiàn)有引橋的車輛運(yùn)輸通道；同時(shí)前后方輸送皮帶機(jī)直接對(duì)應(yīng)碼頭及后方堆場(chǎng)中部轉(zhuǎn)運(yùn)站，減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)落料次數(shù)，綠色高效地實(shí)現(xiàn)了散貨裝卸工藝改造。

（2）堆場(chǎng)設(shè)備選擇。砂石堆場(chǎng)堆料設(shè)備通常采用移動(dòng)堆高機(jī)、高架皮帶堆料小車等方式，高架皮堆料小車落料時(shí)容易出現(xiàn)撒料、揚(yáng)塵，以及堆存效率、堆場(chǎng)面積利用率偏低的缺點(diǎn)。同時(shí)堆料小車由多段皮帶機(jī)組成，使用過程中不同段皮帶機(jī)的損壞、維修對(duì)整個(gè)堆料系統(tǒng)影響較大。

考慮到本次南北側(cè)堆場(chǎng)均呈狹長(zhǎng)狀，有利于移動(dòng)堆料設(shè)備的運(yùn)行，本次改造選用移動(dòng)式軌道堆料機(jī)，可有效減少堆料系統(tǒng)的銜接環(huán)節(jié)，運(yùn)行更加穩(wěn)定高效；堆料皮帶機(jī)沿地面布置，避免了傳統(tǒng)高架皮帶機(jī)落料時(shí)的揚(yáng)塵，體現(xiàn)了此次工藝改造的先進(jìn)性與可持續(xù)性。

（3）技改方案。本次技改主要為新增門機(jī)、料斗、皮帶機(jī)系統(tǒng)和堆料機(jī)等，形成先進(jìn)高效、綠色環(huán)保的散貨裝卸工藝系統(tǒng)。碼頭前沿裝卸設(shè)備利用現(xiàn)有門機(jī)增配抓斗，并在碼頭下游新增1臺(tái)25t-30m門機(jī)進(jìn)行砂石卸船作業(yè)。每臺(tái)門機(jī)配備1座20m3抑塵料斗（帶擋板），門機(jī)通過抓斗卸船后，將砂石通過抑塵料斗送至泊位后方新增2條固定短皮帶機(jī)上。物料經(jīng)由泊位后方短皮帶機(jī)運(yùn)輸至泊位后沿中部轉(zhuǎn)運(yùn)站，再經(jīng)由新建跨堤皮帶機(jī)直接輸送至后方陸域南、北側(cè)堆場(chǎng)，皮帶機(jī)帶寬1400mm、帶速2m/s；陸域布置2臺(tái)移動(dòng)式軌道堆料機(jī)堆存，額定堆料能力1500t/h，最大外伸臂幅42m。堆場(chǎng)砂石通過電動(dòng)裝載機(jī)進(jìn)行裝車作業(yè)，砂石通過綠色環(huán)保輕量化全封閉運(yùn)輸車運(yùn)出場(chǎng)外。

（4）綠色港口建設(shè)內(nèi)容。

——加強(qiáng)港區(qū)環(huán)境保護(hù)和污染防治

圖3 堆場(chǎng)技改工藝方案圖

針對(duì)散貨裝卸及運(yùn)輸過程，采取噴霧抑塵設(shè)施和抑塵卸料料斗（料斗前沿配備可升降防撒料斜擋板裝置），全封閉皮帶機(jī)廊道（碼頭前沿皮帶機(jī)設(shè)置擋風(fēng)板）；

堆料設(shè)備采用移動(dòng)式軌道堆料機(jī)，有效減少堆料作業(yè)中的揚(yáng)塵；

配備有市政洗掃車、道路曬水車，定期對(duì)作業(yè)場(chǎng)地和道路進(jìn)行灑水和沖洗；

碼頭前沿設(shè)有船舶垃圾分類回收站，以及船舶生活污水接收設(shè)施；

按照“雨污分流、清污分流、分質(zhì)處理、一水多用”原則，增設(shè)初期雨水調(diào)節(jié)池及初期雨水處理站，完善港區(qū)雨污水處理系統(tǒng)，雨污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后全部回用堆場(chǎng)噴淋和港區(qū)綠化，中水回用率達(dá)到100%；

設(shè)置粉塵在線監(jiān)測(cè)裝置，數(shù)量、位置根據(jù)環(huán)保意見進(jìn)行確定；

碼頭港區(qū)堆場(chǎng)四周設(shè)置13.8m高防塵網(wǎng)，全場(chǎng)地覆蓋噴淋。

——優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

雨污水經(jīng)達(dá)標(biāo)處理后，中水回用率達(dá)到100%；

輸送帶控制系統(tǒng)采用軟起動(dòng)器，在裝卸船設(shè)備采用包括直流調(diào)速裝置、變頻器及PLC控制系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)備效率；

移動(dòng)料斗和門座起重機(jī)同步運(yùn)行，接入控制系統(tǒng)，同時(shí)堆料設(shè)備采用移動(dòng)式軌道堆料機(jī)，以便提高裝卸效率、節(jié)約電力；

裝卸船設(shè)備及散貨輸送系統(tǒng)降塵、除塵接入程控系統(tǒng)，以便節(jié)水、節(jié)電。

——資源集約與循環(huán)利用

本工程裝卸機(jī)械及水平運(yùn)輸均采用電力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備；

設(shè)置有岸電系統(tǒng)，到港船舶利用岸電取代船舶輔機(jī)；

采用LED節(jié)能照明系統(tǒng)，壽命長(zhǎng)達(dá)30000～50000h，即點(diǎn)即亮。

——港區(qū)綠化建設(shè)

本次工程擬利用碼頭與大堤之前灘地進(jìn)行綠化，形成種類協(xié)調(diào)、層次分明的綠色景觀配置，綠化面積可達(dá)2.94萬m。同時(shí)，后方港區(qū)綠化主要集中在生產(chǎn)輔助區(qū)。

（5）智慧港區(qū)方案。本次技改預(yù)留了今后智慧港口升級(jí)的管線和接口，后期企業(yè)計(jì)劃建設(shè)一站式商務(wù)平臺(tái)，碼頭建設(shè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備物資管理系統(tǒng)、皮帶機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)、堆料機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、智能地磅系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能噴淋系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，陸域后方辦公樓中將建設(shè)中控調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

4.結(jié)語

我國港口工程建設(shè)已經(jīng)開始進(jìn)入新建與技術(shù)改造并舉的階段，可以預(yù)見，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，碼頭技術(shù)改造將是港口工程建設(shè)的重點(diǎn)。碼頭技術(shù)改造是轉(zhuǎn)變港口發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，符合資源節(jié)約型和環(huán)境友好型港口發(fā)展的要求，對(duì)江蘇加快構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系、打造交通強(qiáng)國建設(shè)先行區(qū)將產(chǎn)生有力的推動(dòng)作用。