內(nèi)河碼頭設計中應注意的問題研究

鄭小紅 廣西港通建設有限公司

隨著全球貿(mào)易的持續(xù)增長和"一帶一路"國家戰(zhàn)略的實施，沿海港口建設不斷壯大，內(nèi)河航道和港口建設也不斷興起。2019年末全國內(nèi)河航道的通航里程在2019年年底達到12.73×104千米，等級航道里程6.67×104千米，內(nèi)河港口生產(chǎn)用碼頭泊位17331個，占全國的75.7%。內(nèi)河港口萬噸級及以上泊位444個，占全國的21.4%。我國內(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，只能停靠內(nèi)河支線喂給船和近洋船。近年來，廣西自治區(qū)內(nèi)河航運事業(yè)取得了顯著的發(fā)展，在促進廣西區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、沿江產(chǎn)業(yè)帶的形成、區(qū)域綜合運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)河碼頭設計過程中存在著一些問題，比如工程所在地的基礎資料研究欠深入、碼頭面積與上部設備配比不協(xié)調(diào)、碼頭結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性設計欠缺。本文以廣西來賓港一個內(nèi)河碼頭為例，對內(nèi)河碼頭設計過程中應注意的關鍵問題進行逐一分析。

1.工程概況

該工程位于廣西來賓港區(qū)，共建設6個3000噸級泊位，其中通用泊位4個，多用途泊位2個，年通過能力為367萬噸，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噸級船舶設計取32.0m，設計底高程為43.35m。港區(qū)陸域總面積約32.77萬m2，高程為67.0m。陸域平面布置總體分為三個功能分區(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)基礎資料

碼頭設計第一步要收集一手資料，主要搜集項目所在地的基礎資料，資料要搜集齊全，保證資料真實可靠。主要基礎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)河碼頭設計過程中，要吸取以往碼頭設計過程中的經(jīng)驗教訓，深入了解水文地質(zhì)條件，必要時進行試樁試驗，避免工程實施過程中截樁，造成浪費。必要時候進行水文波浪數(shù)值模擬和物理模型試驗研究，對原地形條件下和采取工程措施后的流場條件對比分析，提出最適宜的流場條件和泊位位置，布置合理的港池水域。在碼頭前期搜集資料設計階段，要經(jīng)過理論分析、數(shù)值模擬以及專家評審等環(huán)節(jié)，避免因基礎資料沒有掌握清楚而影響后面的設計。

3.合理布置碼頭平面

碼頭的積是根據(jù)周圍水域以及陸地承載力環(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)配置更多的裝卸設備，雖然提高了工作的效率以及數(shù)量，但是工作過程中，由裝卸設備過多，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，要綜合考慮項目所在地的自然條件、裝卸工藝和運輸船型，以及經(jīng)濟性和社會化等因素，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，應避免相互干擾，以便綜合利用港口設施和碼頭集疏運系統(tǒng)。結(jié)合以往內(nèi)河多用途通用泊位工程設計的經(jīng)驗教訓，該工程在進行碼頭平面布置時遵循以下原則：

（1)總平面設計須嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范法律法規(guī)及當?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，結(jié)合港址自然條件進行布局，合理利用岸線;

（3)應遵循"統(tǒng)籌規(guī)劃、遠近結(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)陸域應按需求進行合理布局，，統(tǒng)籌兼顧；

（5)應符合國家防洪、環(huán)保、安全、衛(wèi)生、水利防洪及航道管理的有關規(guī)定和要求;

該項目碼頭后方陸域較大，能夠滿足工程建設的需要。就近利用現(xiàn)有已經(jīng)征地范圍沿河建設碼頭能夠加快工程進度及節(jié)省企業(yè)工程費用，并且也充分利用有利的岸線資源。且在《來賓港總體規(guī)劃》中也有提出的在已經(jīng)投入使用的樟村碼頭為預留港口岸線。總體來說本項目基本符合港口規(guī)劃。經(jīng)過綜合考量，該項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593m，碼頭面高程均為67.0m。碼頭共布置6個泊位，由西向東分別為1#～4#為3000噸級通用泊位，5#～6#為3000噸級多用途泊位。

4.選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式

碼頭項目一次性投資巨大，所以加強內(nèi)河碼頭的可持續(xù)性發(fā)展是非常必要性的。設計過程中不僅要考慮現(xiàn)階段的需求，而對于未來是否進行碼頭區(qū)域擴張等適當做出相應的設計預留。碼頭設計結(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，以達到技術經(jīng)濟合理的目的。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，還要從容易維護，減少維護的角度進行綜合考慮。根據(jù)該項目港址處地質(zhì)資料的顯示，地基巖土層的主要特征是巖面線較高，中風化灰?guī)r力學強度高，是理想的樁基持力層，可采用透空的樁基結(jié)構(gòu)。同時考慮水利部門的防洪要求，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。

該項目在設計時結(jié)合靠泊船型、水文氣象、地質(zhì)條件工程地質(zhì)、地震、設計荷載、堆貨荷載等設計條件，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)選型時上部結(jié)構(gòu)考慮采用框架式結(jié)構(gòu)。樁基礎采用Φ1400mm鉆孔灌注型嵌巖樁，整個碼頭共593m，分為15個結(jié)構(gòu)段，結(jié)構(gòu)段為32.6m，折角處結(jié)構(gòu)段為44.6m，每個結(jié)構(gòu)段之間用簡支跨連接，上游至折角處結(jié)構(gòu)段的簡支跨長度為7.85m，其他結(jié)構(gòu)段簡支跨長度為7.75m。結(jié)構(gòu)段排架間距為7.85m，碼頭共77個排架。每個排架5根樁，均為為Φ1400mm灌注型嵌巖樁，每根灌注型嵌巖樁上部設置矩形樁帽。

5.優(yōu)化布置碼頭裝卸工藝及上部設備

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、設備的尺寸、到貨時間不集中性、周邊地區(qū)卸船設備廠家情況。

經(jīng)過綜合比選，該項目裝卸工藝及上部設備選型如下：

5.1 裝卸船工藝

4 個通用泊位，其中2 個泊位考慮裝卸散貨，采用軌距10.5m的16t-25m的門機抓斗進行散貨裝卸船作業(yè)。2個泊位裝卸件雜貨，采用軌距10.5m的16t-25m的門機進行裝卸船作業(yè);部分鋼材重件采用多用途門機裝卸船作業(yè)。

5.2 堆場工藝

件雜貨裝卸設備采用25t和50t輪胎吊作業(yè)。散貨堆場作業(yè)采用單斗裝載機。集裝箱堆場重箱、冷藏箱堆場裝卸設備采用輪胎式龍門吊作業(yè);空箱堆場采用空箱堆高機作業(yè)。

5.3 水平運輸工藝

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

5.4 碼頭上部設備選型

多用途泊位碼頭前沿共配置3臺多用途門座式起重機，額定起重量45t，幅度25m。通用散貨泊位碼頭前沿共配置3臺門機抓斗，額定起重量16t，幅度25m。件雜貨泊位碼頭前沿共配置3臺門座式起重機。額定起重量16t，幅度25m。

6.小結(jié)

在內(nèi)河碼頭設計工作中，要認真研究并分析自然條件，針對項目具體情況，優(yōu)化平面布局、合理的并適當預留結(jié)構(gòu)設計、選用合適設備設施，在不斷推進內(nèi)河碼頭設計技術的進步，實現(xiàn)碼頭安全、高效運營。本文結(jié)合一個內(nèi)河碼頭實例，介紹了設計過程中存在的問題并進行了分析，可為類似碼頭建設提供借鑒經(jīng)驗。