溜槽裝置在百色某碼頭裝船中的應用

王利　羅佳佳　陳穎艷

摘要：文章以百色某碼頭裝船工程為例，從水位、貨種、船型、碼頭類型、結構型式及環(huán)保等方面，總結、分析了溜槽在裝船碼頭中適用的條件。

關鍵詞：溜槽;碼頭;裝船;關鍵技術

中國分類號：U653.92文章標識碼：A491843

0 引言

隨著科學技術的進步、社會經(jīng)濟的發(fā)展，港口裝卸設備更新?lián)Q代日益加快。然而溜槽裝置作為一種碼頭簡易的裝船方式，因其具有簡單、方便、費用少、后期維護少、基本不需要或僅需要少量動力等突出特點仍有一定的市場，多見于水位暴漲暴落的山區(qū)河流碼頭，較典型如長江中上游、西江上的小型碼頭等。為此，總結溜槽裝置在裝船碼頭中的使用經(jīng)驗，為其他碼頭或者裝卸點選用時提供參考和節(jié)約前期方案決策成本十分有必要。

1 工程概況

1.1 地理位置

本項目位于百色右江的中游，上距百色市184 km，下距廣西首府南寧174 km。右江是西南水運出海南線通道，百色港是廣西西部的主要港口。

1.2 建設規(guī)模

本項目為5個500噸級泊位，其中水工結構按照1 000噸級設計，其中1#泊位為散貨泊位。

1.3 碼頭設計方案

本項目總平面布置僅考慮碼頭前沿水工結構、裝卸工藝設備布置，后方陸域配套庫場、道路布置暫不予考慮。碼頭水工結構為分期實施，高程為91.10 m的水工平臺已于先期施工完成，采用重力式擋墻結構，1#泊位99.80 m裝卸平臺為本次實施部分，采用高樁框架結構。1#泊位99.80 m裝卸平臺前沿布置兩套溜槽裝置，漏斗安放在聯(lián)系橫梁之間，溜槽懸掛于梁上，卷揚機和鋼支撐安裝在91.10 m的水工平臺上。溜槽裝置的最低、最高工作位置高程分別設定為87.0 m、89.0 m（為溜槽最下端出料口位置的高程），當水位變動時，溜槽可在卷揚機的牽引下實現(xiàn)相應俯仰，避免溜槽底部撞擊船只艙底，出現(xiàn)安全隱患。溜槽裝置主要參數(shù)詳見表1。

2 項目主要特點

本項目5個泊位91.10 m高程的重力式擋墻碼頭水工平臺均在2005年已一次性完成施工，其余配套的裝卸設備、后方陸域道路、堆場等由于后方陸域用地為生態(tài)紅線原因均未能實施，之后就一直處于閑置狀態(tài)。碼頭位于右江中游金雞樞紐庫區(qū)，常年水位變動不大，設計高水位為90.6 m，設計低水位為86.03 m，碼頭前沿頂面高程為91.10 m，設計高、低水位落差僅約4.6 m，裝卸最大高差僅為5.1 m。1#散貨泊位裝卸貨種為砂石料，該貨種露天裝卸過程中不宜揚塵，對環(huán)境污染較小，對雨水天氣不敏感，對碼頭作業(yè)天數(shù)無硬性要求。碼頭平面布置圖詳見圖1。

3 溜槽裝置應用

3.1 溜槽裝置在一般碼頭裝船中適用條件分析

碼頭在選用溜槽裝船時，既要保證物料在溜槽中快速、順暢流動，滿足設計的輸送能力要求，同時又要使速度不宜太快，確保裝船過程安全、環(huán)保。碼頭裝船過程中具備以下條件時可考慮選用溜槽裝置。

（1）適用于碼頭設計高、低水位落差大或裝卸落差大的碼頭，通常認為較適宜的落差為10～20 m。若落差太小，不能滿足物料需順暢下滑的要求;若落差太大，首先卸料速度太快對裝船安全不利，其次為了適應不同水位的裝船要求，可能需要考慮分節(jié)折疊式溜槽，方案隨之復雜化。

（2）適用于環(huán)保要求不高的碼頭。溜槽裝置利用物料自身的下滑力克服摩擦力原理裝船，裝卸時一般很難做到全密封，難免出現(xiàn)揚塵、撒料，對環(huán)境有一定的負面影響。

（3）適用于對裝卸效率、作業(yè)天數(shù)要求不高或臨時裝卸的小型碼頭（1 000噸級及以下船型）。溜槽屬于簡易的固定裝船設備，裝船效率通常較低，隨裝卸物料特性、工作傾角、溜槽截面尺寸等變化，約為50～200 t/h，對于大型船只而言，需要移船作業(yè)，操作難度大，裝卸效率低。

（4）適用于裝卸黏性小，流動性能好，對含水率不敏感的顆粒類物料。例如常見的砂石骨料、礦石、煤炭等貨物可使用溜槽裝船。

（5）適用于新建的重力式擋墻結構型式碼頭。重力式擋墻結構與溜槽這種“貫穿式”設備配合更簡單，為實體結構，便于開槽、挖孔、預埋連接件，但是由于該種結構影響河流行洪，目前水利部門已經(jīng)不再允許內(nèi)河新建碼頭使用;對于目前內(nèi)河最常見的高樁框架結構型式，其為框架結構，構件數(shù)量多，與溜槽結構配合使用難度較大。

3.2 溜槽裝置在項目中的應用

（1）充分利用現(xiàn)有地形條件，創(chuàng)造裝卸高差

1#泊位后方陸域絕大部分自然地形高程為100 m左右，后方疏港道路高程為99.50 m。若采用傳統(tǒng)的平面布置方案，裝船設備采用固定式或移動式裝船機，水平運輸采用自卸車運輸，按91.10 m高程形成后方陸域，則土石方開挖量大，投資高，可作為庫場的有效面積小，港區(qū)用地緊張的矛盾并未得到有效解決。另外疏港道路至裝卸平臺之間的水平運輸效率較低，降低了貨物的通過能力和港區(qū)的整體經(jīng)濟效益。

為減少開挖量，降低投資，擴大堆場可用面積，同時便于與后方陸域高程銜接，減少水平運輸距離，提高運輸效率，1#泊位裝卸平臺高程確定為99.80 m。1#泊位新建裝卸平臺與已建平臺間高差為8.7 m，同時考慮到設計高、低水位落差，1#泊位實際裝卸最大高差可達13.8 m，在溜槽裝卸高差適用范圍內(nèi)。

（2）本項目中裝卸物料為砂石骨料，較為清潔，對環(huán)境污染較小，揚塵少。由于其對含水率不敏感，可通過常見的灑水方式，進一步減少其對環(huán)境的污染，同時對貨物裝卸效率、交貨品質(zhì)影響較小。即便在裝卸過程出現(xiàn)撒料現(xiàn)象，其對港域水質(zhì)影響也可忽略不計。

（3）本項目設計船型500噸級、遠期兼顧1 000噸級船型，船艙少、船寬小。選用溜槽裝船，利用物料下滑速度，結合小范圍的移船，船舶完成裝船后無須額外平艙即可快速離港，減少了輔助作業(yè)時間。同時靠泊船舶的噸位小，操作靈活，1#泊位可利用岸線長度大，有足夠的空間，移船作業(yè)時不會影響鄰近的2#泊位正常作業(yè)。溜槽的裝卸效率、作業(yè)天數(shù)通過核算也可滿足貨物吞吐量的需求。

（4）砂石料無黏性，流動性好，對雨水天氣也不敏感，適合選用溜槽裝船。

（5）本項目屬于局部技術改造，部分水工平臺已完成施工，上部作業(yè)平臺選用高樁框架結構，構件較多，對于貫穿式設備布置限制較多，溜槽裝置的埋地漏斗、槽體與裝卸平臺結構配合是個難題。既要方便自卸車將貨物直接倒入漏斗，又要保障平臺結構安全、合理。綜合考慮，本項目漏斗選擇“鑲嵌”在結構聯(lián)系梁之間，槽體通過類似銷軸型式懸掛在梁上，卷揚機、鋼支撐則置于已施工水平平臺后方，充分利用空間，確保溜槽裝置布置緊湊合理、使用方便，同時盡可能減少對已有、新增結構的干涉。溜槽裝置斷面圖詳見圖2。

（6）鑒于已有碼頭平臺施工時的勘察設計資料、施工過程記錄等基礎資料已部分缺失，為降低風險，減少對已有結構物的破壞，本項目上部結構與已有碼頭結構間留有3.5 m的水平距離。該距離直接導致水位較高（89.0～90.60 m）時，溜槽工作角度過小（一般認為，只有當溜槽工作角度大于等于該物料運動安息角+10°時，方能確保物料順利下滑），因此預留了移動式皮帶機作為緊急備用裝船措施，確保溜槽裝置無法工作時也可順利完成裝船。

4 結語

裝船碼頭在選用溜槽裝置前，不可避免地需要對其水位落差、貨種、船型、碼頭類型、結構型式及環(huán)保要求等進行綜合分析。本文通過一個實際工程案例總結了溜槽的適用條件，希望對山區(qū)河流簡易碼頭在選用溜槽時充分利用現(xiàn)有碼頭條件，快速確定最優(yōu)設計方案有一定的指導作用。

參考文獻：

[1]賈 蘭，宋子嶺，周 鐸.大高差溜槽傾角確定方法的改進[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2016（1）：6-10.

[2]JTS 166-2020，河港總體設計規(guī)范[S].

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