秋浦港區殷匯公用碼頭地下皮帶機廊道設計

摘 要：地下皮帶機廊道作為物料運輸的關鍵設備，在礦產、能源、制造等領域的應用日益廣泛。通過秋浦港區殷匯公用碼頭的地下皮帶機廊道的設計過程，介紹建筑、結構、水電等專業的設計思路。

關鍵詞：水運工程；工業建筑設計；地下皮帶機廊道

中圖分類號：U653.928 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0060-03

收稿日期：2024-05-14

作者簡介：胡奕颯（1992—），男，安徽合肥人，本科，工程師，研究方向：結構設計。

通訊作者：方益宇（1996—），男，安徽安慶人，本科，工程師，研究方向：建筑設計。

1 項目概況

本工程地處池州市貴池區殷匯鎮境內、秋浦河右岸，池州港秋浦港區殷匯作業區，G50滬渝高速橋上游約270 m，距入江口約32.7 km。為滿足當地礦產資源運輸的需求，有效降低貨物運輸成本，增加企業市場競爭力，充分發揮內河水運運能大、能耗小、成本低、占地少、污染輕的優勢。本工程現擬在第一塊通用泊位區位于秋浦河右岸，G50滬渝高速大橋上游270 m處新建9個500噸級（水工結構兼顧1 000 t級）通用泊位，主要包括碼頭岸線的水域、對應的后方配套設施及進港道路等工程設施[1]。

2 項目總平面布置

本項目分為水域和陸域兩個部分，皮帶機坑道位于陸域部分的散貨倉庫內部，本文著重介紹陸域部分平面布置。

后方陸域按功能分區進行布置，主要分為生產倉儲區、生產輔助區以及生活辦公區。后方陸域采用階梯式設計，生產區散貨倉庫及進出口主干道高程設計為▽20.0 m，件雜貨堆場高程設計為▽17.0 m，生活區陸域高程設為▽21.5 m。生產倉儲區緊鄰碼頭平臺正后方，1#～6#泊位后方布置散貨倉庫，倉庫平面尺寸為424 m×132 m，貨物通過卸車地坑+皮帶機運輸至碼頭平臺。共設置6條皮帶機坑道。

3 皮帶機坑道優缺點分析

簡單分析皮帶機廊道的存在的優缺點，來闡明本項目采取地廊做法的優勢所在。

皮帶機地廊的優點：①地廊取料對倉庫的利用率較高，同等條件下相對于刮板取料機倉庫的總庫容更大。但倉庫能自然落料的活容積與地廊的密度與物料特性有關，0～5 mm機制砂（拌濕）地廊自然落料的范圍較小，能自然落料的活容積約占20%，需長期配備裝載機或挖掘機在旁輔助作業。5～10 mm、10～26 mm、26～31.5 mm的骨料地廊自然落料的范圍更大，活容積約占40%，但仍需裝載機與一旁輔助作業。利用裝載機可對倉庫總庫容進行充分利用。②地廊取料的設備投資較小，且發生故障較好處理。發生堵料時利用裝載機與挖掘機輔助即可清理。相比于其他運輸方式，皮帶機廊道的建設和維護成本相對較低。而且由于其結構簡單，后期維護和修理也相對容易，能夠降低企業的運營成本。③適應性強：皮帶機廊道可以適應不同的地形和氣候條件，通過合理的設計和安裝，可以克服各種地形障礙，實現物料在不同地點之間的靈活輸送。④環保節能：皮帶機廊道在運輸過程中產生的噪音和粉塵污染相對較小，符合環保要求。同時，其運行效率高，能夠降低能源消耗，實現綠色生產。

皮帶機地廊的缺點：①地廊取料需要裝載機或挖掘機的長期輔助，需要配備的人員較多，且裝載機或挖掘機運行的能耗也較大。②地廊設備由于安裝在地下結構內部，后期維護及檢修困難。雖然皮帶機廊道的維護成本相對較低，但為了確保其正常運行，需要定期對皮帶、滾筒、托輥等部件進行檢查和更換。對操作人員的技能要求也較高，需要具備一定的專業知識和經驗。

綜合對比分析皮帶機地廊的優缺點，發現了皮帶機地廊的諸多獨特優勢，也分析了其缺陷。綜合考慮，本項目采用皮帶機地廊的方式進行物料運輸。

4 建筑設計

秋浦港區殷匯公用碼頭皮帶機坑道位于散貨倉庫中，共6條平行布置。單條長度119.5 m，坑道凈寬度3.60 m，側墻厚度0.5 m，總寬度4.60 m。坑道尾端底板頂標高為-6.000 m（倉庫內地面相對標高為0.000 m），坡度為14%，到坑道出口處12.80 m的位置，此處底板頂標高為-4.500m。在此處坑道坡度為25%，爬坡至室外地面連接室外皮帶機廊道。單條坑道設置四個落料口，其中尾端落料洞口尺寸為5 m×8 m，其余三個落料洞口尺寸相同，為4 m×4 m。

地下皮帶機廊道按照戊類廠房標準設計，根據規范《建筑設計防火規范》（GB50016—2014 2018年版）[2]表3.7.4中規定，戊類地下廠房，廠房內任一點至最近的安全出口的直線距離不大于60 m。本項目單條皮帶機坑道從尾端至皮帶機出口端長度為119.5 m，因此需設置兩個安全出口分別位于頭尾兩端。

根據3.7.5條中規定，疏散樓梯的最小凈寬不宜小于1.10 m，疏散走道的最小凈寬度不宜小于1.40 m，門的最小凈寬度不宜小于0.90 m。因此本項目根據規范要求設置的疏散通道凈寬為1.50 m，疏散門的凈寬1.20 m，直接連通倉庫室外地面。如圖1所示。

地下皮帶機廊道的防水層設計中底板從頂到底做法為：①15厚1：2.5水泥砂漿；②35厚C15細石混凝土；③2厚聚合物水泥基防水涂料；④最薄30厚C20細石混凝土找坡層抹平；⑤水泥漿一道（內摻建筑膠）；⑥防水混凝土底板（抗滲等級P8）；⑦預鋪反粘卷材防水層（1.2厚高分子自粘膠膜防水卷材）；⑧100厚C15混凝土墊層；⑨素土夯實。

側墻從外到內側做法為：① 6厚1：2.5水泥砂漿面層；②12厚1：3水泥砂漿打底掃毛；③刷聚合物水泥漿一道；④2厚聚合物水泥基防水涂料；⑤防水混凝土外墻（抗滲等級P8）；⑥刷素水泥漿一道（內摻建筑膠）；⑦防水涂料防水層（2厚聚氨酯防水涂料）；⑧10厚1：3水泥砂漿抹平。

頂板做法為：①50厚C20細石混凝土保護層；②2厚聚合物水泥基防水涂料；③20厚1：2.5水泥砂漿找平層；④防水混凝土頂板（抗滲等級P8）。

5 結構設計

結構專業是地下皮帶機廊道設計的核心之一。在設計過程中，結構專業充分考慮了廊道的承載能力、穩定性以及耐久性。通過對廊道進行精確的結構計算和分析，參考了《建筑抗震設計規范》（GB50011—2010 2016年版）[3]，確定了合理的截面尺寸、材料選擇以及連接方式。為確保廊道在運營過程中的安全性，還進行了嚴格的抗震等自然災害的考慮。

5.1 地基處理

根據池州港秋浦港區殷匯公用碼頭工程巖土工程勘察報告[4]，堆場及散貨倉庫場地整平設計標高為17.00～20.0 m，約一半為填方區域，一半為挖方區域。對于填方區域，建議平整場地前清表，將草根、樹根等清除干凈，將山間洼地中厚層軟弱土挖除或部分挖除，回填時分層碾壓，如填土滿足淺基礎地基承載力要求，可采用淺基礎，不滿足，則采用地基處理或樁基礎；對于挖方區域，設計標高處對應的地層為④層粉質黏土、⑥1層強風化泥質粉砂巖、⑥2層中風化泥質粉砂巖，承載力較高，可直接作為持力層。

地基處理首先對后方場地原地面進行清表，厚度約30 cm，表層分布有塊石、建筑碎磚以及植物根莖等，應清除掉；溝塘處清表、清淤后回填開山石并進行壓實，壓實度（重型）需滿足設計要求。

5.2 上部結構設計

計算軟件為PKPM，版本號2024版（21規范V2.2.0.0），計算時采用分段計算，選取三個標準段。第一個為皮帶機廊道尾部，包括尾端墻壁、集水坑洞口、尾端落料尺寸為5 m×8 m的洞口。第二個為中間標準段，包括了普通地廊的兩側墻壁、中間的普通落料尺寸4 m×4 m的洞口。第三個為皮帶機廊道頭部，主要為伸出地面與外部皮帶機封閉棚連接的Rf53oGaZ8nZue1h34Iling==部分。

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011—2010 2016年版）[3]《中國地震動峰值加速度區劃圖》（GB 18306—2015）[5]，擬建碼頭處于安徽省池州市貴池區殷匯鎮Ⅱ類場地條件下，地震動峰值加速度0.05 g，抗震設防烈度為6度，基本地震動加速度反應譜特征周期值為0.35 s。

地坑頂板和倉庫內地面平齊，上部堆載按照工藝專業提資為120 kPa，故頂板，及周邊地面場地設計荷載按照12 t/㎡取值計算考慮。頂板厚度取值500 mm，兩側墻壁厚度500 mm，底板厚度500 mm，底板外挑出側壁長度為800 mm；基礎底板下部在回填土區域做500 mm厚級配碎石換填層后上部再做100 mm厚C20混凝土墊層后施工基礎底板。頂板內每隔5 m設置一道500 mm×500 mm拉梁。

經過計算頂板配筋雙層雙向18@100，頂板厚度500 mm；側壁配筋為3層，豎向配筋 20@150，橫向配筋 18@150，側壁厚度500 mm；底板上、下兩層雙向 20@150。側壁在距離底板30 cm高的位置設置一道3 mm厚鋼板止水帶。根據規范《混凝土結構設計規范》（GB50010—2010 2015年版）[6]表8.1.1條規定擋土墻、地下室墻壁等類結構，位于室內或者土中且采用現澆式的伸縮縫最大間距為30 m，因此本項目地廊的伸縮縫30 m設置一道。

6 電氣設計

電氣與自動化專業是地下皮帶機廊道設計的另一重要組成部分。在這一領域，電氣專業設計人員注重實現廊道的智能化、自動化運行。通過合理的電氣系統設計，確保了廊道內的照明、通風等基礎設施的正常運行。同時，自動化控制系統的應用使得廊道的運行更加高效、便捷，降低了人力成本。

殷匯碼頭皮帶機坑道內照明燈具采用220V 30W三防燈具，燈具吸頂安裝。皮帶機坑道內動力負荷包括1組卸車漏斗、3組地坑漏斗及，動力電纜沿地坑側墻的200×100低壓電纜橋架敷設。地坑內通長敷設40*4鍍鋅扁鐵作為接地干線，所有設備金屬外殼、橋架及皮帶機支架均應可靠接地，接地干線兩端與倉庫接地網可靠連接。

7 給排水設計

給排水與消防專業是地下皮帶機廊道設計中不可忽視的一環。設計團隊在設計過程中充分考慮了廊道的排水需求，合理布置了排水管道和消防設施。這不僅確保了廊道在雨季等惡劣天氣下的正常運行，還為應對突發火災等緊急情況提供了有力的保障。

地坑消防按照戊類廠房標準設計，根據《建筑設計防火規范》（GB50016—2014 2018年版）[2]第3.3.1條規定戊類地下廠房每個防火分區最大允許建筑面積為1 000㎡，本項目地坑建筑面積為645.39㎡，可不設置防火墻或自動滅火系統。地坑內部排水系統根據自然坡度排水，尾端設置集水坑，尺寸1.5 m×1.5 m ×1.2 m，內設兩臺排水泵，一用一備，根據液位控制系統實現水泵自動啟停，滿足皮帶機地廊內部的排水需求。

8 結束語

本文深入探討了秋浦港區殷匯公用碼頭地下皮帶機廊道設計，簡單介紹了地下皮帶機廊道各個專業的設計思路，多專業協作的過程。通過結構、電氣與自動化、給排水與消防以及環保與節能等專業的共同努力，確保了廊道的安全、穩定、高效運行。這一設計不僅提高了碼頭的工藝轉運效率，還為未來的可持續發展奠定了堅實的基礎，也為未來其他項目提供了一定參考意義。

參考文獻

[1] 安徽省交通勘察設計院有限公司.秋浦港區殷匯公用碼頭項目施工圖設計總說明.2024年1月[Z].

[2] 中華人民共和國國家標準.建筑設計防火規范（GB50016-2014 2018年版）[S].

[3] 中華人民共和國國家標準.建筑抗震設計規范（GB50011-2010 2016年版）[S].

[4] 安徽省交通勘察設計院有限公司.池州港秋浦港區殷匯公用碼頭工程巖土工程勘察報告.2023年9月[Z].

[5] 中華人民共和國國家標準.中國地震動峰值加速度區劃圖（GB 18306- 2015）[S].

[6] 中華人民共和國國家標準.混凝土結構設計規范（GB50010-2010 2015年版）[S].