張笑笑,呂淑杰
(杭州港灣交通設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司,浙江 杭州 310030)
海鹽秦山某企業(yè)內(nèi)河碼頭項(xiàng)目位于浙江省嘉興市海鹽縣秦山街道何家橋綜合物流園區(qū)內(nèi),碼頭選址在何家橋線(xiàn)錨泊服務(wù)區(qū)的位置。本工程地塊位于錢(qián)塘江北岸秦山街道,傍鄰我國(guó)第一座核電站,碼頭緊靠何家橋線(xiàn)航道。本工程距海鹽縣城8 公里,距上海市60 公里,01 省道穿鎮(zhèn)而過(guò),水、陸、海交通十分便利。
本項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為:擬建設(shè)12 個(gè)300 噸級(jí)散貨泊位(水工結(jié)構(gòu)按靠泊內(nèi)河500 噸級(jí)船舶設(shè)計(jì)),預(yù)測(cè)年吞吐量為452 萬(wàn)噸。碼頭年設(shè)計(jì)通過(guò)能力540 萬(wàn)噸。碼頭共12 個(gè)泊位,其中1~4#泊位呈近南北向排列,東距大木橋約100m,目前泊位所在位置多為耕地;5~12#泊位呈近東西向沿何家橋河南岸排列,何家橋河寬約60m。
場(chǎng)區(qū)植被發(fā)育,以雜草為主。本場(chǎng)區(qū)屬第四紀(jì)長(zhǎng)江三角洲沖海相沉積平原,場(chǎng)地原主要為耕地,地形整體平坦,高程3.0~5.0m,勘察期間,場(chǎng)地未經(jīng)整平。
(1)總平面布置認(rèn)真貫徹國(guó)家和當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)規(guī)定,符合嘉興市和海鹽縣相關(guān)規(guī)劃,在業(yè)主提供的紅線(xiàn)范圍內(nèi)進(jìn)行總平面布置,做到合理利用土地資源。
(2)根據(jù)該碼頭工程的建設(shè)規(guī)模,合理布置水域和陸域,水域布置應(yīng)充分考慮與周邊環(huán)境的關(guān)系,盡量減少相互影響,確保船舶安全、方便、快捷地航行和滿(mǎn)足靠泊、裝卸作業(yè)等要求,統(tǒng)籌考慮平面布置方案,力求經(jīng)濟(jì)合理,盡量節(jié)約工程造價(jià)。
(3)滿(mǎn)足營(yíng)運(yùn)流程要求,交通組織順暢,管理方便,內(nèi)外適應(yīng)。
(4)力求總平面各組成部分之間協(xié)調(diào)配合有利于安全生產(chǎn)和方便船舶營(yíng)運(yùn),并考慮后期發(fā)展。
2.2.1 本工程與相關(guān)規(guī)劃關(guān)系
(1)根據(jù)《嘉興港總體規(guī)劃》,本碼頭處于嘉興港海鹽港區(qū)E 區(qū)(武原一秦山預(yù)留發(fā)展區(qū)),符合相關(guān)規(guī)劃的要求[1]。
(2)根據(jù)《嘉興內(nèi)河港總體規(guī)劃》和《嘉興內(nèi)河港海寧港區(qū)、海鹽內(nèi)河港區(qū)規(guī)劃調(diào)整方案報(bào)告》,本碼頭處于嘉興內(nèi)河港6 大港區(qū)中的海鹽內(nèi)河港秦山作業(yè)區(qū)內(nèi),符合《嘉興內(nèi)河港總體規(guī)劃》的相關(guān)要求。
(3)本工程位于海鹽縣秦山街道何家橋綜合物流園區(qū)內(nèi),符合秦山街道的城鎮(zhèn)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃。
2.2.2 本工程與相鄰工程的關(guān)系情況
目前,何家橋線(xiàn)航道全線(xiàn)暫無(wú)港口碼頭,本碼頭的建設(shè)方案采用順岸式和挖入式港池相結(jié)合的布置形式,碼頭布置于何家橋線(xiàn)航道末端,且與之交匯的白洋河現(xiàn)狀基本不通航,故本碼頭的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)不會(huì)對(duì)其他工程造成影響[2]。
設(shè)計(jì)船型主尺度詳見(jiàn)表1 所示。
表1 設(shè)計(jì)船型主尺度表
本工程設(shè)計(jì)船型在靠泊裝卸作業(yè)時(shí)的外界條件:風(fēng)≤6 級(jí),日降雨量不大于:10mm,霧能見(jiàn)度>1km,不出現(xiàn)雷暴,航道水位不高于設(shè)計(jì)最高通航水位且不低于設(shè)計(jì)最低通航水位。
影響碼頭裝卸作業(yè)的自然因素一般有風(fēng)、雨、霧、雷暴、通航水位及上下游通航建筑物的通航情況等。綜合考慮各因素對(duì)碼頭作業(yè)的影響,影響碼頭作業(yè)天數(shù)平均為35 天,因此,港口年作業(yè)天數(shù)選取為330 天。
4.1.1 碼頭泊位長(zhǎng)度
根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)[4]規(guī)定,泊位長(zhǎng)度Lb可按下式確定:
式中:L—設(shè)計(jì)船型長(zhǎng)度,m;d1、d2—分別表示端部泊位和中間泊位的富裕長(zhǎng)度,m。
按照規(guī)范要求,泊位富裕長(zhǎng)度可取8~10m,考慮到實(shí)際操作中的移船作業(yè),將富裕寬度適當(dāng)加大,端部泊位富裕長(zhǎng)度取12m,中間泊位富裕寬度取16m;同時(shí),由于本碼頭是在原有錨泊區(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,受錨泊區(qū)長(zhǎng)度限制,部分端部泊位長(zhǎng)度不能按照上述公式計(jì)算,具體如下:
(1)港池與順岸岸線(xiàn)相交處的泊位(4#、5#泊位):碼頭前沿線(xiàn)相交轉(zhuǎn)折處夾角大于150°時(shí),該處泊位的富裕長(zhǎng)度可取為一般富裕長(zhǎng)度的0.5 倍。本碼頭4#與5#泊位碼頭前沿線(xiàn)相交轉(zhuǎn)折處夾角為251°,4#與5#泊位端部的富裕長(zhǎng)度取分別為8.4m、10.7m,滿(mǎn)足規(guī)范要求。
(2)順岸式布置的東側(cè)端部泊位(12#泊位):連續(xù)布置多個(gè)泊位,端部泊位長(zhǎng)度≥0.8L+0.5d2=41.6m,本碼頭12#泊位長(zhǎng)度取為44m。
本工程擬建設(shè)12 個(gè)300 噸級(jí)散貨泊位,采用順岸式和挖入式港池相結(jié)合的形式,其中1#~4#泊位布置在碼頭西面挖入式港池的東側(cè),5#~12#泊位沿何家橋線(xiàn)航道右岸順岸布置。經(jīng)計(jì)算,1#~4#泊位總長(zhǎng)236.4m,5#~12# 泊位總長(zhǎng)452.7m,即碼頭泊位總長(zhǎng)度為689.1m。由于實(shí)際實(shí)施時(shí)碼頭前沿線(xiàn)相交轉(zhuǎn)折處設(shè)置為半徑15m 的圓弧段,故實(shí)際的泊位總長(zhǎng)度為686.3m。
4.1.2 碼頭前沿頂面高程
碼頭前沿頂面高程與內(nèi)河水位、碼頭重要性、淹沒(méi)影響、裝卸工藝、地形等因素相關(guān),并結(jié)合碼頭平面布置、結(jié)構(gòu)型式及工程投資等條件,綜合分析確定。根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)規(guī)定,碼頭面標(biāo)高一設(shè)計(jì)高水位+超高。本工程設(shè)計(jì)高水位為2.46m,超高值為0.1m~0.5m,碼頭面標(biāo)高可取2.56m~2.96m 之間。由于已建成的錨泊區(qū)面高程為3.16m,并考慮與后方陸域高程銜接,碼頭面標(biāo)高選取為3.16m。
4.1.3 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深和底標(biāo)高
根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)規(guī)定,碼頭前沿設(shè)計(jì)水深應(yīng)保證碼頭可營(yíng)運(yùn)期內(nèi)設(shè)計(jì)船型在滿(mǎn)載情況下安全靠泊和裝卸作業(yè),設(shè)計(jì)水深Dm按下式計(jì)算:
式中:T—設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載吃水,m;Z—龍骨下最小富裕深度,m;ΔZ—其它富裕深度,m。
經(jīng)計(jì)算,碼頭前沿設(shè)計(jì)水深Dm=2.5m,設(shè)計(jì)低水位為0.46m。經(jīng)計(jì)算,碼頭前沿河底設(shè)計(jì)底高程取-2.04m。
4.1.4 碼頭前沿停泊水域?qū)挾?/p>
根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)的規(guī)定,碼頭前沿停泊水域?qū)挾瓤扇? 倍設(shè)計(jì)船寬,即為16.4m。本碼頭前沿停泊水域?qū)挾瓤紤]適當(dāng)加寬,取為18m。
4.1.5 船舶回旋水域
根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)的規(guī)定,順岸式碼頭的船舶回旋水域?qū)挾炔灰诵∮?.5 倍設(shè)計(jì)船長(zhǎng),為63m,本次設(shè)計(jì)考慮該回旋水域直徑為68m;挖入式港池內(nèi)船舶回旋水域?qū)挾葢?yīng)為1.2~1.5倍設(shè)計(jì)船長(zhǎng),為50.4m~63m,取50.4m。
4.1.6 挖入式港池寬度
根據(jù)《河港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS166-2020)規(guī)定,在挖入式港池同一側(cè)布置2 個(gè)或2 個(gè)以上泊位時(shí),港池寬度可按下式計(jì)算:
其中:BC—挖入式港池寬度,m;n—在同一斷面內(nèi)港池兩側(cè)??康拇八覕?shù),n=2;BX—船舶在港池內(nèi)轉(zhuǎn)頭的回旋水域?qū)挾?,?0.4m ;Bh—船舶航行水域?qū)挾?,?6.4m。經(jīng)計(jì)算,港池寬度取為75m。
本碼頭位于何家橋線(xiàn)航道南側(cè),航道基本上滿(mǎn)足船舶安全航行進(jìn)出的要求。本工程進(jìn)港航道為何家橋線(xiàn),何家橋線(xiàn)航道底寬20m,水深2.0m,最小半徑250m,航道面寬不小于30m。同時(shí)考慮兼顧300t 級(jí)船舶單向通航的要求,底寬17m 范圍內(nèi)水深按2.5m 設(shè)計(jì)。
內(nèi)河錨地水深與碼頭前沿水深相同,為Dm=2.5m,設(shè)計(jì)低水位為0.46m,經(jīng)計(jì)算,錨地河底設(shè)計(jì)高程取-2.04m。本工程主要作為企業(yè)配套碼頭使用,受水域條件限制,本工程在挖入式港池西側(cè)水域設(shè)置到港船舶待泊區(qū)。同時(shí)如遇到港船舶過(guò)多的情況,也可安排部分船舶到官堂線(xiàn)上的企業(yè)其它碼頭待泊。
總平面布置需在滿(mǎn)足運(yùn)量要求的前提下,充分考慮合理利用岸線(xiàn)資源,并與周邊工程充分銜接。本工程陸域部分由業(yè)主另行委托具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),本設(shè)計(jì)只做碼頭區(qū)域的總平面布置。綜合考慮地質(zhì)、航道、回旋水域等要求,以及碼頭運(yùn)行特點(diǎn),對(duì)碼頭總平面進(jìn)行了布置,并考慮兩個(gè)總平面布置方案。
考慮方便后方廠區(qū)功能分區(qū)[4],本方案泊位布置采用挖入式港池和順岸式泊位相結(jié)合的型式,如圖1 所示。
圖1 方案一平面布置圖
挖入式港池布置于場(chǎng)區(qū)西側(cè),口門(mén)朝北,與何家橋線(xiàn)航道相通。港池長(zhǎng)226.2m~236.4m,港池南側(cè)為護(hù)岸,總長(zhǎng)度為75m(港池寬度);其西側(cè)為到港船舶待泊區(qū);東側(cè)順岸布置4 個(gè)散貨泊位,直線(xiàn)段總長(zhǎng)度225.7m。
沿何家橋線(xiàn)航道南岸順岸布置8 個(gè)散貨泊位,總長(zhǎng)度為442.1m。前沿線(xiàn)到航道中心線(xiàn)的距離36.5m,滿(mǎn)足該航道等級(jí)5 倍標(biāo)準(zhǔn)船寬的要求。
港池與順岸岸線(xiàn)之間采用半徑為15m的圓弧連接,弧長(zhǎng)18.5m。故碼頭總長(zhǎng)度為686.3m。
考慮降低土方工程量,充分利用場(chǎng)區(qū)東側(cè)白洋河段水域,本方案泊位布置采用順岸式和半挖入式相結(jié)合的型式,如圖2 所示。
圖2 方案二平面布置圖
本方案泊位布置呈L 型,東西向沿何家橋線(xiàn)航道南岸順岸布置9 個(gè)散貨泊位,總長(zhǎng)度498.5m,南北向沿白洋河西岸半挖入順岸布置3 個(gè)散貨泊位,總長(zhǎng)度185.9m,需向內(nèi)挖入0~52.1m。兩段岸線(xiàn)之間有一段長(zhǎng)約22.7m 的原錨泊區(qū)岸線(xiàn)需保留,故碼頭總長(zhǎng)707.lm。
由于碼頭東面在白洋河段設(shè)置了3 個(gè)泊位,考慮到航道疏浚及碼頭使用期水流沖刷對(duì)白洋河?xùn)|面海堤的影響,需對(duì)該段碼頭對(duì)岸海堤處采用連續(xù)墻護(hù)岸形式,護(hù)岸長(zhǎng)度250.44m;該段護(hù)岸北面仍有一段海堤需要做護(hù)岸加固處理,加固護(hù)岸長(zhǎng)度為58.34m[5]。
兩個(gè)總平方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)詳見(jiàn)表2 所示。
表2 主要工程量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表
本碼頭總平面布置方案一:優(yōu)點(diǎn)如下:①功能分區(qū)明確,原料碼頭卸船及儲(chǔ)存均位于廠區(qū)西北方向,相對(duì)集中,便于管理;②有利于后方裝卸工藝的布置;③遠(yuǎn)期如考慮擴(kuò)大規(guī)??衫脰|面白洋河段岸線(xiàn)。缺點(diǎn)如下:①港池開(kāi)挖土方量大;②挖入式港池距離西側(cè)橋梁約22m,施工期及使用期需采取相應(yīng)的安全措施。
本碼頭總平面布置方案二:優(yōu)點(diǎn)如下:①開(kāi)挖土方量少;②工程造價(jià)相對(duì)較小。缺點(diǎn)如下:①航道疏浚工程量相對(duì)較大;②不利于布置通往沿海碼頭的皮帶機(jī)廊道,需增加轉(zhuǎn)運(yùn)樓的數(shù)量,且廊道跨越航道距離增大,此部分投資將會(huì)大幅增加;③預(yù)留場(chǎng)地分散,東側(cè)預(yù)留場(chǎng)地夾在汽車(chē)發(fā)運(yùn)和原料碼頭卸船之間,不便于日后發(fā)展其他產(chǎn)業(yè);④涉及到部分白洋河濕地,政策處理難度大。
綜合比較,考慮本工程實(shí)際特點(diǎn)和作業(yè)要求,總平面布置推薦采用方案一。
根據(jù)內(nèi)河碼頭功能要求,對(duì)海鹽秦山某企業(yè)內(nèi)河碼頭對(duì)總平面布置原則、總平面布置與規(guī)劃和相鄰工程的關(guān)系、設(shè)計(jì)船型主尺度、泊位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)天數(shù)、水域主尺度、航道和錨地、主要建設(shè)指標(biāo)及工程量進(jìn)行了計(jì)算分析。綜合考慮地質(zhì)、航道、回旋水域等要求以及碼頭運(yùn)行特點(diǎn),提出兩個(gè)總平面布置方案,綜合比選確定了推薦方案一:本方案泊位布置采用挖入式港池和順岸式泊位相結(jié)合的型式,該碼頭總平面布置方案布置合理,功能區(qū)分明確,滿(mǎn)足建設(shè)單位使用要求。