码头工程设计方案论文

时间:2022-04-13 11:49:34

码头工程设计方案论文

1工程概况

某集装箱码头工程建设规模为长1016m10万t级码头岸线,工程位于东南沿海,所处的港区现正在建设环抱型防波堤,防波堤建成后,留出400m宽港区水域口门,口门方向刚好正对该码头工程其中的一个泊位,该码头工程后方堆场原状为山体和村庄,高程在8.5~30m(当地理论基准面)之间。临近的已建一期工程码头面高程为4.5m。该码头工程平面布置见图1。

2码头面高程研究

2.1码头面高程初定方案

该码头工程所处的港区规划有突堤,本工程与突堤建成后,港池周围均形成岸壁式码头,根据波浪推算资料显示,码头前沿波浪较大,码头面顶高程可按上水标准控制。

2.2初始方案的物理模型试验

由于港池内存在波浪反射、叠加等现象,为了掌握码头前沿波浪越浪情况,从而为合理确定码头面高程提供科学依据,为此,建设单位委托某科研机构做了波浪局部整体物理模型试验,试验水位(当地理论最低潮面):50年一遇极端高水位4.08m,10年一遇极端高水位3.38m,设计高水位2.05m。试验采用SSE、S、SSW等3个波向,波浪重现期为50年一遇、10年一遇、2年一遇。

2.3码头面高程方案优化

经试验研究表明,在4.8m高程的情况下,码头面上水情况较为严重。为减轻码头面上水淹没程度,经建设、设计、科研等单位技术人员多番研究,对码头排水情况进行多种方案优化,并进行相应的模型试验,最终确定优化方案如下:将码头面高程提高至5.2m,护轮坎高程不变;码头后轨与重箱堆场中间35m拖车通道做成1%单向坡度,重箱边缘高程为5.5m,并在该处设置一道50cm高挡水墙,在拖车通道坡脚和后轨之间设置1道通长越浪截水沟(兼作排水沟),码头前沿和排水沟的距离为40m,沟宽1.0m,沟深1.5m,并通过16座d1200排水出口排海。排水设施既可用于排放越浪,也可兼顾码头前沿雨水排放。依据上述优化方案,物模试验结果如下:

1)在设计高水位+S向50年一遇波浪条件下,码头面局部少量上水,很快排光。

2)在10年一遇极端高水位+S向10年一遇波浪条件下,码头面在连续大波作用下上水水体不能及时排出,测得最大水体厚度约为30cm,该区域堆积的水体2分钟内可基本排光,码头沿线基本无水越过挡墙顶部。

3)在50年一遇极端高水位+S向50年一遇波浪条件下,测得最大水体厚度约为40cm,波浪作用结束后5分钟内,该区域的堆积水体可基本排光。局部有水体越过挡墙顶部。该方案的主要缺点是挡墙要设计成移动式,出现热带风暴天气情况时,安装临时挡墙。码头正常作业时需移掉挡墙,操作较麻烦。本码头工程的周边陆域,尤其是后方山体、村庄等,与港区5.5m高程相差较大,导致高程衔接处需设置较高的挡土墙,费用较大;另一方面由于施工有大量的疏浚砂需外抛,外抛费用较高。因此,工程技术人员结合RMG设备、水平运输车辆、排水、临时挡墙优化等要求,对堆场区高程进行了优化设计,以降低港区与后方的高程差,减少外抛量,降低工程造价。另一方面也可以解决码头上水向堆场扩散的问题。

3堆场高程研究

3.1堆场高程方案比较

1)方案一:RMG两轨道在同一高程上,两轨道之间堆场区(42m)采用3‰的双向排水坡度,两轨道间距区(5m或8m)做平,并设置排水沟收集雨水,在空箱堆场区往后按5‰,到港区后方高程达到6.61m,总费用节省约246万元。该方案不足之处是前方堆场的积水不易排掉。

2)方案二:重箱堆场做成3‰坡度,RMG两轨道在不同高程上(相差0.13m),RMG设备采用长短腿形式,以适应高程差,两轨道之间堆场区(42m)采用3‰的单向排水坡度,两轨道间距区(5m或8m)做平,并设置排水沟收集雨水,在空箱堆场区往后按5‰,到港区后方高程达到7.39m,总费用节省约418万元。该方案缺点是由于RMG设备两轨道在不同高程上(相差0.13m),设备考虑设计为长短腿形式,属于非标产品,但不影响RMG设备制造及使用。

3)方案三:RMG两轨道在同一高程上,两轨道之间堆场区(42m)采用3‰的双向排水坡度,两轨道间距区(5m或8m)按3%进行放坡,从前沿往后逐步抬高,并设置排水沟收集雨水,在空箱堆场区往后按5‰,到港区后方高程达到7.54m,总费用节省约460万元。该方案缺点是纵向运输通道不平顺,影响拖车运输。另一方面,考虑到重箱集装箱的堆存及作业,本工程堆场如采用箱脚基础+砼预制块铺面,独立的箱脚基础可做平,独立基础顶面比砼预制块铺面高出20cm,堆场提高坡度对重箱堆放基本不影响。

3.2通过物模试验进一步验证堆场高程方案

为了摸清码头上水扩散对重箱堆场区的影响,科研单位再次进行试验,试验方案为将码头面高程提高至5.2m,护轮坎高程5.5m,码头后轨与重箱堆场中间35m拖车通道做成1%单向坡度,重箱边缘高程为5.5m,取消临时挡水墙,在坡脚和后轨之间仍设置1道通长越浪截水沟(兼作排水沟),排水沟距离码头前沿为40m,为减少使用过程破损,将排水沟尺度减少,沟宽0.6m,沟深1.0m,并通过16座d1200排水出口排海。

4结语

通过试验研究结果表明,将码头面高程确定为5.2m,护轮坎高程5.5m,码头后轨与重箱堆场中间35m拖车通道做成1%单向坡度,重箱堆场做成3‰坡度,RMG前后腿做成长短腿型式,重箱边缘高程为5.5m,取消临时挡水墙,在坡脚和后轨之间仍设置1道通长越浪截水沟(兼作排水沟),临码头侧第一排重箱独立基础顶高程5.7m。这种非常规综合高程方案对本工程是适应的,可以解决极端波浪条件下码头上水淹没集装箱以及快速排水问题,也解决了堆场与周围高差问题,同时降低了工程造价。

作者:刘少銮单位:汕头港务集团有限公司