袁宗喜
(中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司,湖北 武漢 430071)
通用碼頭由于其適應(yīng)性廣,散貨、件雜貨都能裝卸,故作為公用性碼頭建造較多。其碼頭主要裝卸設(shè)備通常采用通用型的門座式起重機,通過變換吊具進行多種貨物的裝卸。裝卸件雜貨時等同于普通的件雜貨碼頭,但散貨卸船時大部分采用門機抓斗直接裝汽車運至后方堆場;散貨裝船時多采用汽車將散貨卸至碼頭平臺上,再用抓斗抓到船艙。存在問題是裝卸效率低,污染嚴重,較難滿足環(huán)保要求。
對于偶爾裝卸散貨的通用碼頭,通常采用上述裝卸方式,但對于散貨裝卸量較大的通用碼頭,效率和環(huán)保問題突出,故研究采用既能提高效率,減少污染,又能兼做件雜貨的工藝方案是必要的。
長江下游某通用碼頭,建設(shè)規(guī)模為新建2個50 000 DWT級通用泊位(碼頭結(jié)構(gòu)按靠泊100 000 DWT散貨船設(shè)計)及相應(yīng)的堆場、道路及配套設(shè)施,設(shè)計年吞吐量為510萬t,其中進口307萬t,出口203萬t。貨種為鐵礦石、鐵精礦粉、球團、煤炭、礦渣、煤渣、廢鋼、鋼材等,主要貨種為鐵礦石的進口和出口,以及成品球團礦的出口,兼顧件雜貨的作業(yè)。在本項目設(shè)計中,針對裝卸貨種特點,提出了一種高效、適用的通用碼頭工藝方案[1-3],使用表明,工藝方案使用效率高,通過能力大,適應(yīng)性好。
根據(jù)上述規(guī)模及通用碼頭的性質(zhì)和自然條件,工藝方案應(yīng)考慮如下因素。
1)主要裝卸貨種
首要考慮通用泊位的通用性,以及對各種貨物裝卸和未來發(fā)展變化的適應(yīng)性,故需分析各貨種比例及可能的變化情況。本項目主要散貨裝卸,兼顧件雜貨作業(yè),以后有可能散貨量更大,故工藝方案的選擇要考慮發(fā)揮散貨高效裝卸的特點。
2)后方堆場的布置型式
后方順長江布置了散貨堆場,較好的工藝布置方式為:卸船時,設(shè)備在碼頭一端卸船并進入后方堆場;裝船時,堆場的物料從另一端出料并進入碼頭上裝船設(shè)備裝船。這樣堆場布置順暢,一端進料,另一端出料,堆場皮帶機朝一個方向運轉(zhuǎn),與后方的工藝流程吻合。同時要考慮件雜貨與散貨堆場的關(guān)系,最好能互為備用發(fā)展場地,或?qū)⒓s貨堆場布置在不規(guī)則區(qū)域。
3)方便件雜貨作業(yè)
作為通用碼頭有件雜貨作業(yè)需求,故碼頭前沿需留出件雜貨作業(yè)空間,以設(shè)置方便的集疏運循環(huán)通道。
4)自然條件和設(shè)計船型
根據(jù)水域地形特點,碼頭前沿下游水深條件較好,上游水深不足,需局部疏浚。根據(jù)碼頭貨物進出的特點,原料進口多為國外到港的大型散貨船(最大達10萬噸級),中轉(zhuǎn)出口及成品出口為5 000~10 000噸級的散貨船,件雜貨為1~2萬噸級左右的件雜貨船,故大型散貨卸船泊位宜布置在下游。
5)今后發(fā)展需求和方向
工藝方案設(shè)計要為今后企業(yè)發(fā)展留有余地,故需了解業(yè)主今后的發(fā)展方向,并盡量提高碼頭的適應(yīng)性。
6) 投資要求
在滿足裝卸能力要求的前提下,盡量優(yōu)化碼頭結(jié)構(gòu)形式,減少工程投資。
針對通用碼頭工藝的影響因素,設(shè)計采取相應(yīng)的對策,提出一種高效、適用的碼頭工藝方案。
根據(jù)碼頭以散貨裝卸為主,兼顧件雜貨的需求,設(shè)計采用了專用設(shè)備結(jié)合通用設(shè)備的方案,確保散貨裝卸優(yōu)先。采用高效卸船機作為卸船主要設(shè)備,采用高效裝船機作為裝船主要設(shè)備,采用門機作為散貨輔助卸船設(shè)備并作為件雜貨的裝卸設(shè)備,這樣既體現(xiàn)了高效,也體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能。
根據(jù)自然條件、船型和后方堆場布置方式,設(shè)計采用將散貨進口泊位布置在下游側(cè),散貨出口泊位布置在上游側(cè)的布置方式。碼頭面布設(shè)3根軌道,以滿足10.5 m軌距的門機、裝船機和22 m軌距的卸船機布置需要。皮帶線布置在10.5 m后軌后方與22 m后軌之間,碼頭前方空間用于件雜貨裝卸作業(yè)。碼頭布置三座引橋,下游引橋布置進口皮帶機,上游引橋布置出口皮帶機,中間引橋作為件雜貨運輸通道,三座引橋均可以作為件雜貨運輸?shù)难h(huán)通道。
碼頭后沿間隔設(shè)置5 m×17 m局部小平臺,作為卸船機抓斗和推耙機的存放平臺。見圖1。
圖1 碼頭工藝斷面布置圖Fig.1 Cross-section plan of the terminal technology
碼頭前沿2個泊位均為通用泊位,其中上游側(cè)1號泊位主要承擔(dān)散貨出口作業(yè),下游側(cè)2號泊位主要承擔(dān)散貨進口作業(yè),2個泊位均可承擔(dān)件雜貨的進出口作業(yè)。碼頭上的皮帶機可以同時進行裝船和卸船。
1號泊位配備1臺3 000 t/h移動裝船機進行散貨的裝船作業(yè),考慮組合船型情況,為提高效率,適應(yīng)今后發(fā)展需要,預(yù)留1條裝船生產(chǎn)線,也可滿足卸船要求。配備1臺25 t門座起重機和1臺40 t門座起重機進行件雜貨裝卸船作業(yè);2號泊位配備1臺1 800 t/h橋式抓斗卸船機和2臺25 t門座起重機進行散貨卸船及件雜貨裝卸船作業(yè)。
散貨卸船時,卸船機或門座起重機卸下的物料落入由碼頭平臺皮帶機、引橋皮帶機和陸域皮帶機組成的進口皮帶機系統(tǒng),轉(zhuǎn)運到斗輪堆取料機進入堆場,堆場物料再由皮帶機系統(tǒng)運送至后方。利用門機進行散貨卸船時,先將物料卸入皮帶機棧橋上豎立的通過漏斗,再落入皮帶機上運走,漏斗采用門機吊運移位。
散貨裝船時,物料由后方經(jīng)引橋皮帶機、碼頭平臺皮帶機,直接上裝船機進行裝船。
圖2 碼頭工藝平面布置圖Fig.2 Floor plan of the terminal technology
件雜貨裝卸船時,碼頭前沿4臺門座起重機合理分配進行廢鋼、鋼材、一般件雜貨的裝卸作業(yè)。件雜貨水平運輸配備4組20 t牽引平板車和2組40 t牽引平板車作業(yè),堆場配備6臺25 t輪胎吊和2臺50 t輪胎吊作業(yè)。
碼頭工藝平面布置方案如圖2所示。
設(shè)計采用的裝卸工藝方案,完全滿足本工程以散貨裝卸為主,件雜貨裝卸為輔的要求,且充分考慮了未來發(fā)展的需求,預(yù)留了一條作業(yè)線,2個泊位碼頭都可以進行件雜貨的作業(yè),流程順暢,裝卸高效,裝、卸船機環(huán)保性好,碼頭皮帶機采用防風(fēng)擋板防止揚塵,三座引橋能方便地進行件雜貨的運輸中轉(zhuǎn)。堆場采用沿長江的條形布置,不規(guī)則區(qū)域做件雜貨堆場,堆場布置合理。
1)裝卸船皮帶機布置在碼頭平臺后沿工藝布置。卸船泊位和裝船泊位的碼頭橫向皮帶機都布置在碼頭后沿,前方空間作為件雜貨裝卸場地。
2)裝、卸船兩條皮帶機連為一條整皮帶機工藝技術(shù)。由于裝、卸船額定效率差不多,且皮帶機都布置在后沿,故采用了一種特別的工藝布置方式,即將兩條皮帶機連為一條整皮帶機,在一條完整的皮帶上同時進行卸船和裝船作業(yè)。下游皮帶段承運卸船物料,上游皮帶段承運裝船物料。
雖然卸船或裝船時,皮帶機都得整條運行,消耗的功率會增加,但皮帶無料段是空載運行,消耗功率不大,而連成一條整皮帶后,可使整個碼頭長度上船舶靠泊更方便靈活,除設(shè)備占用的空間外,所有泊位長度上可同時??繋讞l待卸或待裝的船舶,只要設(shè)備數(shù)量足夠,預(yù)留的一條皮帶機安裝上,則可同時卸兩條船或裝兩條船甚至更多,也可同時進行件雜貨裝卸,使碼頭的使用效率得到很大提高,從根本上提高了碼頭通過能力,增加了投資效益。
3)碼頭前方皮帶機采用正反轉(zhuǎn)自取直取作業(yè)工藝技術(shù)。裝船泊位裝船機采用雙尾車裝船機,碼頭皮帶機采用正反轉(zhuǎn)工藝,實現(xiàn)卸船到裝船的直取作業(yè)。
目前,項目已按照設(shè)計工藝方案建成投產(chǎn)并運行2 a,使用效果很好,船型組合方便,散貨裝卸船和件雜貨作業(yè)適應(yīng)性好。作為通用碼頭,碼頭通過能力大,且碼頭面干凈,環(huán)保效果好。