福州港三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位工程碼頭前沿線位置優(yōu)化論證

■陳長泰

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州 350004）

福州港三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位工程碼頭前沿線位置優(yōu)化論證

■陳長泰

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州 350004）

根據(jù)原港區(qū)總體規(guī)劃布局方案，結(jié)合港區(qū)地形、地質(zhì)、水深等自然條件，對城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位碼頭前沿線位置進行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后的岸線布置不僅保留了原規(guī)劃的泊位數(shù)量及泊位等級，而且大大降低了工程實施難度，減少了工程投資，方案是合理可行的。

規(guī)劃 碼頭前沿線位置 優(yōu)化調(diào)整 合理

福州港三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位工程建設3.5萬噸級和5萬噸級通用泊位各一個，碼頭水工結(jié)構(gòu)按可靠泊15萬噸級散貨船預留，岸線長483m，是城澳作業(yè)區(qū)的大型起步碼頭工程。本工程碼頭前沿水深較深，地質(zhì)變化巨大，部分岸段軟弱淤泥覆蓋層達20m以上，作為碼頭結(jié)構(gòu)持力層的基巖埋深則更深，而部分岸段基本無軟弱層覆蓋，因此，其前沿線位置的確定不僅關(guān)系到本工程的實施難度和工程投資，也關(guān)系到上下游后續(xù)泊位能否順利開發(fā)建設。本文就城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位碼頭前沿線位置的合理性和優(yōu)化方案進行探討。

1 設計條件

1.1 水文條件

(1)潮位：設計高水位為7.27m，設計低水位0.57m，極端高水位為8.58m，極端低水位為-0.52 m。

(2)波浪：三都澳屬半封閉海灣，是公認的天然避風良港。50 年一遇波要素：H1%=2.31m，H5%=1.86m，T=5.0s，波向為東向。

(3)潮流：本地潮流屬半日潮流，潮流呈往復流，流向與水道走向基本一致，一般落潮流速大于漲潮流速，實測最大流速為1.48m/s，流向147°。

1.2 工程泥沙

三都澳港區(qū)泥沙淤積主要發(fā)生在三都島以內(nèi)海域，僅小部分泥沙被帶到本海域，工程泥沙對本作業(yè)區(qū)的影響可以忽略。

1.3 地質(zhì)條件

1.3.1 地形、地貌

港區(qū)內(nèi)陸域地貌以低山丘陵為主，海拔一般小于500m，相對高差可達200～300m，地形起伏大，切割劇烈。沿岸陸域地形陡峭，局部為陡坎狀，坡度一般為20°～40°，局部可達50～75°，多為基巖裸露，植被不發(fā)育，山坡上常見巨大滾石展布，巖體主要呈大塊狀，自然巖坡穩(wěn)定。碼頭區(qū)位于城澳下游局部灘涂地貌之上，海岸多屬潮間帶淤泥海岸，部分為巖石岸壁。

1.3.2 土層分布

本場地巖土層劃分為8個主層及2個亞層，各土層由上而下分別為淤泥、粉質(zhì)粘土、粗砂、圓礫、淤泥質(zhì)土、碎石、砂土狀強風化花崗巖碎塊狀強風化花崗巖、中風化花崗巖中風化輝綠巖(β）。地質(zhì)構(gòu)造如圖1。

2 碼頭前沿線位置研究

2.1 原規(guī)劃碼頭前沿線位置

根據(jù)福州港總體規(guī)劃[3]和寧德港總體規(guī)劃[4]，三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)規(guī)劃的6#～10#泊位碼頭前沿線成直線布置，分別規(guī)劃為10萬噸級、3.5萬噸級、3.5萬噸級、5萬噸級和10[3]/20[4]萬噸級泊位，規(guī)劃岸線長1330m，如圖2。

2.2 碼頭前沿線位置優(yōu)化調(diào)整的原因及原則

根據(jù)總體規(guī)劃[3-4]，城澳作業(yè)區(qū)6#～10#泊位碼頭前沿線位置為已建5#泊位東側(cè)端部和規(guī)劃11#泊位西側(cè)端部的連線，呈直線布置，該位置較突出，占用較大的海域面積，且對航道影響較大。水深除6#泊位局部岸段較淺外，其余岸線水深基本在22～46m之間，作為碼頭結(jié)構(gòu)持力層的強風化、中風化巖層埋深更深。根據(jù)計算，20m水深即可滿足20萬噸級散貨船靠泊要求，因此，在原規(guī)劃岸線位置建設泊位工程費用高，實施難度大。為確保6#～10#泊位順利開發(fā)建設，需對其碼頭前沿線位置進行優(yōu)化調(diào)整。

圖1 碼頭前沿地質(zhì)剖面圖

碼頭前沿線位置主要根據(jù)地形、地質(zhì)、工程實施難易、工程投資、泊位等級和泊位數(shù)量等因素按以下幾個原則進行優(yōu)化調(diào)整：

圖2 城澳作業(yè)區(qū)6#～10#泊位原規(guī)劃碼頭前沿線位置

（1）地形：本工程及相鄰泊位陸域后方山勢陡峭，基巖裸露，自然岸線緊鄰后方山體，灘涂面積小，需開山炸石形成陸域，碼頭前沿線需盡可能外推以增加陸域縱深。但前沿線外推又受到現(xiàn)有航道和水深條件的制約，且工程投資將大幅增加；另一方面，前沿線內(nèi)移則縮小陸域面積，陸域開山整平代價大，陸域縱深將無法滿足規(guī)模等級及今后發(fā)展要求，因此，碼頭前沿線位置應綜合考慮上述因素，合理選擇。

（2）地質(zhì)：工程區(qū)基礎(chǔ)巖層分布起伏較大，自然岸線呈岬角和凹灣交替形態(tài)，基巖總體埋深較深，除局部有礁石和淺點外，-10m等深線附近中風化巖層頂板基本在-25m以下，因此，岬角、凹灣及近岸基巖埋深是碼頭前沿線布置的決定因素，特別是10#東側(cè)端部有一凸出岸邊約140m岬角呈重要制約因素。同時由于該海域垂直岸線方向巖土層均向后呈上升趨勢，且橫向巖面較陡，所以碼頭前沿線的確定還應以滿足碼頭前沿停泊水域深度為原則，基槽炸礁量不宜太大。

（3）泊位等級和數(shù)量：碼頭前沿線位置的調(diào)整不能降低本工程及相鄰泊位的規(guī)劃等級和減少泊位數(shù)量。

（4）工程投資和實施難度：前沿線調(diào)整在滿足陸域使用面積、泊位規(guī)劃等級和數(shù)量等條件下應盡可能節(jié)省投資，降低工程實施難度。

經(jīng)過多方調(diào)研、詳細比較、分析[5]以及專題論證[6]，在充分考慮了各個泊位的建設規(guī)模、總平面布置和水工結(jié)構(gòu)等因素，確保原規(guī)劃[3-4]該岸段的建設規(guī)模即泊位數(shù)、泊位等級、通過能力、船舶靠離方便程度等不變和深水岸線不減少的前提下把碼頭前沿線位置在7#與8#泊位之間往陸域方向內(nèi)折約107m，如圖3。其中6#、7#泊位前沿線基本布置處在5#泊位延長線上，與5#泊位前沿線夾角172.8°，形成岸線長521m，滿足原總規(guī)布置10萬噸級泊位和3.5萬噸級泊位各一個的要求；7#泊位端部與11#泊位端部相連，形成8#～10#泊位前沿線，與6#、7#泊位前沿線夾角為160.66°，形成岸線長度832m，滿足原規(guī)劃碼頭等級岸線長度的要求，其技術(shù)指標詳見表1。

圖3 碼頭前沿線調(diào)整優(yōu)化位置示意圖

表1 岸線優(yōu)化后技術(shù)指標表

2.3 碼頭前沿線優(yōu)化調(diào)整合理性分析

（1）不會改變6#～10#泊位原規(guī)劃的泊位數(shù)、泊位等級等建設規(guī)模。

6#～10#泊位碼頭前沿線位置優(yōu)化后，6#、7#泊位碼頭岸線長度521m，滿足一個10萬噸級和一個3.5萬噸級泊位要求，6#、7#碼頭前沿線位置水深均在-16m以上，不影響6#泊位10萬噸級碼頭的建設。8#～10#碼頭岸線長度為832m，滿足建設一個3.5萬噸級、一個5萬噸級泊位和一個20萬噸級泊位要求。碼頭前沿水深由原來-22m～-46m調(diào)整為-16m～-30m，也在技術(shù)上降低了各泊位可實施的難度。

（2）不會改變碼頭前沿的流速流態(tài)，不影響船舶的靠離泊作業(yè)。

根據(jù)對工程區(qū)潮流場數(shù)值模擬試驗研究，漲潮時由于受到工程對漲潮流挑流的影響，流速、流向均略有變化，但流速變化最大只有0.02m/s；落潮時最大流速減小0.06m/s，平均流速減小0.03m/s，表明由于本工程順岸布置且占用海域面積較小，工程實施后基本不改變場區(qū)流場格局，流速變化很小，不會影響船舶的靠離泊作業(yè)。

（3）可以減少碼頭建設工程總投資。

根據(jù)本工程地質(zhì)報告，碼頭區(qū)地質(zhì)復雜，巖面起伏較大，橫向巖面較陡，且水深變化較大，碼頭前沿線位置向內(nèi)調(diào)整后，基礎(chǔ)巖面位置明顯抬高，在技術(shù)上降低了工程可實施的難度，并能有效降低整個工程的投資規(guī)模。其中8#、9#泊位工程總投資減少了約10193萬元，其中碼頭水工工程每延米造價減少了約17.4萬元。另外，碼頭平面采用連片式布置，基本不會影響陸域的形成面積，滿足今后發(fā)展的需求。

（4）碼頭前沿線內(nèi)折優(yōu)化后，有利于增加碼頭前沿的回旋水域面積，可改善航道通航條件。

（5）碼頭前沿線岸線優(yōu)化后與原規(guī)劃一樣不會影響各泊位碼頭的分期建設。

（6）通過開山炸石，一期陸域形成縱深約300m，二期陸域縱深約350～550m，完全可滿足本工程發(fā)展需要。

3 結(jié)論

通過對工程區(qū)域地質(zhì)、地形、水深、碼頭前沿流態(tài)、工程投資及規(guī)劃泊位等級、泊位數(shù)量等因素的綜合分析，對碼頭前沿線位置進行調(diào)整優(yōu)化是合理、可行性的，既保證鄰近泊位的建設規(guī)模，又能降低工程實施難度；既符合碼頭岸線深水深用的原則，又能有效的降低投資成本。調(diào)整優(yōu)化后的碼頭前沿線位置已得到主管部門及專家的認可，并已納入《福州港總體規(guī)劃》修編稿中。

[1]JTS 165-2013，海港總體設計規(guī)范[S].

[2]JTS 167-2-2009，重力式碼頭設計與施工規(guī)范[S].

[3]交通運輸部規(guī)劃研究院.福州港總體規(guī)劃(修訂，征求意見稿）[R].北京：交通運輸部規(guī)劃研究院，2012.

[4]交通運輸部水運科學研究院.寧德港總體規(guī)劃(送審稿）[R].北京：交通運輸部水運科學研究院，2011.

[5]福建省交通規(guī)劃設計院.福州港三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)8#、9#泊位工程工程可行性研究報告[R].福州：福建省交通規(guī)劃設計院，2012.

[6]中交水運規(guī)劃設計院有限公司.福州港寧德三都澳港區(qū)城澳作業(yè)區(qū)6#～15#泊位岸線方案論證(送審稿）[R].北京：中交水運規(guī)劃設計院有限公司，2012.