某海事基地碼頭組合形式研究

柯林杰

摘 要：海事基地停靠船舶設(shè)計船型尺寸和設(shè)計水位差異較大，為滿足某海事基地搜救和執(zhí)法艇的停靠，同時滿足現(xiàn)場執(zhí)法駐守的需要，提出了將固定式碼頭與躉船浮碼頭串行組合的優(yōu)化布置形式。組合形式可發(fā)揮固定式碼頭與躉船浮碼頭各自系靠泊不同船型的優(yōu)點，且躉船上部建筑還可作為海事現(xiàn)場執(zhí)法駐守和辦公場所。組合布置形式不僅適用于交通部支持系統(tǒng)碼頭，也可推廣應(yīng)用于漁業(yè)碼頭、游艇碼頭等其他碼頭。

關(guān)鍵詞：海事碼頭；躉船；組合形式；串行組合；碼頭布置

中圖分類號：U656.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）5-0054-03

1 工程背景

隨著長江-12.5m深水航道整治工程的實施，長江下游沿線港口碼頭的建設(shè)和進出轄區(qū)港口船舶的數(shù)量大幅增長，且船舶大型化趨勢明顯，船舶引航需求越來越多，相應(yīng)水上監(jiān)管任務(wù)急劇增加。交通部《關(guān)于實行長江干線海事巡航與救助一體化管理的通知》（交海發(fā)[2004]395號）文件精神，按照“就近救援，快速反應(yīng)”的原則，明確“長江救助力量的建設(shè)以‘海事巡航與救助一體化作為方向”，實現(xiàn)“人命救助，快速高效”的目標， 根據(jù)江蘇海事局對救助基地、站點配布要求和在規(guī)定時間內(nèi)到達遇險現(xiàn)場的要求，需要在長江沿線布置多個海事搜救基地且具備溢油應(yīng)急處理能力，為了做好轄區(qū)內(nèi)水上安全監(jiān)督管理工作，實現(xiàn)水上快速反應(yīng)，必須加強海事基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以滿足水運和水上安全監(jiān)督的需要，實現(xiàn)海事發(fā)展內(nèi)外客觀的要求。

1.1 設(shè)計船型（見表1）

1.2 自然條件

（1）設(shè)計水位（1985 國家高程）：設(shè)計高水位2.92m（高潮累積頻率10%），設(shè)計低水位-0.43m（低潮累積頻率90%），極端高水位5.02m（重現(xiàn)期五十年一遇），極端低水位-1.34m（重現(xiàn)期五十年一遇）。

（2）潮流特征：擬建工程岸段位于長江河口段上端，受潮流和徑流的雙重影響，潮流的性質(zhì)為非正規(guī)半日潮流，潮流運動呈往復流形態(tài)。設(shè)計流速取2.0m/s。

（3）地質(zhì)條件：工程水域地基土為第四系全新統(tǒng)沖積、淤積而成，處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。自上而下依次為：①素填土，以粉質(zhì)粘土夾粉土為主，流塑～軟塑，密實度不均，濕～飽和；②淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，灰褐色，局部表層為淤泥，夾薄層灰色粉土、粉砂，流塑，干強度中等，高韌性，搖振反應(yīng)無，切面光滑；③粉質(zhì)粘土夾粉土，灰褐色，夾層灰色，水平層理，粉質(zhì)粘土流塑～軟塑，干強度中等，中等韌性，搖振反應(yīng)慢，有光澤，粉土稍密，很濕；④粉細砂，灰色，局部夾同色粉土及薄層灰褐色粉質(zhì)粘土，水平層理，主要由石英、云母等原生礦物組成，中密～密實，飽和；⑤中細砂，灰、灰黃、灰白色，主要由石英、長石、云母等原生礦物組成，含灰黃色粒徑2mm～10mm圓狀石。

2 建設(shè)規(guī)模

本工程為海事地基工作船碼頭，固定碼頭主要?？恳缬突厥沾?、裝卸溢油設(shè)備的3000噸級江海輪和江蘇海事局60m級大型海巡艇定期全轄區(qū)巡航時臨時停靠，同時兼靠搜救船，以及遇險的社會船舶等；固定碼頭還作為溢油應(yīng)急物資的裝卸平臺；60m定型躉船主要?？咳绺藓Ｊ戮脂F(xiàn)有4艘小型海巡艇和正在建造中的40m級海巡艇，并提供足夠的后勤保障。

綜合以上因素擬建碼頭結(jié)構(gòu)形式為固定碼頭和浮碼頭結(jié)合的形式。固定碼頭為120×18m（長×寬）高樁碼頭，浮碼頭為躉船（60×12×2.2m鋼質(zhì)躉船）、固定引橋97.0×7m（長×寬），活動鋼引橋27×3m（長×寬）。

3 水域平面布置組合形式的提出

海事工作船碼頭，通?？蛇x用的碼頭形式為固定式碼頭或躉船浮碼頭。固定式碼頭結(jié)構(gòu)牢固、耐久性好，抗風浪能力強，在海港及內(nèi)河中大型海事碼頭建設(shè)中被廣泛采用。躉船浮碼頭適應(yīng)水位變化能力強，干舷高度低，方便小型海巡艇船員上下碼頭。海事基地根據(jù)定能定位不同，往往在?？块_始執(zhí)法船舶的同時，還需要?？恳缬突厥沾⒀b卸溢油設(shè)備船舶等其他大型船舶。

本項目工程水域位于福北水道和天生港水道交匯處，屬于長江下游感潮河段，漲落潮時流態(tài)紊亂，水流條件極差。設(shè)計船型中的中大型海巡艇，溢油回收船、裝卸溢油設(shè)備的3000噸級江海輪和江蘇海事局60m級大型海巡艇，在靠泊時船舶荷載較大，且干舷高度較高，為安全和上下船方便考慮，應(yīng)采用固定式碼頭靠泊，碼頭結(jié)構(gòu)牢固、耐久性好，抗風浪能力強。

設(shè)計船型中的小型海巡艇，現(xiàn)有24m、18m、12.8m和8m海巡艇和正在建造中的46.5m海巡艇，船舶荷載較小，干舷高度較低，且河道水位變化較大，可采用躉船浮碼頭?？?，躉船適應(yīng)水位變化能力強，方便小型海巡艇船員上下碼頭，同時，躉船上部建筑還可作為海事現(xiàn)場執(zhí)法駐守和生活場所。

綜合考慮工程實際使用功能、碼頭?？堪踩?、遠期發(fā)展需要以及投資成本等因素，本工程海事碼頭采用了固定式碼頭和躉船浮碼頭相結(jié)合的組合布置形式。

其中，固定碼頭布置于上游，主要?？恳缬突厥沾?000噸級江海輪，江蘇海事局60m級大型海巡艇定期全轄區(qū)巡航時臨時?？?，并作為溢油應(yīng)急物資的裝卸平臺；同時考慮汽車吊的作業(yè)要求，根據(jù)類似工程的經(jīng)驗，擬建固定碼頭規(guī)模采用120×18m（長×寬）高樁碼頭、固定引橋規(guī)模97.0×7m（長×寬）。碼頭頂面高程為▽5.30m，前沿底高程為▽-4.50m。

躉船碼頭距離上游固定碼頭20m，主要需滿足5 艘小型海巡艇靠泊，并提供足夠的后勤保障；同時，還需滿足執(zhí)法辦案、服務(wù)行政相對人的需求，成為執(zhí)法人員及船員值班待命、應(yīng)急指揮、執(zhí)法辦案場所，躉船采用鋼質(zhì)躉船，尺度為60×12×2.2m（型長×型寬×型深），活動鋼引橋27×3m（長×寬）。

4 水域平面布置組合形式的方案比選

4.1 兩種組合設(shè)計方案

本海事碼頭采用了固定式碼頭和躉船浮碼頭相結(jié)合的組合布置形式，根據(jù)兩者的相對位置，可有兩種組合方案。

4.1.1 組合形式方案一（串行組合）

固定碼頭布置于上游，前沿采用直線型順岸布置，布置3000噸級江海輪泊位1個，泊位總長120m，碼頭寬度18m，碼頭停泊水域?qū)?3m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域長軸直徑取240m，短軸直徑取144m。

躉船碼頭距離上游固定碼頭20m，前沿線與固定碼頭齊平，躉船泊位長度60m，停泊水域?qū)?1.5m，?？康男⌒秃Ｑ餐е苿有阅芎?，實際操控靈活，無需在碼頭前沿設(shè)置回旋水域。

固定碼頭與后方防洪大堤通過97.0×7m（長×寬）鋼筋混凝土固定引橋相連，躉船通過27×3m（長×寬）活動鋼引橋與固定碼頭相連。

4.1.2 組合形式方案二（并列組合）

外側(cè)為固定碼頭，前沿采用直線型順岸布置，布置3000噸級江海輪泊位1個，在無溢油設(shè)備應(yīng)急物資裝卸時，主要?？恳缬突厥沾?6.5m海巡艇，泊位總長120m，碼頭寬度18m，按?？孔畲蟠秃怂悖a頭停泊水域?qū)?9m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域長軸直徑取240m，短軸直徑取144m。

躉船碼頭位于固定碼頭內(nèi)側(cè)，距離前方固定碼頭20m平行布置。躉船尺度同方案一，躉船內(nèi)外側(cè)各布置2個小型海巡艇泊位，停泊水域?qū)?1.5m，碼頭?？看拜^小，也無需在碼頭前沿設(shè)置回旋水域。

固定碼頭與后方防洪大堤通過123.6×7m（長×寬）鋼筋混凝土固定引橋相連，躉船通過27×3m（長×寬）活動鋼引橋與固定引橋相連。

4.2 兩種組合方案比選

串行組合（方案一）的優(yōu)點是固定碼頭前沿線與等深線平行，船舶泊穩(wěn)條件好；引橋較短，對主航道影響較??；投資較小。缺點是占用岸線較長，躉船位于外側(cè)，抗風浪效果相對較差。

并列組合（方案二）的優(yōu)點是躉船位于固定碼頭內(nèi)側(cè)，抗風浪效果好；占用岸線較短。缺點是固定碼頭前沿線與等深線不平順，泊穩(wěn)條件較差；引橋較長，對主航道影響較大；投資較大。

這兩個水域平面布置組合形式方案在技術(shù)上均是可行的，但考慮遠期的發(fā)展需要，綜合比較，采用串行組合（方案一），此方案布置如圖1所示。

5 裝卸工藝

機械荷載：海事執(zhí)法車（近期）；25T輪胎吊、10T平板車及牽引車（遠期）。

均布荷載20.0kN/m2，人群荷載：3.0kN/m2。

6 水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計

本工程水工建筑物包括：碼頭平臺、固定引橋、鋼質(zhì)躉船、活動鋼引橋等。根據(jù)建筑物的重要性和作用，確定上述碼頭、引橋等水工建筑物安全等級均為Ⅱ級。

固定碼頭采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)，泊位總長120m，分段長度60m，橫向排架間距8m，其下布置5根Ф800mmPHC樁，其中3根直樁和1對叉樁，樁長52m。碼頭橫梁為整體現(xiàn)澆，縱梁、前、后邊梁、靠船構(gòu)件、面板等均為預制構(gòu)件，現(xiàn)場裝配后再現(xiàn)澆成整體。每個排架豎向布置2組DA-400H2000L拱形橡膠護舷，豎向護舷之間布置2組橫向DA-200H1000L拱型橡膠護舷，以防船舶直接撞擊碼頭。為方便船舶系纜，上下層系纜平臺每隔16m分別設(shè)置450kN、150kN系船柱。

固定引橋由排架和上部結(jié)構(gòu)組成，標準排架間距為16m，排架下布置Ф1000mm鉆孔灌注樁，樁長50m；上部結(jié)構(gòu)采用大跨度預制空心板梁，在接岸處與重力式混凝土擋墻銜接。

鋼質(zhì)躉船尺度為60×12×2.2m（總長×型寬×型深），采用錨系固定，攏、開錨與躉船的夾角取45°，引、領(lǐng)水錨與躉船縱向軸線平行。經(jīng)核算躉船拋錨對直立式碼頭靠船無影響。躉船通過27m×3m的鋼引橋與固定碼頭下游端銜接。

7 結(jié)論

（1）本項目中海事碼頭采用固定碼頭和躉船碼頭組合的布置形式。上游碼頭為固定碼頭，躉船碼頭位于固定碼頭下游，前沿采用直線型順岸布置。這種組合形式，既發(fā)揮了固定式碼頭結(jié)構(gòu)牢固、耐久性好，抗風浪能力強的作用，又利用了躉船碼頭干舷高度低的特點，方便了小型海巡艇船員上下碼頭，且躉船適應(yīng)水位變化能力強，上部建筑還可作為海事現(xiàn)場執(zhí)法駐守和辦公場所。這樣，不僅很好地滿足了海事基地實際使用功能的要求，而且兼顧了遠期發(fā)展需要，同時也節(jié)約了投資。

（2）本項目中海事碼頭采用的固定碼頭和躉船碼頭組合的布置形式，不僅適用于海事碼頭，也可推廣應(yīng)用于交通支持系統(tǒng)其他碼頭、漁業(yè)碼頭、游艇碼頭等其他用途當中。

參考文獻：

[1] 《斜坡碼頭及浮碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》（JTJ 294-1998 [S]. 1998）.

[2] 《河港工程總體設(shè)計規(guī)范》（JTJ212-2006）.

[3] 《高樁碼頭設(shè)計規(guī)范》（JTS167-1-2010）.