码头工程设计方案论文

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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