谷文強(qiáng)，溫秀媛（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230）

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集裝箱碼頭平面布置國內(nèi)外差異分析

谷文強(qiáng)，溫秀媛
（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230）

摘要：本文以斯里蘭卡科倫坡南港集裝箱碼頭平面布置設(shè)計(jì)為實(shí)例，主要在水域疏浚設(shè)計(jì)、陸域平面布置、高程設(shè)計(jì)和綜合管線設(shè)計(jì)方面，總結(jié)說明海外集裝箱碼頭的平面布置設(shè)計(jì)與國內(nèi)的差異。

關(guān)鍵詞：斷面法；網(wǎng)格法；示坡線法；等高線法；豎曲線

引 言

近年來，隨著越來越多的中資企業(yè)響應(yīng)我國政府號召實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，中資企業(yè)參與的海外港口工程項(xiàng)目越來越多。在參與海外港口工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中，由于受國際規(guī)則、建設(shè)程序、管理體制及文化背景的影響，在施工圖設(shè)計(jì)的細(xì)部環(huán)節(jié)處理上與國內(nèi)有較大的不同。筆者以某海外集裝箱碼頭施工圖設(shè)計(jì)為例，介紹總平面布置設(shè)計(jì)在細(xì)部設(shè)計(jì)中的差別，供參與海外港口工程項(xiàng)目的廣大技術(shù)人員參考。

1 水域布置

1.1 港內(nèi)泊穩(wěn)條件及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

港內(nèi)泊穩(wěn)條件是指碼頭及其供船舶?？康挠嘘P(guān)設(shè)施為適應(yīng)船舶安全靠離、停泊和作業(yè)的需要，所應(yīng)具備的技術(shù)和環(huán)境條件。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是指船舶在碼頭前安全裝卸的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

泊穩(wěn)及作業(yè)條件主要內(nèi)容包括碼頭前沿允許波高、碼頭區(qū)允許風(fēng)力以及碼頭前允許的水流條件等。

船舶系靠碼頭裝卸作業(yè)過程中當(dāng)船舶運(yùn)動(dòng)量超過一定范圍時(shí)，裝卸效率隨船舶運(yùn)動(dòng)量的增加而降低，船舶運(yùn)動(dòng)量繼續(xù)加大時(shí)，則無法進(jìn)行裝卸作業(yè)甚至引發(fā)危險(xiǎn)。因此在海外碼頭設(shè)計(jì)中，通過船舶運(yùn)動(dòng)量限值來確定影響泊穩(wěn)及作業(yè)的風(fēng)、浪、流等條件。

國際航運(yùn)協(xié)會(huì)（PIANC）第24工作組1995年出版的《Criteria for movements of moored ships in harbours- a practical guide》對各類船舶系泊時(shí)安全作業(yè)的船舶運(yùn)動(dòng)分量給出了限值，其中對集裝箱船舶的限值見表1所示，表中除了橫移是單向最大幅度外，表中其他五個(gè)運(yùn)動(dòng)量限值均為兩個(gè)方向最大幅度之和。

表1 集裝箱船安全作業(yè)的運(yùn)動(dòng)量限值（PIANC）

在初步設(shè)計(jì)階段，可以使用國際通用的數(shù)學(xué)模型軟件（例如 OPTIMOOR）確定船舶裝卸作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是在施工圖設(shè)計(jì)中，需要通過系泊物理模型試驗(yàn)來確定。

從集裝箱運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)看，集裝箱碼頭應(yīng)有足夠的年?duì)I運(yùn)天，才能保證運(yùn)輸鏈的暢通和經(jīng)濟(jì)效益。如果碼頭的不可作業(yè)天數(shù)超過10 %，會(huì)明顯影響碼頭的服務(wù)質(zhì)量。

1.2 水域尺度計(jì)算

1）進(jìn)港航道

對于進(jìn)港航道，可以根據(jù)業(yè)主認(rèn)可的國際通用規(guī)范進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，可供選擇的國際通用規(guī)范如表2所示（詳細(xì)介紹請參照對應(yīng)規(guī)范）。

表2 航道寬度設(shè)計(jì)參照規(guī)范

在施工圖設(shè)計(jì)階段，航道選線和尺度需要通過船舶操縱仿真試驗(yàn)的方法進(jìn)行進(jìn)一步論證。

2）回旋水域

國內(nèi)外規(guī)范中有關(guān)回旋水域尺度的規(guī)定如表3所示。

表3 回旋水域直徑計(jì)算

在施工圖設(shè)計(jì)階段，回旋水域尺度需要通過船舶操縱試驗(yàn)來確定。

1.3 水域疏浚

在國內(nèi)開展水域疏浚的施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，大面積水域疏浚通常采用網(wǎng)格法，斷面法更多是應(yīng)用在航道工程量計(jì)算中；但海外更傾向于采用斷面法。

表4 各類土的典型邊坡：水下邊坡

例如科倫坡南港集裝箱碼頭項(xiàng)目，咨工要求使用國際通用的商業(yè)計(jì)算軟件 CIVIL3D計(jì)算水域疏浚工程量，并繪制疏浚斷面圖。疏浚邊坡坡度根據(jù)巖土特性和水文條件確定，如英標(biāo) BS6349-5給出了不同土質(zhì)條件下的典型邊坡，如表4所示。

在海外項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)階段，一般使用國際通用軟件 SLOPE計(jì)算水域疏浚邊坡和相鄰建筑物的穩(wěn)定性，并提供相應(yīng)的計(jì)算書。

2 陸域平面布置

2.1 陸域平面布置

港區(qū)陸域包括碼頭前沿作業(yè)區(qū)、堆場、港區(qū)道路、進(jìn)出港大門、關(guān)檢設(shè)施、生產(chǎn)及生活輔助區(qū)、集疏運(yùn)通道等的布置。

以上各區(qū)域的布置與國內(nèi)的工作方法與原則并沒有差異，但國內(nèi)只提供了施工圖圖紙，對于各區(qū)域的尺度取值只按規(guī)范的范圍做，除此之外并不深究。海外除了提供圖紙外還須提供設(shè)計(jì)報(bào)告給咨工審批，設(shè)計(jì)報(bào)告除常規(guī)的內(nèi)容外，還包括：

1）盡可能利用交通仿真模型試驗(yàn)計(jì)算碼頭前沿、港區(qū)道路、進(jìn)出港大門等主要交通區(qū)域的交通量，如果沒有條件或沒有進(jìn)行此項(xiàng)工作，也要進(jìn)行定量的計(jì)算，分析計(jì)算各區(qū)域的交通量狀況，借此確定以上各區(qū)域的尺度，如寬度、車道數(shù)、進(jìn)出港緩沖區(qū)長度等。

2）堆場中的各建構(gòu)筑物，由于受RTG跨內(nèi)的影響，必須采用剖面圖的方法，分析表明該建構(gòu)筑物與 RTG的作業(yè)沒有影響，也不影響拖車道的安全作業(yè)等。

3）各種單體之間的距離，除了按常規(guī)或規(guī)范保持足夠的安全距離及消防通道距離外，還須對下步設(shè)計(jì)安排的管道布置所需的寬度作出安排，因此，國際咨工也要求對此作出必要的說明。

2.2 高程設(shè)計(jì)

集裝箱碼頭高程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)集裝箱港口陸域排水、裝卸工藝及運(yùn)輸系統(tǒng)的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)等條件，確定集裝箱堆場、道路、鐵路、停車場、輔建區(qū)和排水系統(tǒng)等的標(biāo)高；盡可能減少土、石方工程量，使港區(qū)土、石方挖填基本平衡；盡量減少工程投資。

為使港區(qū)地面排水能順利地匯集到集水口或明溝中，港區(qū)地坪坡度應(yīng)不小于0.5 %，困難地段不宜小于0.3 %；同時(shí)為使地面不發(fā)生沖刷，港區(qū)地坪最大坡度應(yīng)不大于1 %，其中輔建區(qū)、堆場等作業(yè)場區(qū)地坪坡度一般不宜大于1.5 %，以利于場區(qū)作業(yè)和車輛停放。

國內(nèi)一般是采用示坡線法繪制高程設(shè)計(jì)圖，極少采用等高線法。海外工程也可以使用示坡線法繪制高程圖，但國際咨工還要求必須在交叉路口、停車場、閘口等區(qū)域使用國際通用軟件CIVIL 3D繪制等高線高程圖，并進(jìn)行豎曲線設(shè)計(jì)。

在科倫坡南港集裝箱碼頭設(shè)計(jì)中，按國際咨工要求采用美國AASHTO規(guī)范《Policy on Geometric Design of Highways and Streets》對港區(qū)道路高程進(jìn)行豎曲線設(shè)計(jì)，包括了凸形豎曲線和凹形豎曲線。

2.3 綜合管網(wǎng)設(shè)計(jì)

管線綜合的任務(wù)主要是在總體設(shè)計(jì)中合理安排各種管線的路由、敷設(shè)方式，協(xié)調(diào)各種管線之間（尤其在交叉點(diǎn)）的矛盾，節(jié)省用地，并能最大限度地滿足各種管線專業(yè)的設(shè)計(jì)要求。

海外項(xiàng)目綜合管線布置所應(yīng)遵循的原則與國內(nèi)相比并無差別，主要在于其細(xì)部環(huán)節(jié)要求更高，除了基本的管線綜合平面圖外，還需要針對較為復(fù)雜的區(qū)域繪制大量的局部大樣圖、斷面圖等。

3 結(jié) 語

隨著越來越多的中資企業(yè)響應(yīng)我國政府號召實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，中資企業(yè)參與的海外港口工程項(xiàng)目越來越多。海外港口項(xiàng)目在一般的設(shè)計(jì)原則和方法與同內(nèi)并沒有根本的差異，除了要求使用歐標(biāo)、英標(biāo)、美標(biāo)等國際通用規(guī)范以及國際通用軟件上與國際接軌外，在設(shè)計(jì)文件的表達(dá)也要求與國際接軌，細(xì)部設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的處理上也更為細(xì)膩。本文針對水域平面和陸域平面的細(xì)部設(shè)計(jì)總結(jié)，可以為廣大參與海外港口項(xiàng)目的設(shè)計(jì)技術(shù)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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［8］ IAPH Guidelines For Port Planning and Design［S］.

Differential Analysis of Container Terminal Plane Layouts Adopted in China and Abroad

Gu Wenqiang， Wen Xiuyuan
（CCCC-FHDI Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510230， China）

Abstract：Based on the plane layout of South Container Terminal at Colombo， Sri Lanka， the differences of container terminal plane layouts adopted in China and abroad are summarized from the aspects of land area plane layout， water area dredging， comprehensive pipeline and elevation design.

Key words：section calculation method； grid calculation method； slope line method； contour line method； vertical curve

中圖分類號：U651

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1004-9592（2016）02-0024-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160206

收稿日期：2015-06-02

作者簡介：谷文強(qiáng)（1984-），男，工程師，主要從事港口與航道工程設(shè)計(jì)工作。