乌江银盘水电站重件码头设计（莫青松,李梅珍,尹政兴）

关 键 词: 重件码头;固定式全回转起重机;重力墩式;银盘水电站;乌江

中图分类号: U656.1+ 39 文献标识码: A

银盘水电站上距彭水水电站约53km，下距武隆县城26km，距乌江河口约91km。水电站建设期间的机电设备、金属结构及部分建材经乌江水路运至本重件码头，而后转场内公路运至工地。

重件码头位于大坝下游左岸1.8km处，布置1个360t级件杂泊位和1个500t级重件泊位。码头由港池、靠系船墩、起重机及其工作平台、陆域工作平台组成。其中靠船墩4个、系船墩3个。陆域平台顶部标高219m与疏港道路319国道平齐。

1 设计条件

1.1 运量及重件主要参数

（1）运量。银盘水电站施工期对外交通运输总量177.04万t，其中经水运进场的货种主要为机电设备、钢结构重大件及部分水泥、粉煤灰等。根据电站建设规模及施工总进度安排，拟建码头的货物吞吐量为40万t/a，其中重大件年运量约0.69万t。各种物质材料分年运输量见表1。

（2）重大件主要参数。机电设备及金属结构重大件运量总计约1.46万t，其中设备及金属结构重大件单件重量在15～240t范围的件数约150件，总重量约7500t，经水路运输的控制性重大件设备尺寸见表2。

1.2 船型

根据重大件的基本尺度，并结合乌江通航条件（Q≥7000m3/s上行船舶停航），本电站重大件考虑由乌江现有较大船型改造后承运，或由长江上500t级专业大件船承运;非重大件则由乌江上现有360t及以下普通甲板驳承运。

设计代表船型:

重大件泊位代表船型为500t大件船舶，船型主尺度为50.5m×10.4m×1.6m（船长×船宽×满载吃水深）;件杂泊位代表船型为360t甲板驳，船型主尺度为45.4m×7.9m×1.80m（船长×船宽×满载吃水）。

1.3 水位

设计高水位193.42m（Q=7000m3/s）;设计低水位178.54m（保证率95%）。

1.4 地形地貌及地质

乌江银盘水电站大坝下游约1.8km处，319国道从码头场外岸坡上方通过，场地岸坡为顺向坡，坡度26°～32°，场地高程180～219m，相对高差约39m。码头上游约90m发育一条冲沟，切割深5～10m。

重件码头场地基岩为奥陶系中上统（O2+3 ）瘤状泥质灰岩、龟裂纹灰岩及奥陶系下统大湾组第3段上部（O3-41d ）粉砂岩、页岩，覆盖层为第四系残坡积物（Qel+dl4 ）、冲积物（Qal4 ）。

场区位于江口背斜北西翼，为一单斜构造，场区及周边附近地层连续，无断层分布。

重件码头区域内基岩裸露，主要为灰色灰岩，地表岩体卸荷现象较明显，地表调查显示卸荷带水平宽度一般约3.0～5.0m，岩体受卸荷裂隙切割，形成大小不一的块体。

工程区O2+3 地层发育软弱夹层3条，#####O3-41d 地层发育软弱夹层2条，均为Ⅰ类泥化夹层，成分为鳞片状页岩，强—全风化，局部成泥，夹层一般厚0.5～10cm，最厚15.0cm，泥化层呈不连续分布，性状差。

2 建设方案

2.1 码头选型

在码头型式比较中，分析研究了国内重件码头采用过的拖绞式、滚装式、桥机和扒杆式等不同型式。其中拖绞式工艺技术较原始，运输安全性差，滚装式需建造专用滚装船和斜架车，工程造价高，且专用滚装船在乌江航道航行的通用性差。本码头若采用桥机，其桥墩将影响乌江主航道通航安全，如采用扒杆起重机，其布置对319公路交通影响较大。根据拟定港址处的地形地质条件、设计水位及水位日变幅等，综合分析比较，本工程选用“固定式全回转起重机+重力墩”码头型式。

2.2 总平面布置

乌江江口镇上游杨家沱至川石河段的下堰沟水流平缓，适宜船舶靠泊，且与银盘水电站有一定安全距离，重大件转运便利，故选择下堰沟为本工程港址。

下堰沟港区岸线长138m，规划360t级件杂泊位和500t级重件泊位各1个。综合考虑陆域工作平台布置、起重机工作幅度及设计低水位等因素，码头前沿线布置在180～178m等高线附近，设计河底高程173.34m，港池和进出港航道由开挖形成。

下堰沟处地形陡峭，后方为319国道，陆域顺势分级布置，陆域工作平台高程结合319国道定为219m，在距陆域前沿线14m和21m处分别设置60t和240t起重机工作平台，在距陆域平台前沿线35m设置靠、系船墩。

2.3 水工建筑物结构设计

两座起重机安装平台均由平台、筒体、承台及桩基组成，240t和60t起重机安装平台顶部高程分别为219m和217m，台阶基础底部高程分别为185m和186m。根据港区地质条件及外部荷载条件，上墩台平面尺寸分别为10m×10m和9m×9m，厚分别为2.5m和2.0m，筒体为箱形断面，断面尺寸均为6m×6m，壁厚分别为0.6m和0.5m），考虑箱形结构受浮托力影响及施工方便，两座箱体在上、下游侧箱壁上均各开1个1.0m×0.8m孔洞，下墩台平面尺寸为分别为10m×10m和9m×9m，均为台阶基础。以上结构均采用现浇C30钢筋混凝土结构。根据地形地质条件，下墩台均需座落于剪切带I-4006以下，台阶基础底部均设25根φ36砂浆锚杆。

系、靠船墩共7个，平面尺寸均为3m×3m，高均为20.16m，均为现浇C30钢筋混凝土重力墩式结构，系、靠船墩嵌入基岩1.5m。

两座起重机安装平台均替代了原固定式全回转起重机基础筒体结构部分，节省了大量钢材，降低了起重机的安装难度。起重机安装平台箱型结构与起重机基础工艺埋件采用栓接形式，解决了设备搬迁问题，为设备重复利用创造了条件。

2.4 装卸工艺设计

本码头装卸货种主要为水泥（罐装）、粉煤灰（罐装）、钢筋、重大机电设备等，单件重量及外型尺寸均较大，国内重件码头普遍采用拖绞式、滚装式、桥式和扒杆式起重机垂直提升等装卸工艺方案;件杂码头普遍采用移动或固定式全回转式起重机。本码头地形地质条件较差、水位变幅大，且水域不利于与后方陆域衔接，无法采用常规的装卸工艺方案。借鉴国内水电站重件码头装卸工艺方案的设计和运行经验，本码头重件装卸决定采用240t固定全回转起重机和60t固定式全回转起重机各1台;240t固定全回转起重机共设置1个主钩和2个副钩，主钩主要用于重大件作业，副钩用于重大件及一般件杂货装卸，主、副钩也可同时进行一般件杂货装卸作业，该起重机最大工作幅度34m，最大起升高度73m，回转机构采用φ6000多排滚轮滚钩轴承，可实现360°回转。本码头件杂装卸工艺方案设计采用1台60t固定全回转起重机，用于装卸水泥罐、粉煤灰罐以及钢筋等普通件杂货。

（1）240t固定全回转起重机主要技术参数。

主钩起重量 240t

副钩A起重量 50t

副钩B起重量 16t

工作幅度范围 10～21m

10～34m

11～49m

最大起升高度 主钩A12m 起重机安装平台高程217.00m以上

副钩A12m 起重机安装平台高程217.00m以上

副钩B22m 起重机安装平台高程217.00m以上

最低钩位 51m 起重机安装平台高程217.00m以下

回转速度 0.15r/min

起重机工作级别 A4

主起升机构工作级别 M4

副（A）起升机构工作级别 M6

副（B）起升机构工作级别 M6

（2）60t固定全回转起重机主要技术参数。

额定起重量 60t

工作幅度 13～34m

起升高度 起重机安装平台高程217.00m以上20m

起重机安装平台高程217.00m以下38m

最大起升速度 满载16m/min，空载32m/min

最大变幅速度 15m/min

回转速度 1r/min

整机工作级别 A7

起升机构 M7

变幅机构 M6

回转机构 M6

3 结论

（1）借鉴国内已建水电站重件码头工程中采用的拖绞式、滚装式、桥式起重机式和扒杆起重机式等各种装卸方案的设计和运行经验，结合银盘水电站重件码头特点，经分析比较决定采用固定式全回转起重机工艺方案。该方案较好地适应了银盘水电站地形地质条件，并兼顾了重件和普通件杂货运输要求。该套起重设备还具备拆卸方便、可重复使用等优点，在完成水电站运输任务后，还可搬迁至其他水电站承担重件运输任务，可节省设备购置费，降低工程造价。

（2）银盘水电站重件码头借鉴船闸固定式系船柱布置型式，在靠、系船墩码头前沿线竖向间隔2m布置固定式系船柱，较好地适应了工程区水位落差和日变幅大的特点，系船墩间距满足《开敞式码头设计与施工技术规程》，较好地发挥了供船舶靠泊功能，码头实际运行效果良好。

（3）工程采用“固定式全回转起重机+重力墩”码头型式，丰富了水电站重件码头型式，可在类似工程中推广应用。

作者简介: 莫青松，男，长江水利委员会设计院交通处副总工程师，高级工程师。