浅谈宁波市华源物流有限公司5000吨级码头工程设计

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摘 要：宁波市华源物流有限公司5000吨级码头工程（以下简称华源码头工程）位于宁波市北仑区穿山半岛峙头角，前沿水域开阔，水深条件优越，离岸100～150m位置水深能达到20m，但由于后方基本为山体，可供陆域场地基本没有，常规情况下不适合在该位置建造码头工程，因此该段岸线一直未被纳入港口规划岸线，但华源码头工程转变观念，走分期实施、滚动发展的思路，不但解决了后方矿区开采砂石料出运任务，同时为后续充分利用该段宝贵岸线开发大型物流基地提供了必要的陆域场地，符合可持续发展的时代要求。

关键词：岸线利用 自然条件 设计条件 总平面布置 水工结构

中图分类号：U656.134 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（c）-0073-02

1 概况

项目位于宁波北仑区东南海域，穿山半岛峙头角，圆山～崎头角这段岸线内，毗邻穿山南港区和佛渡水道，该项目所在区域水深条件好，离岸100～150 m位置水深能达到20 m，但由于岸线后方基本是山，可供使用的陆域面积基本没有，以及陆上交通不便，不具备建设大型码头的条件，该段岸线也一直未被开发利用。

随着我国基础设施建设的高速发展，对砂石料的需求量越来越大，但目前多数地区已面临着天然砂减少、短缺或枯竭。开发人工砂作为新的混凝土骨料资源，正在被越来越多的工程所使用，且质量良好。为发展当地经济，经过北仑区政府相关部门允许，当地5家砂石料开采企业对项目所在地后方山体进行开山采石，并生产机制砂，但由于运输条件差且缺乏统一管理，砂石料开采进展缓慢。2010年5月在北仑区政府等相关部门的支持下，该拟建码头工程后方陆域完成一份矿区整合协议，并获得浙江省国土资源厅关于矿区整合的批复，矿区整合后的开采规模大，而目前陆上运输条件只有一条砂石小道，无法完成砂石料的出运任务，因此开采出来的砂石料只能通过水路运输完成。

华源码头工程前期主要承担后方矿区开山砂石料的出运任务，任务完成后将形成2000～3000亩可供使用的土地，又将为今后企业建设大型物流基地提供必要的陆域支撑，进而充分利用该段深水岸线资源。为充分发挥该区域的深水作用，合理利用该区域岸线的使用效率，提高该项目的可塑性，走可持续发展道路，华源码头工程的结构设计预留后续升级能力，为砂石料开采后的码头继续使用性创造最合理的建设条件。

建设规模：5000吨级码头1座，结构按10000吨级设计，码头设计年通过能力约150.5万吨；护岸1条，长约556 m，护岸采用抛石斜坡护岸，堤顶挡浪墙顶标高6.80 m（85国家高程，下同）。

2 自然条件

2.1 工程地理位置

拟建华源码头工程地理位置122°8′6″E，29°52′27″N，港址距宁波市中心约55 km。工程北面是舟山本岛，E～S向水域范围有登步岛、桃花岛、虾峙岛、六横岛等岛屿作天然屏障，外海波浪难以传入工程水域，但NNE向水域相对开阔，具备一定的风成浪条件。拟建场地东南为进出宁波-舟山港的主要海上通道—虾峙门航道和条帚门航道，水路交通十分方便。

2.2 风况

本区常风向为SE、S向，次常风向为N、NW向。强风向为偏北向，N、NW向最大风速分别为24 m/s和22 m/s，次强风向为偏东向，E、ESE向最大风速均为20 m/s。

2.3 水文

本海域的潮汐性质属非正规半日混合潮类型。每天出现两次高潮和两次低潮，但两相邻的高潮或低潮的高度不等，最大潮差3.50 m，平均潮差1.71 m，而且涨、落潮历时也不等。

2.3.1 码头设计水位

设计高水位1.95 m（高潮累积频率10%），设计低水位-1.33 m（低潮累积频率90%），极端高水位3.16 m（五十年一遇），极端低水位-2.14 m（五十年一遇）。

2.3.2 护岸设计水位

设计高潮位3.39 m（按《浙江省海塘工程技术规定》附表一，重现期五十年一遇取用），设计低潮位-2.14（五十年一遇）。

2.3.3 潮流

设计涨潮流流速取136 cm/s，设计落潮流流速取119 cm/s。

2.3.4 波浪

拟建码头前沿重现期为五十年一遇的设计波浪要素见表1、护岸处设计波浪要素见表2。

2.3.5 工程地质条件

（1）层淤泥质粉质粘土：为本场地上部主要软弱压缩层，具高压缩性，高含水量，抗剪强度低，承载力低的特点，用作堤坝基础持力层时，应对淤泥质粉质粘土进行地基处理。（2）层角砾：厚薄不均，物理力学性质较好，承载力高，不宜作本码头工程桩基持力层。（3）层粉质粘土：呈可塑状，物理力学性质较好，厚度较薄，局部分布，不宜作本码头工程桩基持力层。（4）层粉质粘土：呈软可塑状，物理力学性质一般，局部分布，不宜作本码头工程桩基持力层。（5）-1、（5）-3层角砾：物理力学性质较好，承载力高，可作桩基持力层。（5）-2层粉质粘土：物理力学性质一般，局部分布，不宜作桩基础持力层。（6）-1强风化凝灰岩、（6）-2中风化凝灰岩：物理力学性质好，承载力高，岩石内无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。可作拟建码头桩基持力层。本工程根据桩基极限承载能力要求，选择（5）-3层作为桩基持力层。

3 设计条件

3.1 吞吐量

通过对企业走访调查、矿区石料计划开采情况以及未来发展规划，预测拟建码头吞吐量为150万吨/年，主要出运开采的碎石和利用开采石料生产的机制砂。

3.2 设计船型（见表3）

3.3 装卸工艺

根据出运产品的特点，砂石料的出运采用皮带机输送，简易式移动装船机装船。

工艺的布置，码头平台上布置两条钢轨，钢轨间距12 m，前后轨道距离码头前后沿分别为1.5 m和1 m，轨道供移动式装船机行驶。移动装船机门架下面布置皮带机，皮带机中心线为码头平台中心线往后2 m，皮带机宽1.6 m。引桥宽8 m，东侧布置1.6 m宽的皮带机，引桥皮带机与码头平台皮带机交接处设置简易转运平台，皮带机连接码头上的装船机和后方的生产线，引桥西侧考虑单车道通行汽车。皮带机输送效率为600吨/小时。

工艺流程：生产线→皮带输送机→移动式装船机→船舶。

4 总平面布置

4.1 护岸平面布置

本拟建护岸轴线布置在0～-1.5 m等深线处，护岸迎浪面采用2级变坡，堤顶挡浪墙顶标高6.80 m。

4.2 码头平面布置

根据靠泊船型的吃水要求和水深地形条件，结合拟建码头处水下地形等深线的走向，同时考虑拟建护岸对码头区域潮流流向的影响，以及气象等资料，码头前沿线布置于-10.00 m等深线处，码头前沿线方位角为N62°～242°，码头泊位长度165 m，码头泊位由1个作业平台和2个系缆墩组成，其中作业平台尺寸120 m×14.5 m。满足停靠1艘2000～5000 t级的散货船。在码头平台后沿东侧布置1座引桥与陆域连接，引桥长约78 m，宽8 m，引桥一侧布置皮带机，另一侧行驶汽车，引桥中心线与码头后沿线的夹角为90º。

5 水工结构

5.1 护岸结构

护岸断面按几何外形主要有斜坡式、直立式和混合式三种基本结构。根据护岸拟建区的自然条件和使用要求，结合工程附近护岸结构型式，拟建护岸采用斜坡堤结构。优点：（1）护岸堤身与地基接触面积大，地基应力较小，对软弱地基稳定有利；（2）斜坡面对波浪能量的消散有利；（3）护面结构和施工技术简单，维修容易。缺点：（1）断面较大，筑堤材料多；（2）外坡1∶1.5～1∶2时，波浪爬高较大。

根据地质资料，拟建护岸布置于淤泥质粉质粘土上，该层层厚，且具有含水率高、压缩性高的特点，为加快该层排水固结，护岸基础处理上采用打塑料排水板，排水板要求穿过该层2 m。先铺设土工布，土工布上碎石垫层100 cm，然后打设排水板，排水板按正方形布置间距1 m，排水板露出碎石垫层顶面不小于20 cm。然后镇压层抛填，再在碎石层上抛填块石组成堤身。护岸顶部设置挡浪墙，挡浪墙采用L型钢筋砼结构，顶标高6.80 m，挡浪墙迎海面护肩宽2.3 m，标高4.85 m。护肩至一级平台斜坡坡度为1：2，护面采用400 mm干砌块石+扭王字块；一级平台顶标高2.25 m，采用500 mm灌砌块石护面；从一级平台至镇压层顶面斜坡坡度1∶3，护面采用抛理块石，抛理块石厚度500 mm，镇压层顶面标高为0.00 m。

5.2 码头结构

码头平台采用高桩梁板式结构，平台长120 m，宽14.5 m，平台沿长度方向分为二段，均为60 m，段与段之间设置凹凸伸缩缝，缝宽20 mm。码头排架间距8 m，桩基采用Φ800PHC桩，每个排架布置5根桩，即1根直桩、2对叉桩。桩基通过现浇横梁连接，然后叠合纵梁、叠合面板、现浇面层组成码头工作平台。码头靠船设施采用H500拱形橡胶护舷。

系缆墩采用高桩墩式结构，每只系缆墩下布置8根Φ800PHC桩。

引桥采用高桩墩式结构，根据水深和打桩船吃水要求以及护岸施工对桩基影响等综合考虑，3#、4#引桥墩桩基采用Φ800PHC桩，1#、2#引桥墩采用Φ1000钻孔灌注桩。引桥墩上搁置预应力空心板，空心板预制部分长21.5 m，高1.1 m，空心板上现浇15 cm面层，2～5 cm磨耗层。

6 结语

华源码头工程的建设地点位于宁波市北仑区穿山半岛峙头角，虽然码头工程前沿岸线水深条件好，前沿有充足水域能够提供码头水工建筑物、港池、回旋水域的布置，但岸线后方基本全为山体，可提供码头后方陆域布置的场地基本没有，常规情况下，这里不适合建造码头工程。但宁波市华源5000 t级建材码头工程通过转变观念，走滚动发展分期实施的思路，不但可以解决矿区开采砂石料的出运任务，为当地建筑市场提供优质廉价的砂石料，带动当地劳动力就业，同时随着项目的进一步发展，后方将形成2000～3000亩的场地，为后续充分利用该段岸线建造大型物流基地码头提供必要的陆域支撑，符合“水深深用”的原则，项目的实施也促进当地经济发展，可谓一举多得。

随着项目的进展，该段岸线建造码头的条件将日趋成熟，现在相关部门已经把该段岸线纳入穿山港区港口岸线规划之中，根据《宁波北仑穿山半岛发展规划》和《穿山港区南作业区控制性详细规划》，穿山港区南作业区在功能产业布局上规划以柳树田为界，以东（包括峙头）作为大宗商品储运预留，以西至郭巨码头发展海洋装备制造业。

参考文献

[1]《宁波-舟山港总体规划》[R].

[2]《宁波北仑穿山半岛发展规划》[R].

[3]《穿山港区南作业区控制性详细规划》[R].

[4]《海港总体设计规范》（JTS165-2013）[S].

[5]《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）[S]..

[6]《浙江省海塘工程技术规定》[S].