某碼頭挖入式港池口門尺度界定分析

陳婕　張俊文

摘 要：挖入式港池口門軸線的布置和口門寬度的確定，對碼頭運營至關重要。本文分析了長江鎮江河段某碼頭挖入式港

池口門尺度的確定方法，并提出了合理化建議。

關鍵詞：長江深水岸線 挖入式港池 口門尺度

隨著沿江開發的加快推進，近年來長江沿線可利用的岸線已所剩不多，挖入式港池有少占用或不占用長江深水岸線、泊穩條件較好的優勢。挖入式港池口門軸線的布置和口門寬度的確定，對碼頭運營至關重要。

工程概況

該工程位于長江鎮江河段，工程區強風向為WNW向，最大風速為16.7m/s，常風向則為ENE～ESE向范圍，所占頻率均為9%。工程區屬長江潮區界，受徑流和潮流的影響雙重。工程河段徑流流向與岸線保持一致，長江泊位碼頭前沿表面最大流速為0.70m/s；漲潮流流向與岸線基本一致，靠近碼頭時流向與等深線走向趨于一致，最大流速為0.29m/s。

1、口門軸線的確定

口門軸線的布置直接影響港池的淤積。在受潮汐影響的河流中，進港航道軸線與主航道落潮流方向（下游）的夾角對港池淤積影響甚大。在漲落潮過程中，港池口門附近流速較小，而主航道流速較大，兩種水體的交界面上產生摩擦形成剪力，將死水帶動而生成回流，回流引起泥沙在口門處的淤積，并逐漸游離到港池內。《河港工程總體設計規范》3.5.9條規定，進港航道軸線進入主航道的走向宜偏向主航道的下游方向。進港航道入口段的軸線與航道水流方向的夾角在含沙量較大的河段宜取30°～60°。國內一系列模型試驗已證實，河道與港池軸線夾角在30°～45°之間時，港池內的淤積量最小。結合本工程平面布置方案，進入內港池的航道走向與主航道水流方向夾角取為45°，口門開口方向與航道走向一致。

2、口門寬度的確定

口門寬度的取值與港池的淤積強度有關，從減小港池淤積的角度考慮，減小口門寬度可減小回流量，從而達到降低淤強的目的。但從船舶航行的安全角度考慮，口門寬度越大越有利于船舶進出。基于這兩點考慮，首先來計算內港池船舶航行所需的航道寬度，在滿足航行要求的前提下，盡量縮小口門的寬度。

工程內港池泊位設計代表船型為3000噸級內河普通貨船，其船型尺度為90m×16.2m×2.7m～3.6m（船長×船寬×吃水）。兼顧船型為1000噸級內河普通貨船、2000噸級內河普通貨船。因工程處于感潮河段，根據河港和海港規范分別計算航道寬度。根據《內河通航標準》附錄A.0.2條公式計算航道寬度（如表1所示），根據《海港總平面設計規范》4.8.7條公式計算航道寬度（如表2所示）。

可以看出，3000噸級內河普通貨船所需單向航寬為37.64m，雙向航寬為75.28m；由表2可以看出3000噸級內河普通貨船所需單向最大航寬為79.36m，雙向最大航寬為150.62m。《內河通航標準》航寬計算公式中，航行漂角根據航道等級來取值，最大漂角為3°，結合該工程碼頭前沿流速流向線來看，徑流流向與口門軸線的夾角接近45°，河港公式計算值偏小。考慮到工程碼頭可利用水域范圍有限，外檔大泊位與下游規劃泊位間距為220m，結合工程總平面布置方案，內港池航道寬度按海港公式單向航寬計算結果取為80m。

國內相關試驗建議河港挖入式港池口門寬度b=（1/4～1/2）B（B為進港航道寬度）⑷，計算出的口門寬度為20m～40m。《海港總平面設計規范》中規定口門的有效寬度B0應為設計船長的1.0～1.5倍，計算出的口門有效寬度為90～135m。工程挖入式港池內泊位數較多，小型船舶流量較大，因此口門有效寬度借用海港標準取值。根據工程平面布置圖和工程區域地形地貌，口門有效寬度取為100m。

結語

通過相關規范公式計算初步確定了挖入式港池口門走向和口門寬度，工程內港池口門寬度受諸多條件制約，其中外檔泊位與下游規劃碼頭間距為220m制約較大，若該間距取值稍大，則口門寬度取值會有更大余地。建議相關部門在制定港口規劃時，應從水域高效利用角度出發，考慮到內港池興建泊位的可能，并對其平面布置形式進行合理規劃。考慮到工程河段含沙量較大，為保證內港池碼頭的正常運營，建議在口門靠上游適當位置修建防沙堤或采取其它的防淤減淤措施。

《內河通航標準》中航道寬度計算公式中，航行漂角最大為3°，《海港總平面設計規范》中航道寬度計算公式中，風、流壓偏角最大為14°，兩種計算公式對流速與航向夾角較大情況下的航寬計算適應性較差，建議相關部門提出合理實用的計算公式或規定。

（作者單位：中交第二航務工程勘察設計院有限公司）