油品碼頭選型對比研究

周愛燕

摘 要：隨著我國油品碼頭的建設和發展，裝卸油品種類增多，安全防范工作顯得越來越重要，為保證人身和財產安全，從經濟、適用和安全角度考慮，碼頭的平面布置和結構選型顯得尤為重要。

關鍵詞：油品 危險品 總平面布置 水工結構

1.定義

油品是指原油、成品油（汽油、煤油、柴油、石腦油等）和液化石油氣，其中液化石油氣包括丙烷、丁烷及其密度約為空氣密度1.5至2.0倍液化的烴類混合氣體，根據火災危險性，油品碼頭可以分為甲乙丙三類，根據設計船型的載重噸位碼頭防火等級分為三級。

以茂名某油品碼頭為例，論述平面布置和結構的選型方案。

2.總平面布置

本工程總平面布置考慮了兩個方案，分述如下：

2.1平面布置方案一

平面方案一為墩式布置。碼頭總長279m，布置1個5萬噸級泊位，可同時靠泊2個小噸位船型，碼頭面高程6.0m。碼頭由工作平臺和2個系船墩組成，工作平臺平面尺寸為193m×24m，通過寬3m，長30m的聯系橋與系船墩連接。系船墩平面尺寸為13m×13m。碼頭通過長36m，寬13m的引橋與后方公共管廊連接。碼頭控制室布置在接岸引橋北側。

碼頭面共布置3個裝卸點，適應不同船型的靠泊作業。工藝管線布置在碼頭后沿，管架寬度為5m，通過引橋與后方公共管線連接。

2.2平面布置方案二

平面方案二為連片式布置。碼頭總長279m，寬24m，碼頭面高程為6.0m。碼頭通過長36m，寬13m的引橋與后方防波堤連接。碼頭控制室布置在接岸引橋北側。

碼頭面工藝管線及裝卸點的布置同平面方案一，各船型組合情況同平面方案一。

2.3平面布置方案比選

兩個平面方案，均采用離岸式布置，無論是連片式布置或是墩式布置均能滿足液體化工品的裝卸要求，從技術上都是可行的，其優缺點見表1。

結合廠區的生產情況及工程投資，綜合考慮總平面推薦方案一。

3.結構設計方案

3.1碼頭結構

（1）結構方案一 ：方沉箱結構① 工作平臺

結構方案一采用方沉箱結構，工作平臺頂高程6.0m，長193m，寬24m，由10個沉箱組成，沉箱間通過現澆梁板連接。單個沉箱尺寸16.0×24.0m×15.9m（長×寬×高），前后壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重2796t。沉箱下部設3.5m厚拋石基床，拋石基床坐落在強風化花崗片麻巖層上。

沉箱出水后上部現澆混凝土胸墻，考慮胸墻尺寸較大，中間采用空腹并回填砂的措施。胸墻高5m，前沿胸墻寬3.0m，后沿寬1.5m，胸墻空腹中回填中粗砂，面層結構為C40混凝土大板0.3m、6%水泥穩定碎石0.3m、級配碎石墊層0.15m。

沉箱胸墻間采用現澆梁板連接，考慮到波浪較大，現澆梁板與胸墻通過鋼筋錨固連接。其中縱梁尺寸為1.5m*0.8m，板厚0.5m。

碼頭高程與靠泊水位差較大，為便于小型船舶系纜，工作平臺設2層系纜，底層系纜高程為4.0m，滿足1萬噸級以下船舶系纜，頂層為6.0m，兩層間通過階梯連接。

② 系船墩

系船墩共布置2個，采用方沉箱結構型式，單個沉箱尺寸13.0×13.0×15.9m（長×寬×高），壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m。單件重1540t。沉箱下部設3.5m厚拋石基床。拋石基床坐落在強風化花崗片麻巖層上。系船墩上部結構與工作平臺基本一致。各系船墩及與工作平臺之間凈距30m，通過鋼橋連接，鋼引橋寬3m，采用桁架式。

（2）結構方案二：圓沉箱結構① 工作平臺

工作平臺由7個圓沉箱組成，圓沉箱間通過現澆梁板連接。單個圓沉箱外徑22m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重1390t。其他與方案一一致。

② 系船墩

系船墩共布置2個，采用單個圓沉箱，單個圓沉箱外徑13m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重808t。其他與方案一一致。

3.2引橋及工作房基礎平臺結構方案

（1）引橋結構

結構方案一：

本工程共一座接岸引橋，長度為36m，寬10m，頂面高程6.0m。引橋采用方沉箱結構，由2個沉箱組成，沉箱間通過現澆梁板連接。單個沉箱尺寸13.0×13.0m×15.9m（長×寬×高），前后壁厚0.4m，底板厚度0.8m，前后趾長1.0m，沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重1540t。沉箱下部設3.5m厚拋石基床，拋石基床坐落在強風化花崗片麻巖層上。

沉箱出水后上部現澆混凝土胸墻，考慮胸墻尺寸較大，中間采用空腹并回填砂的措施。胸墻高5m，前沿胸墻寬3.0m，后沿寬1.5m，胸墻空腹中回填中粗砂，面層結構為C40混凝土大板0.3m、6%水泥穩定碎石0.3m、級配碎石墊層0.15m。

沉箱胸墻間采用現澆梁板連接，考慮到波浪較大，現澆梁板與胸墻通過鋼筋錨固連接。其中縱梁尺寸為1.5m*0.8m，板厚0.5m。

結構方案二：

結構方案二與方案一不同的在于采用的是圓沉箱。方案二單個圓沉箱外徑13m，高15.9m，壁厚0.4m，底板厚度0.7m，前后趾長1.0m，圓沉箱底高程-14.9m，頂高程1.0m，單件重808t。其他與方案一一致。

（2）控制室基礎平臺結構

基礎平臺采用高樁墩臺結構，墩臺尺寸為25m*14.5m*1.5m，基礎采用15根Φ1.2m灌注樁，樁長均為25m。

3.3結構方案比選

通過計算，方沉箱及圓沉箱結構均能滿足結構受力要求。由于本工程區域掩護較好，波浪較小，圓沉箱承受波浪力作用好的優點無法全部體現。考慮方案一應用范圍更廣，施工經驗更成熟，造價低。從設計、施工、工程投資和使用效果等方面綜合比較，推薦結構方案一（方沉箱結構方案）。

綜合考慮，本階段推薦結構方案一。

4.結語

總平面布置應與當地總體規劃及城市規劃等相關規劃相協調，并充分利用自然條件，合理布置碼頭岸線，盡量擴大港區水域面積，同時總平面布置應滿足裝卸工藝和環境保護、生態、消防、安全衛生等要求，油碼頭還應遵循防火規范的相關要求進行合理布置，做到安全第一。結構選型在結構安全可靠的前提下，以地質情況為依托，盡可能的做到經濟合理、耐久適用和技術先進。

參考文獻：

[1]裝卸油品碼頭防火設計規范JTJ237-99

[2]海港總體設計規范JTS 165-2013

[3]碼頭結構設計規范JTS167-2018