論某港口碼頭結構型式的選擇

王蝶 江西省港航設計院

1.某港口工程概況

2015 年某港口建成1個2000 DWT散貨泊位（1#泊位），結構型式為浮躉+活動鋼引橋，鋼引橋與后方提升架相連，滿足高低水位落差的需求。其中躉船長65m，寬12m，躉船上布置2臺10噸浮吊和一個受煤倉。

2019年在1#泊位下游又建立了1個2000DWT散貨泊位（2#泊位），結構型式為高樁框架式，碼頭平臺長度為115m，寬度為22m，下部結構為鉆孔灌注樁，框架按4層設計。

2.兩個泊位的對比

工程設計中碼頭建筑物結構型式的不同，使得工程在平面布置和裝卸工藝上有所區別，使得碼頭建成后在安全使用、檢修維護、運行管理、工作效率、環保等方面存在差異。

2.1 安全可靠方面

①抗風能力比較。2#泊位因為卸船機是安裝在碼頭平臺上，采用橋式抓斗卸船機，抓斗抓煤時直線運行，受風影響較小，只有較大風力并且能足夠吹動卸船機時才會影響卸船機卸煤，此時風力應該達六級以上，而1#泊位卸船機安裝在躉船上，首先有風時，江面風浪會沖擊躉船，導致躉船晃動，同時浮吊卸煤為弧線運行，受風力影響較大，只要江面風力達三級以上就影響卸煤出力，達六級風需停止卸煤作業。

圖1 某港口碼頭現狀圖

②靠船時風險比較。1#泊位因為是浮躉因此靠船時不可避免躉船會晃動，特別在豐水季節，船舶靠船時碰撞將造成大幅度晃動，員工作業風險大，員工心理時刻保持高度緊張，易導致作業人員的心理疲勞，長期工作影響作業人員的身心健康，且增加工作失誤導致事故發生概率。而2#泊位為固定碼頭，且在碼頭前沿設有橡膠護舷，吸收靠船時船體與裝卸平臺之間產生碰撞時的能量，不存在晃動現象。

③水位高低對碼頭安全影響比較。1#泊位需根據水位變化調整鋼引橋平臺在提升架中的位置，一般水位每變化三米就需調整一次，鋼引橋平臺起吊由提升架頂部的四臺卷揚機同步運行保證平臺平穩起吊，平臺起吊后需人工收起平臺底部的支撐鋼梁，隨著平臺的起吊將支撐鋼梁放置到新調整的提升架牛腿支撐點上，起吊過程中可能發生卷揚機不同步、剎車裝置打滑等問題，若在支撐鋼梁收起后發生上述問題，將造成鋼引橋起吊事故，影響碼頭的運營，甚至威脅港口作業人員的安全。水位變化時躉船也需作相應錨鏈調整，錨鏈長期使用也會腐蝕有斷裂風險。而2#泊位不存在這些風險點。

④維護保養危險點分析比較。兩個泊位都存在高空墜落的風險，但2#泊位卸船機檢修維護的位置都有樓梯平臺護欄，1#泊位在懸臂上無法安裝檢修平臺，每次檢修需在30多米高處搭設懸吊檢修平臺，風險非常大。躉船的除銹防腐需采用臨時措施解決鋼引橋的擱置問題，增加了維修的工作量和費用，安全措施復雜，安全風險大。

⑤兩臺浮吊存在碰撞風險分析。躉船上兩臺浮吊作業半徑部分重疊，同時作業有發生吊臂碰撞的風險，操作員在抓煤的同時必須隨時觀察另一臺吊車的位置和運動趨勢，稍有疏忽就可能發生碰撞事故，給操作員造成的精神壓力很大，為避免碰撞不得不降低卸船速度。

2.2 檢修維護

①檢修維護工作量和費用比較。2#泊位檢修維護主要是一臺橋式卸船機的檢修維護，從調查反饋的信息，橋式卸船機缺陷較少，浮躉卸船機缺陷普遍較多。1#泊位不僅需對兩臺浮躉卸船機檢修維護，還需對提升架、躉船、錨定設施進行檢修維護。通過調查1#泊位每年維修費約130萬元，2#泊位每年維修費約70萬元。

②檢修維護的效率比較。2#泊位因橋式卸船機在水泥平臺上，自身有樓梯平臺，不需借助其他特殊工具可以直接進行維護。1#泊位中因卸船機在躉船上，躉船與堤岸無可供車輛通行的檢修通道，因此要進行卸船機檢修更換較重備件時必須使用浮吊，增加了維護成本，延長了檢修時間，檢修效率低。特別是1#泊位中的躉船，根據《中華人民共和國海事局船舶與海上設施法定檢驗規則內河船舶法定檢驗技術規則》規定，躉船4-6年必須檢驗檢修一次。其中《內河船舶檢驗規范》規定躉船的中間檢驗及第一次換證檢驗可在水面進行，若發現危險隱患，則進行船底外部檢查。躉船檢驗需將躉船拖至船塢或就近能夠滿足檢驗需求的場所進行。檢驗中若船底腐蝕在規定值內，則只需進行除銹刷防腐漆，否則需重新更換底板。移走躉船需采用臨時措施解決鋼引橋的擱置問題，拆除與躉船連接的電纜、管道、皮帶等設備，請起錨艇起錨，請拖船將躉船拖至船塢等，可見，躉船的檢驗復雜且安全風險大，工期長，費用高。

2.3 運行管理

①運行人員卸煤時可視性比較。2#泊位卸煤可視性好。卸船機司機室可根據抓斗位置進行調整，在卸煤全過程都能看到抓斗在船內位置和落煤斗的位置。而1#泊位因司機室固定，司機無法看清抓斗在船內和煤斗位置，易造成抓斗損壞船和煤斗，抓斗自身也易受損。2#泊位因可視性好提高了卸煤速度，并且可靠性高，降低了工作人員工作強度。

②運行人員配置要求比較。在卸同煤量時2#泊位只需一名司機即可，而1#泊位要兩名司機，并且躉船上必須有專業人員24小時巡檢，經常檢查船首、船尾的錨鏈、系纜的定位情況，防止溜船和確保躉船定位向外伸出的纜索不影響過往船只的行駛安全。汛中水流和風的作用很大，容易斷鏈、斷纜或走錨，為保證船舶安全，對錨鏈、纜索應時刻加強觀察，嚴密注意是否出現異常的現象和響聲，及時果斷采取措施，加拋錨或加系纜索。

2.4 工作效率方面

1#泊位豐水與枯水季節卸煤效率無變化。豐水期兩泊位抓煤時間相當；2#泊位在枯水期，由于升降距離長，行程長導致純裝卸時間增多，效率比1#泊位低。但1#泊位在裝卸工作中，需要有移檔作業，如遇有風或是有過往船舶時，躉船的搖晃，使得卸煤時對位較難，且人工清倉工作量大，裝卸效率進一步降低。因而年平均裝卸效率2#泊位更高。

2.5 環保方面

2#泊位采用的是半封閉式卸料斗，料斗進口有防止抓斗漏煤落入江水中的防護托板，料斗上裝有噴霧抑塵裝置，卸煤作業中揚塵得到有效控制，對環境污染較小。1#泊位只能采用敞開式卸料斗，卸煤作業中揚塵很大，且浮吊受風浪影響且抓斗弧線運行，穩定性差，漏煤撒煤情況比較嚴重。躉船由于受風力、水流、靠船等影響與皮帶機連接位置無法固定，造成皮帶跑偏漏煤。因此1#泊位環境污染大。

3.結語

可見，相比浮碼頭結構，高樁框架碼頭結構型式在碼頭運營期運行維修更便捷，生產作業更靈活，操作可靠性更高，裝卸效率更高，管理更方便。雖然在前期一次性投資建設方面，浮碼頭結構型式約為高樁框架結構型式的0.57倍，但在碼頭的年通過能力方面，高樁框架結構型式約為浮碼頭結構型式的1.56倍，企業的投資回報率相當高。隨著內河水運的不斷發展、環保政策越來越嚴格、安全生產越來越注重等情形下，高樁框架碼頭結構比浮碼頭結構將具有更大的發展潛力實現港口綠色、循環、低碳、可持續發展。