某核電廠大件碼頭工程的選址分析

王 偉

（國能黃驊港務有限責任公司，河北滄州 061000）

引言

核電設備運輸對通行條件有著特殊要求，一般城市道路難以滿足。根據我國東部沿海地區核電廠的實踐經驗，傾向于在廠址附近新建大件碼頭用以運輸大件設備，來滿足核電廠建設期間的重大件設備和營運期間所需的物資運輸要求。本項目各選址方案在碼頭建設投資、后期運營維護、使用便利性、港區發展等方面均有差異，因此本文主要論述核電廠大件碼頭選址方案的分析和決策。

國內一些學者對核電大件碼頭的建設有相關研究，張俊等[1]從布置、工藝以及結構等要點對我國核電廠大件碼頭建設選址影響進行解讀，并總結相關經驗；陳俊懿[2]從完整性、安全性和可操性的角度闡述了核電大件設備運輸線路的問題；王秉昌等[3]從節省造價的角度，對常見的大件碼頭工藝方案進行了對比；姚頌道等[4]運用實例分析了大件碼頭工程選址中應該考慮的相關因素；鄭長城[5]通過實例，分析得出核電設備運輸的要點；黃承兵[6]以實際工程為例，詳細闡述了大件碼頭的建設方案對項目選址的影響；鄭潔晶[7]根據核電廠建設特點，綜合比選了碼頭的平面布置以及結構設計方案。

大件碼頭建設涉及平面布局、裝卸設備、水工結構、項目投資等多個建設要點，本文結合國內某核電廠大件碼頭建設實例，重點論述不同因素對大件碼頭的選址建設的決策分析影響。

1 大件設備規格和設計船型

核電大件設備尺寸較大，需要專用碼頭工藝設備進行裝卸，同時對運輸途徑道路也有專門要求，因此核電廠大件碼頭的選址就顯得尤為重要。本工程根據核電廠提供的相關大件設備規格進行設計，其設備規格見表1～表3。

表1 核島主要大型設備一覽

表2 常規島主要大型設備一覽

表3 重大件設備運輸途經道路主要技術參數

本工程的設計船型為5 000 t駁船，根據《海港總體設計規范》（JTS 165-2013）附錄A及實船數據選用，其設計船型尺度見表4。

表4 設計船型主尺度[8]

2 碼頭裝卸工藝

目前我國大件碼頭采用的工藝方式主要為：固定式全回轉起重設備、起重船卸船、滾裝上岸和滾吊結合等卸船工藝方式。

起重船作業安全，不受水位和碼頭高程的影響，但是其租用費用高，臨時租用時需要從外地調遣，不確定因素多。滾裝方式對水位的要求高，而且核電安全性要求高，滾裝方式實際采用較少，且本項目碼頭區域狹窄，碼頭結構決定碼頭面較高，因此不適合滾裝。履帶吊、汽車吊等流動式起重設備租用費用高，臨時租用時需要從外地調遣，不確定因素多，而且運輸比較麻煩，到達工作地點后需要組裝才能使用，比較費時費力，工作準備時間較長，適合入場后長期駐地連續作業的工況，而且大噸級履帶吊進行裝卸時占地較大，自重大，對碼頭承受能力要求較高。結合國內核電廠的建設經驗和操作模式，本次卸船工藝考慮在碼頭設置卸船起重機，用于核電建設周期和運營期間重大件的裝卸作業。

本工程針對大件卸船設備的不同分別對固定式全回轉起重機、桅桿式起重機裝卸工藝方案進行方案比選。

2.1 固定式全回轉起重機方案

起重機安裝在大件泊位岸線的中部，通過起重臂的起升、俯仰和回轉機構，將重件設備由駁船上吊起并卸至停放在碼頭上的組合式拖掛車上，經過捆扎、固定后運至廠區安裝現場。其優勢是作業區域較大，幾乎不用移動船舶，但投資費用高。

2.2 桅桿式起重機方案

桅桿起重機由桅桿、吊具、起升結構、變幅模塊等構成。桅桿起重機安裝在碼頭岸線的靠中間部位，卸船后組合平板運輸車行至碼頭前沿。該設備的優勢是可以滿足幾乎全部重件設備的運輸需要，設備投資較少，可以適應較大潮位變化的碼頭。缺點是在裝卸時需要移駁泊作業。

3 大件碼頭選址方案

本項目前期對核電大件碼頭進行了大件運輸論證工作，共提出了2 個選址方案，針對不同選址，大件運輸方案路徑見圖1。

圖1 大件運輸方案路徑

3.1 碼頭選址方案一

大件碼頭選址于港區小圍作業區岸線西南端。碼頭采用連片型式，通過一座引橋與后方連接。

碼頭長162 m，寬20 m，局部加寬至55 m，碼頭平臺通過引橋與后方陸域相連，調頭圓直徑為220 m。本工程進港航道依托港區現有航道，現狀水深不滿足船舶進出港需求，需拓寬、浚深。大件裝卸采用桅桿式起重機，主鉤額定起重量為900 t。碼頭結構擬采用高樁梁板結構。

桅桿起重機由桅桿、吊具、起升結構、變幅模塊等構成。桅桿起重機安裝在碼頭岸線的靠中間部位，卸船后組合平板運輸車行至碼頭前沿。該設備的優勢是可以滿足幾乎全部重件設備的運輸需要，設備投資較少，可以適應較大潮位變化的碼頭。缺點是在裝卸時需要移駁泊作業。

圖2 選址方案一平面布置

3.2 碼頭選址方案二

大件碼頭選址于港區南部作業區東端，依托擬建的通用散雜貨碼頭工程建設。碼頭長105 m，寬度60 m，通過引橋與后方陸域連接，港池利用已形成水域，自泊位東端沿50°角方向與一期工程港池相接，大件接卸設備采用固定式全回轉起重機，船舶靠泊碼頭后，僅需少量移泊即可滿足大件設備對駁船甲板的全覆蓋。起重機中心距碼頭東側57.5 m，基本不影響船舶的裝卸作業。目前，本港區航道等級為7 萬t 級，兼顧5 萬t 級散貨船雙向通航，設計底高程-14.0 m，通航寬度270 m，可滿足本工程船舶的通航要求。

固定式全回轉起重機安裝在大件泊位岸線的中部，通過起重臂的起升、俯仰和回轉機構，將重件設備由駁船上吊起并卸至停放在碼頭上的組合式拖掛車上，經過捆扎、固定后運至廠區安裝現場。該設備的優勢是作業區域較大，幾乎不用移動船舶，但投資費用高。

圖3 選址方案二平面布置

4 基于實際案例大件碼頭選址決策分析

1）在港區小圍作業區西南端單獨建設專用大件碼頭，一次性投資大、且需要拓寬和浚深港區航道。而在港區作業區東端建設，擬利用其成熟的生產調度、航道維護管理等優勢，大大減少的項目建設期和運營期的投資。

2）本項目選址方案二由碼頭運營方和大件使用方共同出資建設，由運營方負責運營維護，可充分發揮其碼頭建設、運營及管理優勢，另外除為核電廠運輸大件外，還可兼顧地方腹地所需大件運輸，豐富了B 港區的作業貨種。同時核電廠為本項目提供了穩定的貨源，兩者互補，相得益彰。

3）本項目選址方案二依托通用散雜貨碼頭工程建設，利用其東側泊位岸線設置大件裝卸起重機，核電大件設備到港頻率小，通過合理的生產調度，對通用散雜貨泊位的裝卸生產不產生影響。

5 結語

本文以實際案例為依據，對海港核電大件碼頭的建設涉及的建設投資、港區發展、運營成本等進行了分析。通過對選址方案的比選，優化工程方案，提高了項目可行性，達到工程建設安全、經濟的目標。本文的相關結論有助于類似工程的投資方、建設方和有關部門做出科學決策。