合肥東航碼頭工程建設的必要性以及碼頭前沿裝卸工藝、水工結構重難點分析

慈紅武

（安徽省港航集團有限公司，安徽 合肥 230051）

1 引言

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，港口危險化學品儲存、裝卸作業(yè)的品種和數(shù)量在不斷增加。加強港口危險貨物安全管理，預防和減少危險貨物事故，保障人民生命、財產(chǎn)安全并保護環(huán)境意義重大。目前，大興集危險品碼頭是安徽省合肥市唯一的危險品碼頭，建有6 個500 噸級泊位，危化品儲罐40 只，罐容4.22 萬m3。其中油品罐23 只，罐容2.65 萬m3，存儲物質屬三類危險品；酸堿罐17 只，罐容1.57 萬m3，存儲物質屬八類危險品。因碼頭位于合肥市東部新中心核心區(qū)域南淝河左岸，為支持東部中心建設以及南淝河治理，遷建為合肥東航碼頭工程。考慮到肥東縣循環(huán)經(jīng)濟示范園化工企業(yè)集中，兼有良好的店埠河～南淝河航道條件，合肥東航碼頭工程選址于肥東縣境內(nèi)的合肥港南淝河港區(qū)循環(huán)經(jīng)濟示范園作業(yè)區(qū)。

2 合肥港危險品運輸情況

合肥已形成以巢湖水系為主的水運網(wǎng)，主要航道有合裕線航道、派河航道、店埠河航道等。航道縱橫交錯，具有發(fā)展港口的良好區(qū)位優(yōu)勢和資源優(yōu)勢。合肥港為散貨裝卸即礦建材料進口為主，兼有件雜貨、石油等裝卸的綜合性港口。

其中，在石油化工裝卸貨種方面，項目開工前的合肥港2015～2020 年完成石油、天然氣及制品以及化工原料及制品的吞吐總量分別為80.3 萬噸、46.4 萬噸、84.0萬噸、107.9 萬噸、108.2 萬噸和112.5 萬噸，除2016 年受經(jīng)濟結構性調(diào)整的影響出現(xiàn)下降之外，其他時間均處于穩(wěn)步增長的態(tài)勢，年均增長率約為8.5%。2020 年完成的112.5 萬噸，石油、天然氣及其制品吞吐量為22.6萬噸，占比20.1%；化工原料及其制品吞吐量為89.9 萬噸，占比79.9%。詳見表1：

表1 合肥港2015～2020 年石油化工吞吐量情況

3 項目建設的必要性

合肥東航碼頭工程作為大興集危險品碼頭的遷建項目，其建設必要性主要體現(xiàn)在以下四點：

（1）合肥市大興集碼頭遷建的需要。原合肥市大興集危險品碼頭由于建設年限較早，位于市區(qū)規(guī)劃的東部新中心核心區(qū)，且集疏運條件與港區(qū)內(nèi)的道路已不能滿足消防通道布設的要求。合肥市規(guī)劃委員會2019 年第三次會議紀要明確加快搬遷。肥東縣作為合肥城市東向發(fā)展的“橋頭堡”，其循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園的建設碼頭搬遷工程創(chuàng)造了良好的條件，既能滿足大興集碼頭遷建的需要，也可以服務于腹地循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園相關化工企業(yè)水路運輸需求[1]。

（2）合肥市經(jīng)濟社會發(fā)展和能源保障的需要。合肥是長三角世界級城市群副中心，隨著“長三角一體化”、“一帶一路”和長江經(jīng)濟帶戰(zhàn)略的深度推進，在全國區(qū)域發(fā)展格局中的戰(zhàn)略地位進一步提升。安徽省省委、省政府明確要把合肥建成國內(nèi)外重要的制造加工業(yè)基地，國內(nèi)重要的高新技術研究和產(chǎn)業(yè)化基地。合肥市年均消費成品油約200 多萬噸，且消費規(guī)模正在與日俱增。截止2022 年底，合肥市汽車保有量達288 萬輛，并每年以15%左右的速度增長。城市運行和經(jīng)濟發(fā)展需要更大規(guī)模的成品油運輸支撐。除了化工原材料外，合肥東航碼頭的建設可為整個合肥市輸送30%～40%的成品油供給，對經(jīng)濟社會發(fā)展和能源保障非常重要。

（3）滿足合肥循環(huán)經(jīng)濟示范園及周邊化工企業(yè)物流運輸?shù)男枰Ｎ挥诜蕱|縣店埠河沿線的合肥循環(huán)經(jīng)濟園是合肥市規(guī)模最大、最集中的化工產(chǎn)業(yè)園，以安徽氯堿化工集團、安徽四方集團、江淮化肥廠等企業(yè)搬遷項目為龍頭，形成以鹽化工產(chǎn)業(yè)為基礎，精細化工為特色的高科技化工園區(qū)。現(xiàn)有中鹽安徽紅四方公司為代表的化工企業(yè)數(shù)十家，物流運輸需求有液氧、液氮、液氬、液氨、氨水、硫酸、尿素、純堿、氫氧化鉀等，以及復合肥料、復混肥料、油漆涂料等。危化品公路運輸除了成本高，還具有較高的危險性。水運具有運量大、成本低（目前我國內(nèi)河運輸成本只有公路運輸成本的1/10左右）、污染小等突出優(yōu)勢，特別適合危化品等貨種的運輸。合肥東航碼頭工程建成后可就近解決循環(huán)經(jīng)濟示范園及周邊化工企業(yè)的運輸、倉儲等需求。對成規(guī)模的產(chǎn)業(yè)園區(qū)而言，大規(guī)模液體化工產(chǎn)品需求集中，通過專業(yè)的危化品碼頭集疏運能實現(xiàn)集中管理，降低運輸安全和環(huán)境污染風險，緩解公路交通壓力并提供安全、節(jié)能、環(huán)保運輸通道[2]。

（4）促進化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展和轉型升級。經(jīng)濟發(fā)展離不開化工產(chǎn)業(yè)，但化工產(chǎn)業(yè)的安全、環(huán)保又一直是關注焦點。合肥循環(huán)經(jīng)濟園正在發(fā)展綠色化工、現(xiàn)代化工，推進轉型升級。如依托中鹽紅四方、艾普拉斯等企業(yè)重點發(fā)展鹽化工和油化工，開發(fā)聚氯乙烯、兩堿、化肥、高效低毒低殘留農(nóng)藥等產(chǎn)品。優(yōu)質項目需要培育骨干企業(yè)加大技術改造，提高產(chǎn)品的精細化率，延伸上下游產(chǎn)業(yè)鏈并提供穩(wěn)定的供應鏈，才能構建企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間、區(qū)域間良性循環(huán)鏈。合肥東航碼頭作為新建危化品碼頭工程，規(guī)劃起點高、安全標準高，既能為化工企業(yè)提供經(jīng)濟、便捷的物流運輸服務，還可通過完善的安全環(huán)保設施促進化工產(chǎn)業(yè)朝著安全、綠色的方向做大做強。

4 碼頭前沿裝卸工藝重難點分析

（1）各泊位功能確定。項目預測水平年吞吐量為300 萬噸，貨種主要為柴油、汽油、植物油、液堿、硫酸、鹽酸、氯化鈣、氫氧化鉀、乙醇、乙二醇等。由于吞吐量較大、貨種繁雜、不同貨種物理化學性質存在差異，因此，應對碼頭各泊位功能進行合理定位，以滿足各類貨種的裝卸需求。綜合比選確定1～4 號泊位為危化品泊位，5～7 號為油品泊位。

（2）碼頭前沿裝卸設備確定。目前液體散貨碼頭上的裝卸設備主要為裝卸臂、金屬軟管等。液體化工品碼頭采用軟管裝卸較多，而油品泊位多選擇裝卸臂裝卸。項目屬于內(nèi)河液體散貨碼頭，裝卸貨種既包括液體化工品，也包括液體油品。因此要綜合分析裝卸臂、金屬軟管的利弊，結合各泊位裝卸貨種分別確定裝卸設備。經(jīng)比選，1 號、2 號泊位采取車船直卸；3 號、4 號泊位兼具連接軟管和車船直卸兩種裝卸方式，每個泊位配備1臺1.5T-12M 軟管吊作業(yè)。5～7 號成品油泊位各配備1臺裝卸臂裝卸作業(yè)，并設置油氣回收軟管等。

（3）碼頭前沿輔助工藝。液體散貨裝卸工藝不僅包括裝卸船、管道運輸?shù)茸鳂I(yè)，還有吹掃等輔助工藝作業(yè)[3]。液體散貨的物理化學性質通常具有特殊性，需要針對不同貨種分別考慮其附屬工藝作業(yè)方式，使其在裝卸過程中性質穩(wěn)定、安全環(huán)保。經(jīng)比選，1～4 號泊位設置雙閥，雙閥間設置放空閥及氮氣吹掃管線；每次裝卸作業(yè)結束時，可利用氮氣將雙閥至連接軟管間的物料吹掃至船舶。5～7 號碼頭至庫區(qū)管線平時不進行排空，若管線更換油品可先利用氮氣吹掃。碼頭裝卸汽油時，油氣集中收集送至油氣回收裝置進行處理。

（4）安全工藝。液體化工品具有易燃、易爆和毒害等特征，通過合理的安全措施提高安全水平，降低危險因素可能帶來的安全風險，是工藝系統(tǒng)設計的關鍵性技術問題[4]。項目有效計算庫容8.85 萬方，其中的石油庫已達二級油庫標準。庫區(qū)嚴格按照《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）等設計，碼頭前沿部分則通過緊急切斷閥安全措施、防泄漏、防火防爆、油氣回收等設施設備實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

（5）碼頭前沿環(huán)保工藝。液體散貨通過管道運輸，在管道拼接處易發(fā)生滲漏。滲漏的液體若不加處理會污染土壤、水體等。因此合理的環(huán)保措施以減少對環(huán)境的污染非常必要。解決措施是碼頭裝卸區(qū)管線接口處設收集坎，并設置一個初雨收集池（有效容積208m3）和一個事故水池（有效容積201.6m3）。沖洗污水經(jīng)排水溝和事故排水溝收集后匯入初雨收集池及事故水池內(nèi)，再通過污水泵（防爆）和管線（DN100）送至后方罐區(qū)處理。碼頭面管道接口和閥門等處在下方放置盛液盤，防止閘閥等處可能有的少量滴漏廢液。碼頭配備約800m 圍油欄以及吸油氈、收油機、溢油分散劑等設施，作為水域應急設施。

5 碼頭水工結構重難點分析

（1）重力式結構的施工。采用重力式方案，施工簡單、技術成熟，施工質量易于保證，但擋土墻基底應力較大，地基處理成為重點、難點之一。為保證地勘資料的準確性和施工的順利實施，事前應嚴格按照規(guī)范要求布置鉆孔，并控制勘察質量。鑒于地基土以粉質粘土為主，為避免邊坡坍塌，基坑開挖時應視具體情況采用輕型井點結合明溝降排水，宜采用分段快速作業(yè)法。施工過程中不得使基坑泡水，采用干地施工。盡量避免雨季施工并做好防水措施。

（2）碼頭深基坑開挖。開挖前應充分考慮可能存在透水性土層。施工前仔細查看地勘資料和圖紙相關說明，確定地下水水位并提前做好地面排水和降低地下水位的準備。根據(jù)地勘資料，碼頭所在區(qū)域土層從上往下依次為粉質黏土、粉細砂夾粉土、粉土，其中碼頭基坑在粉質黏土層，屬于弱透水性。在基坑開挖過程中，應加強水位觀測，尤其是與地下水位變化幅度密切相關的西側河水和周邊溝塘水位。一旦出現(xiàn)滲水或漏水，應根據(jù)水量大小采用坑底設溝排水、引流修補、密實混凝土封堵、壓密注漿、髙壓噴射注漿等方法及時處理。

（3）碼頭水工結構的沉降變形。此問題在施工期存在，運營期由于上部荷載、水流侵蝕、應力超限等問題的影響，也可能造成沉降變形。結構施工過程中，為有效掌握擋土墻的沉降位移有必要監(jiān)控量測。可采用變形監(jiān)測網(wǎng)進行監(jiān)測，并通過為期至少兩年的坡頂平面位移和垂直位移監(jiān)測和統(tǒng)計分析，為研判項目的安全性提供依據(jù)。

6 結論

（1）合肥東航碼頭工程地理位置優(yōu)越，航道等條件良好，外部集疏運便利。作為大興集危險品碼頭的遷建工程，符合合肥市經(jīng)濟社會發(fā)展和能源保障的需要，滿足合肥循環(huán)經(jīng)濟示范園及周邊化工企業(yè)物流運輸?shù)男枰龠M化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展和轉型升級，項目建設非常必要。

（2）碼頭前沿裝卸工藝重難點主要有各泊位功能確定、裝卸設備確定、輔助工藝設計、安全工藝、環(huán)保工藝等等，通過配備必要的設備設施，可保證碼頭前沿裝卸的安全、環(huán)保、高效。

（3）碼頭水工結構重難點主要有各重力式結構的施工、碼頭深基坑開挖、施工期和運營期的沉降變形等。通過變形監(jiān)測網(wǎng)進行監(jiān)測，并通過至少兩年的平面位移和垂直位移監(jiān)測綜合研判結構安全。