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江苏沿江港口老码头结构加固改造方法和途径

作者:李辉 文章来源:中国水运杂志 日期:2013年08月12日

摘   要:江苏沿江港口老码头结构加固改造是落实科学发展观,实现可持续发展战略的需要,是资源节约型和环境友好型港口发展的要求。通过对老码头结构的加固改造,来大幅提升码头的靠泊能力,提高岸线利用率,减少能源消耗,降低运输成本,防止环境污染。
关键词:江苏沿江港口  岸线  靠泊能力  码头结构加固改造 [NextPage]

    随着江苏省经济社会持续快速发展,港口规模和运输需求也不断扩大,港口发展面临土地、水域和岸线等资源紧缺的突出问题。以往港口发展主要依靠扩大岸线、新建码头等粗放式发展方式来推动,然而,面对长江岸线等资源变得十分紧缺的状况,这一发展方式已经举步维艰。如何在不占用新的岸线、土地和水域的情况下,通过对老码头的结构加固改造,来大幅提升码头的靠泊能力,从而提高岸线利用率,减少能源消耗,降低运输成本,防止环境污染,成为亟待研究解决的问题。[NextPage]

江苏沿江港口现状


    江苏沿江地区是全省经济发展最快,产业最为集中、外向型经济最为发达区域,也是港口布局最为密集的地区。截止2011年底,沿江港口共有生产性泊位1002个,能力7.9亿吨,其中万吨级以上泊位341个,2011年完成货物吞吐量11.6亿吨,集装箱920万标箱,六个亿吨大港。全省已经形成了以南京、镇江、苏州(包括太仓、张家港和常熟港区)、南通、江阴、扬州、泰州和常州为主的沿江港口群。

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    当前沿江港口码头存在的主要问题表现在以下四个方面:一是港口发展需求与靠泊能力矛盾突出。2011年江苏沿江港口共完成货物吞吐量11.6亿吨,而沿江码头年通过能力为7.9亿吨,能力缺口为3.7亿吨;二是船舶大型化发展与港口码头靠泊等级矛盾突出,2011年到港船舶万吨级以上的海轮超过4万艘次,沿江港口码头等级滞后于高等级航道建设;三是港口码头建设与资源环境矛盾突出。随着沿江岸线的不断开发建设,岸线资源的稀缺性也越发显现。沿江两岸800多公里长江岸线,规划港口岸线400多公里,目前已利用200多公里,连片建设港口深水岸线寸岸寸金已不足几十公里;四是港口码头靠泊存在安全隐患安全。为解决船舶大型化靠泊能力不足的矛盾,相当一部分港口采取了超过原设计船型的船舶通过减载靠离泊码头的方式进行生产,这种生产方式虽然在一定程度上缓解了港口吞吐能力不足与港口生产需求的矛盾,给港口企业带来了良好的经济效益,但对码头设施、船舶和港口生产均带来了不同程度的安全隐患。为解决以上问题,交通运输部为此专门做出部署,我省港口老码头加固改造工作省交通运输厅高度重视,并结合江苏港口实际情况做出具体部署。

码头结构加固改造的重要性


    码头结构加固改造能够提高江苏沿江水路运输能力,降低物流成本。2011年长江口12.5米深水航道向上延伸到太仓,2012年8月,长江南京以下12.5米深水航道工程正式开工建设,工程将进一步发挥长江口深水航道的优势,大大提高长江下游海轮进江的运输能力,提高长江江苏段货运通过能力1倍以上。为此,急需沿江码头改造升级以满足大型海轮到港停靠的要求。江苏沿江码头改造是配合长江深水航道工程的举措,可显著降低沿江水路运输的物流成本。经江苏省统计局测算,长江南京以下12.5米深水航道工程建成后,平均每年可递增沿江港口吞吐量约1.3亿吨,直接拉动沿江地区国民生产总值GDP约238亿元,直接增加沿江地区经济111亿元,新增就业岗位约16.4万个。同时,工程建成所带来的船舶大型化和船舶实载率的提高,将使依托长江黄金水道运输的货物物流成本大幅降低。因此,加快推进江苏沿江码头加固改造工作,提高泊位靠泊能力,将有助于降低沿江企业物流成本,提高企业市场竞争力,强有力地促进沿江经济、尤其是苏沪经济的发展。[NextPage]
    码头结构加固改造能够适应船舶大型化发展之需,有助于保障港口的运行安全。随着造船技术的不断革新以及新材料的采用,为适应世界经济发展对船舶运输的要求,近几年来船型中的发展趋势是进一步向专业化、大型化、高度自动化及节能化方向发展,船舶总载重吨记录不断被刷新。而出于国际海运的经济性,国际海运采用的实船也朝着大型化的趋势发展。特别是长江南京以下12.5米深水航道工程建成后,5万吨级海轮将直达南京,10万吨级及以上海轮也可减载乘潮直达南京。为适应运输船舶大型化的需要,江苏曾批准了一批码头泊位在限定条件下“大船靠小码头”,也包括进入缓冲期采取“一船一议”方式靠泊的码头,但这只是权宜之计,对码头结构而言仍存在一定的安全隐患。码头拆除重建成本较大,通过对码头进行加固改造,可以使码头结构真正具备靠泊更大等级船型的能力,满足船舶大型化的发展的要求,保障港口运营的安全。
    码头结构加固改造有利于转变经济发展方式,促进经济社会发展。江苏省人口密度全国最大、物质性资源全国最少、人均环境容量全国最小的特殊省情,决定了江苏必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展道路。而水路运输具有的运量大、能耗省、占地少、运价低、对环境影响小等独特优势,正好契合了“资源节约”和“环境友好”的要求。随着我省经济社会持续快速发展,港口规模和运输需求也在不断扩大,港口发展面临的土地、水域和岸线等资源约束问题逐步显现,但港口发展不可能无限制地依靠扩大岸线、新建码头的粗放式发展方式来解决。码头结构加固改造不占用新岸线、土地和水域,却可以大幅提升码头的靠泊能力,提高岸线利用率,减少能源消耗,降低运输成本,防止环境污染。码头结构加固改造是落实科学发展观,实现可持续发展战略的需要,符合资源节约型和环境友好型港口发展的要求,是转变港口发展方式的重要途径,有助于加快经济发展方式的转型。

码头结构加固改造的方法和途径


    1、管理方面的方法和途径
    明确加固改造基本原则。加固改造的码头不得增加新的港口岸线;加固改造的码头工程必须符合港口规划;加固改造的码头工程经检测具备改造的技术条件,对检测评估等级在B级以下的码头原则上不予进行加固改造;码头结构加固改造不涉及装卸货种、运能的变化。[NextPage]
    严格把握改造标准。码头结构加固改造后,拟靠泊的设计最大代表船型原则上按原设计最大代表船型2级控制,等级提高不得超过3级。如超过此标准,应按基建程序向原立项审批部门申报;码头结构加固改造方案中,应以拟靠泊的最大设计代表船型满载靠泊作为码头结构计算标准。
    严把码头结构检测关。码头结构加固改造工程的检测评估单位应具有水运工程甲级资质;检测评估工作应对码头水工建筑物进行安全性、使用性和耐久性的评估。
    关于咨询审查的要求。指定具有资质的咨询单位对工程设计方案进行技术审查,并对技术咨询审查提出如下要求:码头结构加固改造方案的审查咨询内容参照初步设计审查咨询内容,侧重对安全性、使用性和耐久性进行复核;对码头主要结构内力、岸坡稳定分析计算,审查咨询报告应列出复核计算结果;审查咨询单位应按照加固改造检测要求,对检测评估工作内容及方法做出相应的评价。
    严把设计方案审批关。要求由建设单位向所在地港口管理部门报送加固改造设计方案(附检测结果报告和通航复函),对于符合要求的设计方案,省厅港口局按照规定委托有资质的咨询单位进行技术审查,并组织港口管理部门、相关部门、咨询单位和有关专家,召开审查会议进行评审论证,会后设计单位对设计方案进行修改完善后,并经咨询单位进一步复核满足要求后,方可批复,为加固改造工程的实施打下坚实的基础。
    2、技术方面的方法和途径
    2.1方案审查关注的重点
    新老规范衔接问题。码头结构加固改造是建立新的结构受力体系,使其满足拟靠船舶系靠泊的要求。船舶荷载按相应等级设计标准取值。许多老旧码头由于建设于不同历史时期,采用的规范、标准均不相同,目前许多码头原设计采用了70年代规范和87版规范,与现在97版规范和新一轮修编规范均有较大差异,因此新建的部分结构分析均需按现行规范标准执行。
    岸坡稳定问题。部分老旧码头建设在泥沙运动较为剧烈的海域、沙口地区,码头投产使用之后,经历较长时期,岸滩、海洋地形地貌均出现不同程度的变化。改造工作中需结合新近地形条件,全面测量码头断面的岸滩地形,重新进行稳定复核验算,以防止整体失稳或码头下桩群间泥沙淤积产生坍塌引起不利影响。[NextPage]
    船舶吃水问题。码头结构加固改造的结构计算模式是按拟靠泊等级,按正常设计程序计算其船舶荷载,进行结构计算的,对码头前沿水深是否要达到设计水深并没有强制的要求,因此在许多海岸或河势敏感地区,仍可维持原有设计水深。
    老旧码头的荷载问题。老旧码头投产运行以后,随着市场变化,其营运货种,码头上装卸设备均有可能出现调整,与原设计的计算取值有较大的差异,仍需进行必要的现场调研,确定其使用现状,荷载作用大小和方式。
    油品、化工泊位的消防问题。油品、化工泊位是危险化工码头,拟靠船舶尺度增大,涉及相邻泊位安全间距问题,同时也增加了消防安全问题,应对其相邻泊位安全间距及消防炮覆盖范围进行复核,必要时消防问题需由消防部门出具意见。
    岸线、货种变化,工艺方案变化的问题。鉴于加固改造的范围是码头结构本身,原则上不涉及岸线、货种变化,工艺方案变化的项目。
    2.2主要改造型式
    码头结构加固改造涉及到原有结构的状态识别,结构加固改造的方案研究,新老结构组合结构特性,工程实施方法,结构加固效果评估等关键技术。在江苏沿江港口,由于地形及地质构造原因,码头大多应建成高桩型式,高桩码头的改造主要采用以下3种方法:
    局部改造方法。局部改造方法是通过增加码头前节点基桩提高码头整理水平承载能力的技术方案,该方法适用于原设计结构采用大直径管桩或钢桩,桩身结构具有较高水平抗弯强度的码头排架或系缆墩、靠船墩。如大型散货码头、液体散货码头。
    结合式改造方法。结合式改造方法是通过增加码头排架间桩基布置,改造扩大码头横梁,轨道梁的技术方案,有效解决海洋环境中码头结构老化、性能退化、砼碳化、钢筋锈蚀的问题。该方法适用于原设计结构建造时间较长,拟靠泊船型3~5万吨级以下采用方桩的沿海河口地区码头。
    分离式改造方法。分离式改造方法是针对老码头结构单薄,拟靠泊船舶等级大等特点,在码头排架间或拆除部分原有结构,采用新增大型船舶系船设施和靠船设施,与老码头结构相脱离的方法。该方法适用于原设计结构建造时间较长,拟靠泊船型5~7万吨以下采用方桩的沿江河地区码头。 (作者单位:江苏省交通运输厅港口局)

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