苑志剛，薛楚渤，李戎韜，黃鑫亭，孔德峰

（1.錦州港股份有限公司，遼寧錦州 121007；2.錦州市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法隊(duì)，遼寧錦州 121001）

引言

隨著船舶的日益大型化，亟需擴(kuò)大泊位的靠泊能力。由于新建大型泊位周期長，利用現(xiàn)有岸線資源提升泊位等級，是適應(yīng)到港船舶日益大型化，保障港口安全生產(chǎn)的重要舉措[4,7]。

在確保泊位水域適應(yīng)性和碼頭結(jié)構(gòu)、靠系泊設(shè)施的安全性的前提下，通過提出靠離泊限制條件，可以最大限度的發(fā)揮碼頭潛力，優(yōu)化資源配置，緩解港區(qū)泊位緊張的生產(chǎn)作業(yè)壓力。

錦州港304#、305#泊位位于錦州港區(qū)第三港池東側(cè)岸線，見圖1 所示。

圖1 工程位置示意圖

根據(jù)錦州港304#、305#泊位水域條件和碼頭結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，對泊位按減載靠泊15 萬t 級散貨船舶對相關(guān)水域的適應(yīng)性及碼頭結(jié)構(gòu)、靠系泊設(shè)施的安全性進(jìn)行論證。

1 碼頭現(xiàn)狀

錦州港304#、305#泊位原批復(fù)的建設(shè)規(guī)模為1個(gè)3.5 萬t 級和2 個(gè)5 萬t 級通用泊位（水工結(jié)構(gòu)按靠泊10 萬t 級散貨船設(shè)計(jì)），碼頭岸線全長744 m。2017 年該段岸線升級改造為10 萬t 級，碼頭岸線長度和設(shè)計(jì)通過能力不變。碼頭面頂高程5.0 m，碼頭前沿停泊水域底高程-16.0 m，港池底高程為-15.0 m。碼頭結(jié)構(gòu)斷面見圖2 所示。

圖2 原碼頭結(jié)構(gòu)圖

碼頭上設(shè)有1 000 kN 系船柱以及SC1250H 橡膠護(hù)舷。碼頭前沿共布置12 臺40 t-43 m 門機(jī)，軌距12 m，軌上起升高度26 m（抓斗）/37 m（吊鉤），軌下起升高度20 m，具備通用散貨裝卸條件。

2 核算論證

2.1 設(shè)計(jì)船型

錦州港304#、305#泊位原設(shè)計(jì)船型10 萬t 級，論證船型為15 萬t 級散貨船。設(shè)計(jì)船型見表1。

表1 設(shè)計(jì)船型主尺度表

2.2 碼頭及水域尺度復(fù)核

現(xiàn)有碼頭長度為744 m，15 萬t 級船舶在304#泊位靠泊作業(yè)，占用部分305#泊位岸線。碼頭水域布置見圖3。在考慮304#～306#泊位共用的情況下，碼頭長度滿足靠泊要求。剩余碼頭岸線395 m，還可以同時(shí)停泊10 萬t 級及3 千t 級船舶各一艘，或同時(shí)靠泊2 艘2 萬t 級船舶[1]。

圖3 泊位平面布置示意圖

15 萬t 級散貨船減載至載重噸不超過10 萬t級散貨船上限10.5 萬t，對應(yīng)減載至吃水13.7 m，靠泊所需的碼頭前沿設(shè)計(jì)底高程為-14.92 m。現(xiàn)狀碼頭泊位前沿底高程-16.0 m，可以滿足15 萬t 級散貨船減載至13.7 m 的靠泊要求。

三港池回旋水域直徑為500 m，約合1.73 倍15萬t 級散貨船船長289 m，滿足規(guī)范不小于1.5～2倍船長的需求。

15 萬t 級散貨船減載至吃水13.7 m，考慮乘潮2 小時(shí)，乘潮水位1.81 m 所需的港池、航道底高程為-14.01 m。泊位對應(yīng)的港池至現(xiàn)有301#泊位港池間的支航道底高程為-15.0 m；錦州港主航道設(shè)計(jì)底高程-17.9 m，滿足論證船舶減載航行需要。

本港區(qū)航道通航15 萬t 級散貨船所需航道的通航寬度為177 m。錦州港主航道按照30 萬t 級油船減載單線通航設(shè)計(jì)，通航寬度320 m，航道總長度約30.6 km。航道可滿足論證船舶航行需要。錦州港第三錨地面積為108.8 km2，底高程-18.0～-21.0 m，可以滿足15 萬t 級散貨船的需要。

2.3 裝卸工藝復(fù)核

門機(jī)作業(yè)15 萬t 級散貨船（減載）需要的最大回轉(zhuǎn)半徑為43.25 m，既有門機(jī)最大回轉(zhuǎn)半徑為43 m，基本滿足15 萬t 級散貨船作業(yè)要求。

采用抓斗吊裝清艙設(shè)備，在輕載吃水6.0 m 的情況下，所需最大軌上起升高度為28.4 m。泊位現(xiàn)有門機(jī)抓斗軌上起升高度26 m，即采用抓斗吊裝清艙設(shè)備的情況下，抓斗軌上起升高度不滿足要求，需采用壓載吃水8.4 m 以上或采用吊鉤進(jìn)行清艙設(shè)備的進(jìn)出艙作業(yè)。

錦州港304#、305#泊位碼頭為順岸布置，門機(jī)可根據(jù)作業(yè)需要沿軌道行走，走行范圍能夠滿足15萬t 級散貨船（減載）的裝卸作業(yè)要求。

2.4 系靠泊設(shè)施復(fù)核

系纜力按9 級風(fēng)計(jì)算，當(dāng)風(fēng)力大于9 級時(shí)船舶需離開碼頭，船舶系纜力計(jì)算結(jié)果最大值為705 kN，現(xiàn)有1 000 kN 系船柱滿足計(jì)算要求。根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》[3]中的規(guī)定，船舶作用在系船柱上的系纜力標(biāo)準(zhǔn)值15 萬t 級船舶不應(yīng)小于1 300 kN，因此需新增10 個(gè)1 300 kN 系船柱。

船舶靠岸時(shí)，按照靠岸法向速度不大于0.08 m/s，撞擊能量計(jì)算最大值為415 kJ?，F(xiàn)有SC1250H 兩鼓一板護(hù)舷吸能量764 kJ 滿足船舶靠泊要求。在橫浪作用下，系泊船舶有效撞擊能量計(jì)算最大值為330 kJ?，F(xiàn)有SC1250H 兩鼓一板護(hù)舷滿足船舶靠泊要求。

2.5 碼頭結(jié)構(gòu)復(fù)核

錦州港304#、305#泊位碼頭主體為重力式沉箱結(jié)構(gòu)。碼頭抗傾、抗滑穩(wěn)定性。沿基床頂面：抗滑作用效應(yīng)組合值/滑動作用效應(yīng)組合值為1.35，抗傾作用效應(yīng)組合值/傾覆作用效應(yīng)組合值為2.55；沿基床底面：抗滑作用效應(yīng)組合值/滑動作用效應(yīng)組合值為1.09，滿足規(guī)范規(guī)定的γ＞1 的要求[2]。

基床頂面應(yīng)力最大應(yīng)力377 kPa，不大于600 kPa，滿足規(guī)范要求。

碼頭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)持力層為巖基，持久工況地基承載力抗力分項(xiàng)系數(shù)2.95，滿足規(guī)范要求抗力分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)不小于2.0 要求。

碼頭整體穩(wěn)定性驗(yàn)算采用固快指標(biāo)計(jì)算，抗滑力矩標(biāo)準(zhǔn)值與滑動力矩的設(shè)計(jì)值之比為1.68，滿足規(guī)范規(guī)定的非黏性土坡不小于1.3～1.5 的要求。

3 減載靠泊限定條件

本泊位減載靠泊15 萬t 級散貨船舶時(shí)，需要嚴(yán)格控制船舶靠、離泊限定條件，確保碼頭結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施工作狀態(tài)良好。靠、離泊限定條件見表2。

表2 減載靠、離泊限定條件表

4 結(jié)語

本研究對錦州港304#、305#泊位靠泊15 萬t 級散貨船舶（船舶減載至吃水不超過13.7 m，載貨量不超過10.5 萬t）進(jìn)行研究，研究結(jié)論如下：

1）泊位長度可滿足15 萬t 級散貨船減載（減載后吃水不超過13.7 m，載貨量不超過10.5 萬t）靠泊要求，停泊水域、船舶回旋水域、港池及航道等水域尺度可滿足15 萬t 級散貨船減載的靠離泊作業(yè)要求；

2）碼頭既有門機(jī)回轉(zhuǎn)半徑起升高度、行走范圍能夠滿足15 萬t 級散貨船（減載）的作業(yè)要求。采用抓斗吊裝清艙設(shè)備的情況下，抓斗軌上起升高度不滿足要求，需采用壓載吃水8.4 m 以上或采用吊鉤進(jìn)行清艙設(shè)備的進(jìn)出艙作業(yè)；

3）在碼頭前沿新增10 個(gè)1 300 kN 系船柱，碼頭系靠泊設(shè)施、碼頭結(jié)構(gòu)均可滿足15 萬t 級船舶減載靠泊作業(yè)要求；

4）碼頭使用期間，應(yīng)嚴(yán)格限制船舶靠、離泊限制條件。