集装箱码头平面布置国内外差异分析

谷文强，温秀媛（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）



集装箱码头平面布置国内外差异分析

谷文强，温秀媛
（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

摘要：本文以斯里兰卡科伦坡南港集装箱码头平面布置设计为实例，主要在水域疏浚设计、陆域平面布置、高程设计和综合管线设计方面，总结说明海外集装箱码头的平面布置设计与国内的差异。

关键词：断面法；网格法；示坡线法；等高线法；竖曲线

引 言

近年来，随着越来越多的中资企业响应我国政府号召实施“走出去”战略，中资企业参与的海外港口工程项目越来越多。在参与海外港口工程项目的设计过程中，由于受国际规则、建设程序、管理体制及文化背景的影响，在施工图设计的细部环节处理上与国内有较大的不同。笔者以某海外集装箱码头施工图设计为例，介绍总平面布置设计在细部设计中的差别，供参与海外港口工程项目的广大技术人员参考。

1 水域布置

1.1 港内泊稳条件及作业标准

港内泊稳条件是指码头及其供船舶停靠的有关设施为适应船舶安全靠离、停泊和作业的需要，所应具备的技术和环境条件。作业标准是指船舶在码头前安全装卸的作业标准。

泊稳及作业条件主要内容包括码头前沿允许波高、码头区允许风力以及码头前允许的水流条件等。

船舶系靠码头装卸作业过程中当船舶运动量超过一定范围时，装卸效率随船舶运动量的增加而降低，船舶运动量继续加大时，则无法进行装卸作业甚至引发危险。因此在海外码头设计中，通过船舶运动量限值来确定影响泊稳及作业的风、浪、流等条件。

国际航运协会（PIANC）第24工作组1995年出版的《Criteria for movements of moored ships in harbours- a practical guide》对各类船舶系泊时安全作业的船舶运动分量给出了限值，其中对集装箱船舶的限值见表1所示，表中除了横移是单向最大幅度外，表中其他五个运动量限值均为两个方向最大幅度之和。

表1 集装箱船安全作业的运动量限值（PIANC）

在初步设计阶段，可以使用国际通用的数学模型软件（例如 OPTIMOOR）确定船舶装卸作业标准，但是在施工图设计中，需要通过系泊物理模型试验来确定。

从集装箱运输的特点看，集装箱码头应有足够的年营运天，才能保证运输链的畅通和经济效益。如果码头的不可作业天数超过10 %，会明显影响码头的服务质量。

1.2 水域尺度计算

1）进港航道

对于进港航道，可以根据业主认可的国际通用规范进行初步设计，可供选择的国际通用规范如表2所示（详细介绍请参照对应规范）。

表2 航道宽度设计参照规范

在施工图设计阶段，航道选线和尺度需要通过船舶操纵仿真试验的方法进行进一步论证。

2）回旋水域

国内外规范中有关回旋水域尺度的规定如表3所示。

表3 回旋水域直径计算

在施工图设计阶段，回旋水域尺度需要通过船舶操纵试验来确定。

1.3 水域疏浚

在国内开展水域疏浚的施工图设计时，大面积水域疏浚通常采用网格法，断面法更多是应用在航道工程量计算中；但海外更倾向于采用断面法。

表4 各类土的典型边坡：水下边坡

例如科伦坡南港集装箱码头项目，咨工要求使用国际通用的商业计算软件 CIVIL3D计算水域疏浚工程量，并绘制疏浚断面图。疏浚边坡坡度根据岩土特性和水文条件确定，如英标 BS6349-5给出了不同土质条件下的典型边坡，如表4所示。

在海外项目施工图设计阶段，一般使用国际通用软件 SLOPE计算水域疏浚边坡和相邻建筑物的稳定性，并提供相应的计算书。

2 陆域平面布置

2.1 陆域平面布置

港区陆域包括码头前沿作业区、堆场、港区道路、进出港大门、关检设施、生产及生活辅助区、集疏运通道等的布置。

以上各区域的布置与国内的工作方法与原则并没有差异，但国内只提供了施工图图纸，对于各区域的尺度取值只按规范的范围做，除此之外并不深究。海外除了提供图纸外还须提供设计报告给咨工审批，设计报告除常规的内容外，还包括：

1）尽可能利用交通仿真模型试验计算码头前沿、港区道路、进出港大门等主要交通区域的交通量，如果没有条件或没有进行此项工作，也要进行定量的计算，分析计算各区域的交通量状况，借此确定以上各区域的尺度，如宽度、车道数、进出港缓冲区长度等。

2）堆场中的各建构筑物，由于受RTG跨内的影响，必须采用剖面图的方法，分析表明该建构筑物与 RTG的作业没有影响，也不影响拖车道的安全作业等。

3）各种单体之间的距离，除了按常规或规范保持足够的安全距离及消防通道距离外，还须对下步设计安排的管道布置所需的宽度作出安排，因此，国际咨工也要求对此作出必要的说明。

2.2 高程设计

集装箱码头高程设计的主要任务是根据集装箱港口陆域排水、装卸工艺及运输系统的要求，结合当地地形、地质等条件，确定集装箱堆场、道路、铁路、停车场、辅建区和排水系统等的标高；尽可能减少土、石方工程量，使港区土、石方挖填基本平衡；尽量减少工程投资。

为使港区地面排水能顺利地汇集到集水口或明沟中，港区地坪坡度应不小于0.5 %，困难地段不宜小于0.3 %；同时为使地面不发生冲刷，港区地坪最大坡度应不大于1 %，其中辅建区、堆场等作业场区地坪坡度一般不宜大于1.5 %，以利于场区作业和车辆停放。

国内一般是采用示坡线法绘制高程设计图，极少采用等高线法。海外工程也可以使用示坡线法绘制高程图，但国际咨工还要求必须在交叉路口、停车场、闸口等区域使用国际通用软件CIVIL 3D绘制等高线高程图，并进行竖曲线设计。

在科伦坡南港集装箱码头设计中，按国际咨工要求采用美国AASHTO规范《Policy on Geometric Design of Highways and Streets》对港区道路高程进行竖曲线设计，包括了凸形竖曲线和凹形竖曲线。

2.3 综合管网设计

管线综合的任务主要是在总体设计中合理安排各种管线的路由、敷设方式，协调各种管线之间（尤其在交叉点）的矛盾，节省用地，并能最大限度地满足各种管线专业的设计要求。

海外项目综合管线布置所应遵循的原则与国内相比并无差别，主要在于其细部环节要求更高，除了基本的管线综合平面图外，还需要针对较为复杂的区域绘制大量的局部大样图、断面图等。

3 结 语

随着越来越多的中资企业响应我国政府号召实施“走出去”战略，中资企业参与的海外港口工程项目越来越多。海外港口项目在一般的设计原则和方法与同内并没有根本的差异，除了要求使用欧标、英标、美标等国际通用规范以及国际通用软件上与国际接轨外，在设计文件的表达也要求与国际接轨，细部设计环节的处理上也更为细腻。本文针对水域平面和陆域平面的细部设计总结，可以为广大参与海外港口项目的设计技术人员提供参考。

参考文献：

［1］ 卢永昌，麦宇雄，王烽，等.科伦坡港南集装箱码头工程施工图设计［Z］.

［2］ BS6349： Part 1-2000［S］.

［3］ OCDI： Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan［S］.

［4］ PIANC-Approach Channels， A Guide for Design［S］.

［5］ PIANC-Guideline for the Design of Fender System［S］.

［6］ Rom 3.1-99：Recommendations for the Design of the Maritime Configuration of Ports， Approach Channels and Harbour Basins［S］.

［7］ Policy on Geometric Design of Highways and Streets［S］.

［8］ IAPH Guidelines For Port Planning and Design［S］.

Differential Analysis of Container Terminal Plane Layouts Adopted in China and Abroad

Gu Wenqiang， Wen Xiuyuan
（CCCC-FHDI Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510230， China）

Abstract：Based on the plane layout of South Container Terminal at Colombo， Sri Lanka， the differences of container terminal plane layouts adopted in China and abroad are summarized from the aspects of land area plane layout， water area dredging， comprehensive pipeline and elevation design.

Key words：section calculation method； grid calculation method； slope line method； contour line method； vertical curve

中图分类号：U651

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）02-0024-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160206

收稿日期：2015-06-02

作者简介：谷文强（1984-），男，工程师，主要从事港口与航道工程设计工作。