成果簡(jiǎn)介勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)
廣東惠州港荃灣港區(qū)煤炭碼頭一期工程設(shè)計(jì)
（2022～2023年度第一批優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)）
申報(bào)單位 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司
一、項(xiàng)目基本情況
廣東惠州港荃灣港區(qū)煤炭碼頭一期工程位于惠州港荃灣港區(qū)純洲島，建設(shè)7萬噸級(jí)煤炭泊位2個(gè)以及配套陸域工程，是華南地區(qū)公用專業(yè)化煤炭接卸碼頭之一，粵東最大煤炭集散中心，一帶一路區(qū)域海鐵聯(lián)運(yùn)快捷通道。
二、技術(shù)難點(diǎn)和特點(diǎn)
1. 孤島且無人島。涉及因素復(fù)雜，需考慮綠色環(huán)保、海洋保護(hù)、開山及海島保護(hù)、填海、公路、鐵路、分期建設(shè)、投資等多方面。
2. 項(xiàng)目環(huán)保要求高。
3. 土石方復(fù)雜，項(xiàng)目開山、基槽爆破、護(hù)岸爆破擠淤等。
4. 裝卸流程復(fù)雜。
5. 當(dāng)?shù)睾Ｓ蚴杩Ｍ炼酁橛袡C(jī)質(zhì)含量高的淤泥質(zhì)土，含水量>200%、可塑性差（IP>25），用其吹填成陸作為荷載較大的煤炭堆場(chǎng)地基，加固施工是關(guān)鍵，處理效果關(guān)系到場(chǎng)地工后沉降及生產(chǎn)使用，特別是軟土的擾動(dòng)擠壓將影響到設(shè)備和煤倉基礎(chǔ)及上部的安全。
6. 通過吹填、軟基處理、開山回填、開山等多種人工方法，形成建(構(gòu)) 筑物、碼頭、護(hù)岸及堆場(chǎng)軌道的基礎(chǔ)處理復(fù)雜，特別是不均勻沉降的對(duì)的建（構(gòu)）筑物等的影響十分重要。
三、創(chuàng)新點(diǎn)
1. 工程位于孤島，平面布置涉及因素復(fù)雜，考慮綠色環(huán)保、海洋保護(hù)、開山及海島保護(hù)、填海、公路及鐵路等多方面，設(shè)計(jì)綜合考慮了鐵路進(jìn)線與建設(shè)條件，以及與港口總體規(guī)劃的符合性、周邊環(huán)境保護(hù)要求的相互協(xié)調(diào)性、減少工程投資等因素，最終提出了工程建設(shè)在純洲島西端的合理方案，采取島南碼頭、中間山體保留、島北堆場(chǎng)區(qū)+生產(chǎn)輔建區(qū)+裝火車區(qū)，保留了純洲島周邊現(xiàn)有水流形態(tài)。陸域平面布置考慮未來二期工程期建設(shè)、統(tǒng)一營(yíng)運(yùn)的可實(shí)施性，可靠銜接，資源互享。開山充分考慮海島保護(hù)的需求。
2. 結(jié)合近岸島嶼特點(diǎn)及集疏運(yùn)需求，實(shí)現(xiàn)以碼頭為節(jié)點(diǎn)的海鐵聯(lián)運(yùn)和海陸聯(lián)運(yùn)、預(yù)留海河運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代煤炭多式聯(lián)運(yùn)方式，促進(jìn)節(jié)能減排降碳。國內(nèi)首次應(yīng)用2臺(tái)裝車機(jī)兩側(cè)對(duì)裝6條裝車作業(yè)線工藝。兩座條形封閉煤場(chǎng)跨度中間均為一堤雙機(jī)雙線布置，工藝流程順暢、生產(chǎn)能力匹配，加快車船周轉(zhuǎn)、降低營(yíng)運(yùn)成本。
3. 工程區(qū)域淤泥厚達(dá)20多米，多方案比選碼頭采用重力式結(jié)構(gòu)方案，根據(jù)不同的地質(zhì)情況采用不同的基床厚度，并重點(diǎn)對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖層的軟化系數(shù)進(jìn)行了分析研究。在后軌聯(lián)合基礎(chǔ)上創(chuàng)新的應(yīng)用了可調(diào)整高度的軌道固定系統(tǒng)，可有效的解決前、后軌基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式不同，使用期間后軌基礎(chǔ)的沉降相對(duì)較大的問題。根據(jù)淤泥層厚及現(xiàn)場(chǎng)開山石料豐富的實(shí)際情況，護(hù)岸采用爆破擠淤的斜坡式方案。
4. 設(shè)計(jì)了2座國內(nèi)港口首座、規(guī)模也是國內(nèi)港口行業(yè)最大的條形全封閉煤場(chǎng)，解決了消防設(shè)計(jì)難度大、無成熟的案例可供咨詢參考等難題。考慮沿海強(qiáng)臺(tái)風(fēng)地區(qū)的襲擊，結(jié)構(gòu)通過風(fēng)洞試驗(yàn)（數(shù)模及物模），準(zhǔn)確揭示風(fēng)場(chǎng)的分布，最終采用安全、經(jīng)濟(jì)端部帶1/4球殼的雙層三心圓柱面網(wǎng)殼，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗臺(tái)風(fēng)性能。開發(fā)一套煤場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過傳感器和物聯(lián)網(wǎng)將煤場(chǎng)內(nèi)部實(shí)時(shí)溫度、濕度和一氧化碳、二氧化硫、粉塵濃度傳到中控室，超值即報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保生產(chǎn)安全和職業(yè)衛(wèi)生。
5. 陸域形成綜合采用“適度合理開山、近岸推填開山土石、開山石爆破擠淤形成護(hù)岸、疏浚土吹填造陸、剩余外拋”等環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、合理處理方式，其中開挖山體邊坡采用固土性能優(yōu)良、促進(jìn)植被生長(zhǎng)的生態(tài)護(hù)坡及掛網(wǎng)噴砼防護(hù)技術(shù)。提出一種華南地區(qū)首次應(yīng)用的真空預(yù)壓加固吹填超軟土技術(shù)分離式直連真空預(yù)壓地基處理新工藝，該技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)排水板真空預(yù)壓的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，包括采用新型超軟土淺層預(yù)處理技術(shù)、新型高效節(jié)能抽真空技術(shù)、新型防淤堵塑料排水板技術(shù)等，具有節(jié)省工期、降低總造價(jià)、加固軟土效果顯著的特點(diǎn)，獲中國交建第三批節(jié)能環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目。
6. 為全國首個(gè)大型綠色環(huán)保先行示范公用煤炭碼頭，港區(qū)景觀充分考慮保護(hù)和利用自然的海島景觀，現(xiàn)場(chǎng)干凈到“不像煤碼頭”。
7. 提出建(構(gòu))筑物、碼頭及堆取料機(jī)軌道等的基礎(chǔ)采用“變剛調(diào)平”的設(shè)計(jì)方法，通過采用設(shè)計(jì)預(yù)留沉降差、采用不同基礎(chǔ)形式、特殊的施工工藝等主動(dòng)控制的方法來調(diào)平因?yàn)?/span>“變剛”產(chǎn)生的不均勻沉降，以減小復(fù)雜地質(zhì)條件下的差異變形、降低基礎(chǔ)的內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力，以節(jié)約資源、提高建(構(gòu)) 筑物的使用壽命、確保建(構(gòu)) 筑物的使用功能。
8. 充分考慮近岸孤島特點(diǎn)的科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的配套工程設(shè)計(jì)。
四、成果應(yīng)用
依托該項(xiàng)目編制水運(yùn)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《港口封閉條形煤場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。項(xiàng)目成果應(yīng)用于廣東粵電博賀煤炭碼頭、韶關(guān)港烏石綜合交通樞紐工程等項(xiàng)目，以及其他一些正在進(jìn)行前期研究的項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后是華南地區(qū)典型的示范項(xiàng)目，接待了大量企業(yè)、設(shè)計(jì)、施工單位的參觀學(xué)習(xí)。
五、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
工程投產(chǎn)以來回訪反饋運(yùn)營(yíng)良好，是全國首個(gè)大型綠色環(huán)保先行示范公用煤炭碼頭。工程自首船靠泊至今，累積進(jìn)煤量約兩千萬噸，為當(dāng)?shù)睾蜆I(yè)主取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
