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    勘察設計獎
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    深圳港媽灣港區海星碼頭1#~4#泊位改造工程(設計獎2022)
    發布時間: 2024-01-29  來源:     點擊量:0   分享:

    深圳港媽灣港區海星碼頭1#~4#泊位改造工程設計

    20222023年度第一批優秀設計一等獎 

     

    申報單位  中交第三航務工程勘察設計院有限公司

     

    一、項目基本情況

    媽灣海星碼頭建于1986年,占用岸線850m,有33.5萬噸級散雜貨碼頭和120005000噸級的港池,主要從事鋼材、糧食、礦砂、木材、散裝水泥、花崗巖等散雜貨業務,是深圳西部港區散雜貨主要作業區之一。隨著深圳前海蛇口自貿區的設立,海星碼頭從事的散雜貨業務已不適應區域功能定位及發展。根據前海蛇口自貿區綜合規劃及招商局港口的戰略部署,利用媽灣港區優越的區位優勢及建港條件,將現有媽灣港區1#-4#散雜貨泊位整體升級改造為220萬噸級的自動化集裝箱碼頭,岸線總長度為850m,改造后方陸域約40.47m2,年吞吐量94TEU。設計采用全自動化集裝箱裝卸工藝,水平運輸采用無人駕駛集裝箱卡車,通信控制采用5G+北斗技術,打造成為全自動化、智能化、綠色低碳環保的新一代港區。

    二、技術難點和特點

    1.設計難點:相較于新建港區,利用老碼頭進行自動化碼頭的升級改造往往存在著總體布置受制因素多等問題。老碼頭建設時期較早,泊位等級低、結構設施陳舊,而集裝箱運輸船舶的大型化趨勢發展迅速,故與常規的碼頭升級改造不同,老碼頭的專業化升級改造存在著泊位升等跨度大、技術改造難度和改造風險高、施工中受周邊碼頭的制約因素多等關鍵技術問題。

    1)港區縱深小,自動化裝卸工藝方案和平面布置須適應多種受制因素;

    2)老碼頭泊位等級低、結構陳舊,水工結構升等跨度大,原碼頭前沿泥面需大幅浚深,常規水工結構難以滿足改造要求,且受現有周邊碼頭運營的影響,施工工序受到諸多限制;

    3)因歸順整合岸線而致新、老場地基礎間存在不均勻沉降,較難滿足自動化設備運行對不均勻沉降控制要求;

    4)抓住改造契機,充分考慮新一代信息技術與港口業務的融合應用,提升老港區智能化水平;

    5)老碼頭改造過程中拆除料需做綜合回收利用。

    2.設計特點:本項目是將原有3.5萬噸級以下的散雜貨碼頭整體改造為220萬噸級全自動化集裝箱泊位,設計內容包括了平面工藝、水工、陸域形成地基處理、道路堆場、通訊控制及其他配套等內容。項目設計有規模大、等級高、標準高、改造條件復雜、改造技術難度大、綠色環保要求高、自動化程度高等特點。 

    三、創新

    本工程設計針對老港區自動化集裝箱改造和老碼頭結構升級改造關鍵技術,結合深圳媽灣海星改造項目特點,將原3.5萬噸級散雜貨泊位改造為20萬噸級全自動化集裝箱碼頭的目標,重點圍繞基于無人集卡的自動化集裝箱港區總體布置、升等跨度大的老碼頭水工結構升級改造、因港池回填形成的新、老場地地基-軌道基礎設計、5G等信息技術在老港區改造中的應用等關鍵技術開展設計研究,主要設計成果及創新點如下:

    1.研發了5G+自動駕駛集卡工藝的自動化集裝箱港區總體布置技術,提出了空間+時間隔離的內外集卡交通隔離及交通組織模式,解決了港內無人集卡與港外集卡混合作業的難題;

    2.首次提出了鋼管樁短板樁墻組合高樁碼頭的新型水工結構,通過鋼板樁和鋼管樁組合作為接岸擋土結構,適應了碼頭前沿泥面的大幅浚深,合理地利用了老碼頭接岸結構,解決了升等跨度大的高樁梁板結構老碼頭改造技術難題,解決方案具有廣泛的適用性;

    3.研發了地基-軌道基礎協同設計技術。提出了新型軌枕及雙重可調柔性軌道基礎和地基處理方式相結合的軌道基礎設計方法,并分區采用可調節柔性軌道基礎,提高了自動化設備軌道基礎對新、老地基不均勻沉降的適應性,解決了老碼頭改造中新、老地基不均勻沉降的技術難題; 

    4.采用了5G、人工智能、北斗定位等最新技術,提出了由傳統碼頭升級改造為行業級智慧港口的整體解決方案,方案擁有3大板塊,28個系統,8大智慧元素,以招商芯CTOS系統為核心,打造全要素智慧港口,解決了老碼頭系統性智能化改造的難題。 

     四、成果應用

    本設計成果已在深圳媽灣海星碼頭1#4#泊位改造項目中得到全面應用,其創新設計研究成果具有智能化、綠色低碳、經濟性及推廣性等優點,對推動我國老港區改造,建設資源節約型、環境友好型港口,實現港口的高質量發展具有重要意義。

    五、經濟和社會效益

    1.利用現有的岸線資源,成功將原3.5萬噸級散雜貨泊位升級改造為20萬噸級自動化集裝箱泊位。采用鋼管樁短板樁墻組合高樁結構的水工結構改造方案,充分利用了現有駁岸結構,降低工程開挖工作量,減少對環境影響,簡化工序、降低工程投資,總計可縮短工期6個月,節約工程投資1.5億元。

    2.針對港池回填形成的存在不均勻沉降的新、老地基,采用地基-軌道協同設計,在充分利用已有基礎條件的情況下,分區采用可調節柔性軌道基礎,提高了自動化設備軌道基礎對新、老地基不均勻沉降的適應性,節省工期約1年,降低工程投資約1億元。

    3.針對陸域縱深小、且整段岸線的主干道路位置已確定的陸域條件,采用基于無人集卡的自動化集裝箱港區總體布置,在原有港區40m2的陸域范圍內,通過合理的工藝平面布局實現180TEU的港區年通過能力。既適應了老港區自動化改造的受制因素、實現了全自動化作業,又增加堆場通過能力近20%,最大限度地擴大了堆場容量,提升了泊位的整體通過能力。

    通過上述設計研究成果的應用,最大限度地提高了港口經濟活動的資源使用率,最大限度地減少港區對外區域環境的負面影響,提升港區社會、經濟和環境綜合效益。 

     

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