成果簡介福州港羅源灣港區(qū)將軍帽作業(yè)區(qū)一期工程設計
（2022～2023年度第一批優(yōu)秀設計一等獎）
申報單位 中交水運規(guī)劃設計院有限公司
一、項目基本情況
福州港羅源灣港區(qū)將軍帽作業(yè)區(qū)一期工程，是福建省重點工程，是華能羅源港電儲送一體化綠色建設示范項目的重要組成部分。本工程位于福建省福州市羅源灣將軍帽作業(yè)區(qū)，新建1個15萬噸級散貨泊位（水工結構按30靠泊萬噸級船舶設計）及相應配套設施，設計吞吐能力為1180萬噸/年。
二、技術難點和特點
1. 總平面布置應結合“港電儲”基地及公共碼頭的的要求，針對本工程水陸域條件、實現(xiàn)電廠的無縫對接等，合理確定碼頭及堆場布置。
2. 裝卸工藝系統(tǒng)復雜，本工程作為電廠配套碼頭，在兼顧為電廠直接配送煤服務外，還具備社會中轉服務功能，單一泊位裝卸工藝系統(tǒng)應具備卸船和裝船功能。
3. 地質條件復雜，項目位于山區(qū)海岸，具有大陡坡、大水深、裸巖且起伏大、淤泥厚及指標差等特點。
4. 水工結構設計難度大，本工程泊位等級按照30萬噸級散貨船設計，地質條件十分復雜，基巖面起伏大，部分區(qū)域為陡坡裸巖，穩(wěn)樁困難，部分基巖面較深且上部軟泥深達40m，最長樁長達95m。
5. 填海成陸邊界條件復雜、工期要求緊迫。為滿足后方堆場填海成陸工期及電廠土石方消納的需求，需統(tǒng)籌考慮填方進度需求、地基處理效果及前方碼頭的安全穩(wěn)定。
6. 環(huán)保、智能化水平要求高：在港區(qū)環(huán)保、生產(chǎn)自動化、數(shù)字化煤場及自動控制等方面均達到了較高要求。
三、創(chuàng)新點
1. 總平面布置“前港后廠”模式，最大發(fā)揮岸線和土地資源。
華能羅源電廠緊鄰本工程布置，且電廠無煤炭堆場，需要與本工程共用堆場。本工程總平面布置與電廠總平面布置總體協(xié)調，在保證碼頭正常生產(chǎn)的情況下也兼顧了電廠儲煤、供煤堆場的需要。“前港后廠”布置模式，最大程度提高了岸線資源、堆場資源的利用效率，降低了碼頭及電廠的運營成本，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補。
2. 裝卸工藝方案復雜、裝卸工藝流程多、電廠供煤要求高。
裝卸工藝系統(tǒng)復雜，本工程具備社會煤炭接卸、中轉服務功能外，還兼顧為電廠直接配送煤服務。在泊位長度、建設規(guī)模等不變的情況下，要求單一泊位實現(xiàn)卸船和裝船功能，裝卸工藝系統(tǒng)進行了多方案的比選和優(yōu)化設計，提出了共用引橋、皮帶機廊道、裝卸設備共軌等優(yōu)化方案，實現(xiàn)裝卸合一功能的情況下最大程度減少工程的費用增加。堆場布置針對后方電廠煤炭配送、社會裝船轉運不同特點及要求進行針對性設計，采用電廠配送煤炭和裝船配送煤炭不同效率的工藝布置方案，并考慮一定的兼顧性，實現(xiàn)節(jié)省投資的情況下降低運營期成本。
3. 碼頭地質變化劇烈，結構設計須嚴格控制結構剛度變化，控制碼頭不均勻沉降，保證了裝卸設備的安全穩(wěn)定運行。
碼頭采用大剛度橫梁，并通過鋼管樁加芯柱增強樁基剛度，協(xié)調結構段變位，改善排架受力，確保卸船機和裝船機等設備的安全穩(wěn)定運行。通過數(shù)值模擬方法研究了超深橫梁的受力工作狀況，優(yōu)化了結構斷面和配筋。通過本工程積累了大直徑斜樁嵌巖設計、施工、檢測等一整套經(jīng)驗。
4. 陸域淤泥深度變化大，地基處理因地制宜、細化調整。
堆場陸域處于羅源灣內(nèi)海岸、三面環(huán)山包圍的狹窄灘涂空間，淤泥厚度最大近40m，部分區(qū)域基巖裸露，軟基處理方案充分考慮地質及地形條件，同時結合相鄰電廠開山填料充足的有利因素，根據(jù)淤泥厚度分區(qū)采用拋石擠淤、插排水板堆載預壓、開挖換填等，同時結合了相鄰電廠開山填料，大幅減少了投資。
5. 超厚軟基條件下的護岸穩(wěn)定技術。
護岸處最大淤泥厚度近50m，實踐了超厚淤泥護岸穩(wěn)定技術。面對超厚淤泥、工期較緊帶來的護岸易失穩(wěn)、周邊養(yǎng)殖的生態(tài)環(huán)保要求高等難題，護岸提出了淺層階梯置換、排水固結的基礎處理+寬肩臺、窄堤身的護岸結構方案，成功解決了超厚軟基條件下的護岸穩(wěn)定問題，并保證了護岸結構的經(jīng)濟性。
6. 港口智慧化水平較高，綠色、環(huán)保、節(jié)能效果顯著
堆場采用自動堆取料機方案，實際運營效果良好，達到了預測設計目標。煤炭采制樣采用煤炭全自動采制樣系統(tǒng)，提高了采樣制樣的效率和準確性。皮帶機采用變頻控制技術，運營過程中根據(jù)工況實現(xiàn)皮帶機調速運行，大大降低了運營成本。
1#-4#露天堆場四周布置防風網(wǎng)，靠近環(huán)境敏感點的5#、6#堆場采用大跨度堆煤罩棚封閉方案，有效控制了場區(qū)內(nèi)粉塵外溢，嚴格落實環(huán)保各項措施，污水收集、固廢處理等均布置了相關設施。碼頭設有岸電設施，大幅減少船舶在港大氣污染物排放和噪聲污染，助力綠色港口建設。
四、成果應用
本設計成果已在福州港羅源灣港區(qū)將軍帽作業(yè)區(qū)一期工程中得到全面應用。
五、經(jīng)濟和社會效益
本工程將一個三面環(huán)山的灘涂地，建設成國內(nèi)一流的綠色智慧港口；通過精細的總平面布置、細致的環(huán)保控制措施，確保了港區(qū)與相鄰村莊的和諧相處、工程的順利推進；避免了相鄰村莊整體搬遷的高額費用，大幅降低建設難度。工程采用先進的環(huán)保、除塵技術和節(jié)能減排措施，節(jié)能環(huán)保效果顯著。
本工程填補了閩東北協(xié)同發(fā)展區(qū)閩東片區(qū)無10萬噸以上對外開放碼頭泊位的空缺，為緩解福州港通過能力不足的矛盾，優(yōu)化港口規(guī)模結構，促進羅源灣臨港工業(yè)發(fā)展的要求發(fā)揮了重要作用，經(jīng)濟和社會效益顯著。
