广东某客运码头工程设计与方案优化

2021-08-29连长秋广东省航运规划设计院有限公司

珠江水运 2021年15期

连长秋广东省航运规划设计院有限公司

1.工程概况

客运码头的服务主体是人，与传统的货运码头追求运输的高效率不同，客运码头的设计始终要体现“以人为本”的思想和原则，在总体布局和流程设计上要做到安全、方便、快捷和舒适，疏港交通要实现“人车分流”和各种交通组织的“无缝衔接”，在配套设施上追求人性化，在景观布置上追求美感。本文以某新客运码头工程设计为例，该工程位于中山市翠亨新区马鞍岛东五围，东临珠江口，距中山市区约30km，至澳门外港客运码头约25海里，至香港国际机场24海里，至蛇口客运港20海里。本工程建设12个泊位，其中客运泊位10个（8个为港澳线泊位和2个为国内线泊位），维修泊位2个。码头占用岸线长度400m，共形成岸线约625m。

2.码头平面布局方案优化设计

平面布置的主要思路是考虑到不超出防洪治导线，布置一个挖入式的港池，通过设置防波堤形成一个良好掩护的水域，以降低该区域风浪对客船泊稳的影响。在南北端各设置一个口门，有利于进出港船舶分开管理。

采用顺岸布置1个挖入式港池，在防波堤形成的有掩水域内布置了12个泊位。港池内由南侧5座长52.4m，宽16m的突堤式码头和防波堤接岸A、接岸B形成6个停泊水域以及进港制动水域，国内线泊位布置在北端1座突堤式码头两侧，港澳线泊位布置在南侧4座突堤式码头两侧，突堤式码头顶标高为3.0m；维修泊位布置在接岸B上。接岸B、C与现有堤围相连，达到了对后方陆域的防护功能，接岸B、C顶标高5.0m。

码头平面总体优化主要体现在口门、防波堤、进出港航道、维修泊位布置的优化等方面：（1）改善了防波堤布置，形成更加良好的港池内泊稳环境；（2）合理布置口门及航道，避免对临近工程及过往船只造成影响，并减少泥沙回淤量，降低营运期维护成本；（3）优化水域布置，在保障安全的前提下，尽量充分合理利用有限的港内水域空间，使得港区内生产运营更加顺畅。

3.水工结构方案优化设计

本工程通过设置岛式防波堤、突堤式防波堤和防波堤接岸A形成一个有掩护水域。根据钻探资料分析，上覆土层为人工填土、第四系全新统海陆相交互沉积层和河流相冲积层，主要为淤泥类土，粘性土和砂类土，下伏基岩为燕山期花岗岩。强风化花岗岩层层顶标高平均值为-35.82m，其上的软土层力学指标较差，厚度较大，其中淤泥最大厚度为18.00m，淤泥质粉质粘土平均层厚为16.39m，综合考虑水利防洪方面的要求，本工程水工结构适宜采用桩基结构型式，突堤式码头采用高桩梁板结构，防波堤采用高桩透空式结构与板桩结构进行比选，接岸结构采用高桩梁板+斜坡式护岸组合结构与板桩结构进行比选。本文主要对防波堤结构和接岸结构设计方案进行比选和优化分析。高桩梁板结构为水工常见型式，施工经验丰富，对地质适应性较板桩结构好，且PHC桩在港口工程中应用广泛、工期短、可批量生产，强度高，质量稳定，有成熟的工艺，另外钢板桩的耐久性较差，造价高，故推荐采用高桩梁板结构。

3.1 防波堤结构方案

突堤式防波堤位于横四涌口，紧邻防波堤接岸A，长70m，宽10m；岛式防波堤位于突堤式防波堤和接岸B之间，长174m，宽10m；防波堤接岸A位于横四涌南侧，突堤式防波堤和接岸C之间，长132.4m，宽10m。为方便船舶进出港，岛式防波堤和突堤式防波堤堤头部分呈半圆形。防波堤采用高桩透空式结构，本设计根据不同位置波浪作用不同，防波堤相应采用不同的结构，分述如下。

图1 码头平面布置图

图2 接岸B结构断面图

（1）岛式防波堤和突堤式防波堤。岛式防波堤和突堤式防波堤位于常浪向，受波浪影响较大，故其结构采用每个排架布置4根桩（双叉桩）的5.0m排架间距方案。

防波堤采用高桩透空式结构，防波堤顶高程3.0m，考虑到越浪对防波堤结构造成影响，在防波堤堤顶海侧设置直立式胸墙，胸墙顶标高3.8m,宽0.5m。桩基采用直径800mmPHC管桩，排架间距为5.0m，每个排架下布置4根桩，包括2对叉桩（斜率5:1），桩基持力层为强风化花岗岩层。桩基通过桩帽与上部结构连接。上部结构为现浇横梁、预制和现浇纵梁、叠合面板组成的梁板式结构。防波堤外侧设置挡浪板，采用预制结构，挡浪板底标高为-2.3m，挡浪板下设置抛石棱体。

（2）防波堤接岸A。防波堤接岸A虽不位于常浪向，但仍然会受到波浪衍射和折射的影响，同时为减少泥沙落淤、并避免横四涌内来往船舶产生的船行波影响港内泊稳，防波堤接岸A结构亦采用高桩透空式结构，每个排架布置3根桩的6.75m排架间距方案。

桩基采用直径800mmPHC管桩，排架间距为6.75m，每个排架下布置3根桩，其中1根直桩，1对叉桩（斜率5:1），桩基持力层为强风化花岗岩层。上部结构与岛式防波堤和突堤式防波堤基本相同，采用梁板式结构，防波堤外侧设置挡浪板，挡浪板下设置抛石棱体。

3.2 接岸结构方案

接岸结构采用高桩梁板+斜坡式护岸组合结构。

接岸B 段位于工程南侧，长度141.7m，高桩梁板平台宽17.05m（20.5m），顶高程5.0m，内侧底标高为-4.2m，由高桩梁板平台和斜坡式护岸两部分组成。高桩梁板平台桩基采用直径800mm PHC桩，排架间距7m，每榀排架设置5根桩，分别为两对半叉桩和一根直桩，桩基以强风化层作为持力层。基桩通过桩帽与下横梁相连接，上部结构框架分2层，各层标高从上至下分为为5.0m和0.85m，层高2.15m。接岸B上部结构为预制、现浇叠合式面板（预制180mm+现浇120mm），预制纵梁（高1.2m、宽0.6m）、预制靠船构件、现浇上下横梁（高2.0m，底宽1.2，顶宽0.8m）组成的梁板式结构。接岸B前沿布置为2个维修泊位，并设置橡胶护舷、系船柱，供船舶靠泊系缆。

高桩梁板平台通过护岸结构与后方陆域连接，护岸结构采用斜坡式结构型式，顶高程为5.0m。在开挖面上铺设600mm厚的混合碎石倒滤层和厚400mm的二片石垫层，护面选用200kg～500kg块石，2层厚1000mm，坡比为1:2.5；坡顶设置浆砌块石挡土墙，高3m，挡墙下设10kg～100kg的抛石基床，其后设置倒滤层并回填中粗砂填料作为后方用地。

接岸C 位于工程西侧，长度为414.5m，其后方为联检客运大楼等区域。接岸C结构型式与接岸B基本相同，接岸C不考虑船舶靠泊系缆。

3.3 接岸软基处理

本工程上覆软土层厚度较大，护岸前后一定范围内必须先进行软基处理，地基处理设计采用水泥土搅拌桩复合地基方案，其中单轴搅拌桩直径600mm，正方形布置，桩间距2.0m（或1.5m）；三轴搅拌桩直径为650mm，轴间距为450mm，矩方形布置，桩间距为1.9m×2.5m；采用跳打施工，防止相邻桩穿孔，搅拌桩长度满足整体稳定性要求，施工时采用四搅二喷的施工工艺。水泥土搅拌桩复合地基检测合格后，方可进行下一个工序施工。