秋浦港区殷汇公用码头地下皮带机廊道设计

摘 要：地下皮带机廊道作为物料运输的关键设备，在矿产、能源、制造等领域的应用日益广泛。通过秋浦港区殷汇公用码头的地下皮带机廊道的设计过程，介绍建筑、结构、水电等专业的设计思路。

关键词：水运工程；工业建筑设计；地下皮带机廊道

中图分类号：U653.928 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2024）09-0060-03

收稿日期：2024-05-14

作者简介：胡奕飒（1992—），男，安徽合肥人，本科，工程师，研究方向：结构设计。

通讯作者：方益宇（1996—），男，安徽安庆人，本科，工程师，研究方向：建筑设计。

1 项目概况

本工程地处池州市贵池区殷汇镇境内、秋浦河右岸，池州港秋浦港区殷汇作业区，G50沪渝高速桥上游约270 m，距入江口约32.7 km。为满足当地矿产资源运输的需求，有效降低货物运输成本，增加企业市场竞争力，充分发挥内河水运运能大、能耗小、成本低、占地少、污染轻的优势。本工程现拟在第一块通用泊位区位于秋浦河右岸，G50沪渝高速大桥上游270 m处新建9个500吨级（水工结构兼顾1 000 t级）通用泊位，主要包括码头岸线的水域、对应的后方配套设施及进港道路等工程设施[1]。

2 项目总平面布置

本项目分为水域和陆域两个部分，皮带机坑道位于陆域部分的散货仓库内部，本文着重介绍陆域部分平面布置。

后方陆域按功能分区进行布置，主要分为生产仓储区、生产辅助区以及生活办公区。后方陆域采用阶梯式设计，生产区散货仓库及进出口主干道高程设计为▽20.0 m，件杂货堆场高程设计为▽17.0 m，生活区陆域高程设为▽21.5 m。生产仓储区紧邻码头平台正后方，1#～6#泊位后方布置散货仓库，仓库平面尺寸为424 m×132 m，货物通过卸车地坑+皮带机运输至码头平台。共设置6条皮带机坑道。

3 皮带机坑道优缺点分析

简单分析皮带机廊道的存在的优缺点，来阐明本项目采取地廊做法的优势所在。

皮带机地廊的优点：①地廊取料对仓库的利用率较高，同等条件下相对于刮板取料机仓库的总库容更大。但仓库能自然落料的活容积与地廊的密度与物料特性有关，0～5 mm机制砂（拌湿）地廊自然落料的范围较小，能自然落料的活容积约占20%，需长期配备装载机或挖掘机在旁辅助作业。5～10 mm、10～26 mm、26～31.5 mm的骨料地廊自然落料的范围更大，活容积约占40%，但仍需装载机与一旁辅助作业。利用装载机可对仓库总库容进行充分利用。②地廊取料的设备投资较小，且发生故障较好处理。发生堵料时利用装载机与挖掘机辅助即可清理。相比于其他运输方式，皮带机廊道的建设和维护成本相对较低。而且由于其结构简单，后期维护和修理也相对容易，能够降低企业的运营成本。③适应性强：皮带机廊道可以适应不同的地形和气候条件，通过合理的设计和安装，可以克服各种地形障碍，实现物料在不同地点之间的灵活输送。④环保节能：皮带机廊道在运输过程中产生的噪音和粉尘污染相对较小，符合环保要求。同时，其运行效率高，能够降低能源消耗，实现绿色生产。

皮带机地廊的缺点：①地廊取料需要装载机或挖掘机的长期辅助，需要配备的人员较多，且装载机或挖掘机运行的能耗也较大。②地廊设备由于安装在地下结构内部，后期维护及检修困难。虽然皮带机廊道的维护成本相对较低，但为了确保其正常运行，需要定期对皮带、滚筒、托辊等部件进行检查和更换。对操作人员的技能要求也较高，需要具备一定的专业知识和经验。

综合对比分析皮带机地廊的优缺点，发现了皮带机地廊的诸多独特优势，也分析了其缺陷。综合考虑，本项目采用皮带机地廊的方式进行物料运输。

4 建筑设计

秋浦港区殷汇公用码头皮带机坑道位于散货仓库中，共6条平行布置。单条长度119.5 m，坑道净宽度3.60 m，侧墙厚度0.5 m，总宽度4.60 m。坑道尾端底板顶标高为-6.000 m（仓库内地面相对标高为0.000 m），坡度为14%，到坑道出口处12.80 m的位置，此处底板顶标高为-4.500m。在此处坑道坡度为25%，爬坡至室外地面连接室外皮带机廊道。单条坑道设置四个落料口，其中尾端落料洞口尺寸为5 m×8 m，其余三个落料洞口尺寸相同，为4 m×4 m。

地下皮带机廊道按照戊类厂房标准设计，根据规范《建筑设计防火规范》（GB50016—2014 2018年版）[2]表3.7.4中规定，戊类地下厂房，厂房内任一点至最近的安全出口的直线距离不大于60 m。本项目单条皮带机坑道从尾端至皮带机出口端长度为119.5 m，因此需设置两个安全出口分别位于头尾两端。

根据3.7.5条中规定，疏散楼梯的最小净宽不宜小于1.10 m，疏散走道的最小净宽度不宜小于1.40 m，门的最小净宽度不宜小于0.90 m。因此本项目根据规范要求设置的疏散通道净宽为1.50 m，疏散门的净宽1.20 m，直接连通仓库室外地面。如图1所示。

地下皮带机廊道的防水层设计中底板从顶到底做法为：①15厚1：2.5水泥砂浆；②35厚C15细石混凝土；③2厚聚合物水泥基防水涂料；④最薄30厚C20细石混凝土找坡层抹平；⑤水泥浆一道（内掺建筑胶）；⑥防水混凝土底板（抗渗等级P8）；⑦预铺反粘卷材防水层（1.2厚高分子自粘胶膜防水卷材）；⑧100厚C15混凝土垫层；⑨素土夯实。

侧墙从外到内侧做法为：① 6厚1：2.5水泥砂浆面层；②12厚1：3水泥砂浆打底扫毛；③刷聚合物水泥浆一道；④2厚聚合物水泥基防水涂料；⑤防水混凝土外墙（抗渗等级P8）；⑥刷素水泥浆一道（内掺建筑胶）；⑦防水涂料防水层（2厚聚氨酯防水涂料）；⑧10厚1：3水泥砂浆抹平。

顶板做法为：①50厚C20细石混凝土保护层；②2厚聚合物水泥基防水涂料；③20厚1：2.5水泥砂浆找平层；④防水混凝土顶板（抗渗等级P8）。

5 结构设计

结构专业是地下皮带机廊道设计的核心之一。在设计过程中，结构专业充分考虑了廊道的承载能力、稳定性以及耐久性。通过对廊道进行精确的结构计算和分析，参考了《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010 2016年版）[3]，确定了合理的截面尺寸、材料选择以及连接方式。为确保廊道在运营过程中的安全性，还进行了严格的抗震等自然灾害的考虑。

5.1 地基处理

根据池州港秋浦港区殷汇公用码头工程岩土工程勘察报告[4]，堆场及散货仓库场地整平设计标高为17.00～20.0 m，约一半为填方区域，一半为挖方区域。对于填方区域，建议平整场地前清表，将草根、树根等清除干净，将山间洼地中厚层软弱土挖除或部分挖除，回填时分层碾压，如填土满足浅基础地基承载力要求，可采用浅基础，不满足，则采用地基处理或桩基础；对于挖方区域，设计标高处对应的地层为④层粉质黏土、⑥1层强风化泥质粉砂岩、⑥2层中风化泥质粉砂岩，承载力较高，可直接作为持力层。

地基处理首先对后方场地原地面进行清表，厚度约30 cm，表层分布有块石、建筑碎砖以及植物根茎等，应清除掉；沟塘处清表、清淤后回填开山石并进行压实，压实度（重型）需满足设计要求。

5.2 上部结构设计

计算软件为PKPM，版本号2024版（21规范V2.2.0.0），计算时采用分段计算，选取三个标准段。第一个为皮带机廊道尾部，包括尾端墙壁、集水坑洞口、尾端落料尺寸为5 m×8 m的洞口。第二个为中间标准段，包括了普通地廊的两侧墙壁、中间的普通落料尺寸4 m×4 m的洞口。第三个为皮带机廊道头部，主要为伸出地面与外部皮带机封闭棚连接的Rf53oGaZ8nZue1h34Iling==部分。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010 2016年版）[3]《中国地震动峰值加速度区划图》（GB 18306—2015）[5]，拟建码头处于安徽省池州市贵池区殷汇镇Ⅱ类场地条件下，地震动峰值加速度0.05 g，抗震设防烈度为6度，基本地震动加速度反应谱特征周期值为0.35 s。

地坑顶板和仓库内地面平齐，上部堆载按照工艺专业提资为120 kPa，故顶板，及周边地面场地设计荷载按照12 t/㎡取值计算考虑。顶板厚度取值500 mm，两侧墙壁厚度500 mm，底板厚度500 mm，底板外挑出侧壁长度为800 mm；基础底板下部在回填土区域做500 mm厚级配碎石换填层后上部再做100 mm厚C20混凝土垫层后施工基础底板。顶板内每隔5 m设置一道500 mm×500 mm拉梁。

经过计算顶板配筋双层双向18@100，顶板厚度500 mm；侧壁配筋为3层，竖向配筋 20@150，横向配筋 18@150，侧壁厚度500 mm；底板上、下两层双向 20@150。侧壁在距离底板30 cm高的位置设置一道3 mm厚钢板止水带。根据规范《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010 2015年版）[6]表8.1.1条规定挡土墙、地下室墙壁等类结构，位于室内或者土中且采用现浇式的伸缩缝最大间距为30 m，因此本项目地廊的伸缩缝30 m设置一道。

6 电气设计

电气与自动化专业是地下皮带机廊道设计的另一重要组成部分。在这一领域，电气专业设计人员注重实现廊道的智能化、自动化运行。通过合理的电气系统设计，确保了廊道内的照明、通风等基础设施的正常运行。同时，自动化控制系统的应用使得廊道的运行更加高效、便捷，降低了人力成本。

殷汇码头皮带机坑道内照明灯具采用220V 30W三防灯具，灯具吸顶安装。皮带机坑道内动力负荷包括1组卸车漏斗、3组地坑漏斗及，动力电缆沿地坑侧墙的200×100低压电缆桥架敷设。地坑内通长敷设40*4镀锌扁铁作为接地干线，所有设备金属外壳、桥架及皮带机支架均应可靠接地，接地干线两端与仓库接地网可靠连接。

7 给排水设计

给排水与消防专业是地下皮带机廊道设计中不可忽视的一环。设计团队在设计过程中充分考虑了廊道的排水需求，合理布置了排水管道和消防设施。这不仅确保了廊道在雨季等恶劣天气下的正常运行，还为应对突发火灾等紧急情况提供了有力的保障。

地坑消防按照戊类厂房标准设计，根据《建筑设计防火规范》（GB50016—2014 2018年版）[2]第3.3.1条规定戊类地下厂房每个防火分区最大允许建筑面积为1 000㎡，本项目地坑建筑面积为645.39㎡，可不设置防火墙或自动灭火系统。地坑内部排水系统根据自然坡度排水，尾端设置集水坑，尺寸1.5 m×1.5 m ×1.2 m，内设两台排水泵，一用一备，根据液位控制系统实现水泵自动启停，满足皮带机地廊内部的排水需求。

8 结束语

本文深入探讨了秋浦港区殷汇公用码头地下皮带机廊道设计，简单介绍了地下皮带机廊道各个专业的设计思路，多专业协作的过程。通过结构、电气与自动化、给排水与消防以及环保与节能等专业的共同努力，确保了廊道的安全、稳定、高效运行。这一设计不仅提高了码头的工艺转运效率，还为未来的可持续发展奠定了坚实的基础，也为未来其他项目提供了一定参考意义。

参考文献

[1] 安徽省交通勘察设计院有限公司.秋浦港区殷汇公用码头项目施工图设计总说明.2024年1月[Z].

[2] 中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GB50016-2014 2018年版）[S].

[3] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2010 2016年版）[S].

[4] 安徽省交通勘察设计院有限公司.池州港秋浦港区殷汇公用码头工程岩土工程勘察报告.2023年9月[Z].

[5] 中华人民共和国国家标准.中国地震动峰值加速度区划图（GB 18306- 2015）[S].

[6] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2010 2015年版）[S].