廣東某客運碼頭工程設計與方案優(yōu)化

連長秋 廣東省航運規(guī)劃設計院有限公司

1.工程概況

客運碼頭的服務主體是人，與傳統(tǒng)的貨運碼頭追求運輸?shù)母咝什煌?，客運碼頭的設計始終要體現(xiàn)“以人為本”的思想和原則，在總體布局和流程設計上要做到安全、方便、快捷和舒適，疏港交通要實現(xiàn)“人車分流”和各種交通組織的“無縫銜接”，在配套設施上追求人性化，在景觀布置上追求美感。本文以某新客運碼頭工程設計為例，該工程位于中山市翠亨新區(qū)馬鞍島東五圍，東臨珠江口，距中山市區(qū)約30km，至澳門外港客運碼頭約25海里，至香港國際機場24海里，至蛇口客運港20海里。本工程建設12個泊位，其中客運泊位10個（8個為港澳線泊位和2個為國內線泊位），維修泊位2個。碼頭占用岸線長度400m，共形成岸線約625m。

2.碼頭平面布局方案優(yōu)化設計

平面布置的主要思路是考慮到不超出防洪治導線，布置一個挖入式的港池，通過設置防波堤形成一個良好掩護的水域，以降低該區(qū)域風浪對客船泊穩(wěn)的影響。在南北端各設置一個口門，有利于進出港船舶分開管理。

采用順岸布置1個挖入式港池，在防波堤形成的有掩水域內布置了12個泊位。港池內由南側5座長52.4m，寬16m的突堤式碼頭和防波堤接岸A、接岸B形成6個停泊水域以及進港制動水域，國內線泊位布置在北端1座突堤式碼頭兩側，港澳線泊位布置在南側4座突堤式碼頭兩側，突堤式碼頭頂標高為3.0m；維修泊位布置在接岸B上。接岸B、C與現(xiàn)有堤圍相連，達到了對后方陸域的防護功能，接岸B、C頂標高5.0m。

碼頭平面總體優(yōu)化主要體現(xiàn)在口門、防波堤、進出港航道、維修泊位布置的優(yōu)化等方面：（1）改善了防波堤布置，形成更加良好的港池內泊穩(wěn)環(huán)境；（2）合理布置口門及航道，避免對臨近工程及過往船只造成影響，并減少泥沙回淤量，降低營運期維護成本；（3）優(yōu)化水域布置，在保障安全的前提下，盡量充分合理利用有限的港內水域空間，使得港區(qū)內生產(chǎn)運營更加順暢。

3.水工結構方案優(yōu)化設計

本工程通過設置島式防波堤、突堤式防波堤和防波堤接岸A形成一個有掩護水域。根據(jù)鉆探資料分析，上覆土層為人工填土、第四系全新統(tǒng)海陸相交互沉積層和河流相沖積層，主要為淤泥類土，粘性土和砂類土，下伏基巖為燕山期花崗巖。強風化花崗巖層層頂標高平均值為-35.82m，其上的軟土層力學指標較差，厚度較大，其中淤泥最大厚度為18.00m，淤泥質粉質粘土平均層厚為16.39m，綜合考慮水利防洪方面的要求，本工程水工結構適宜采用樁基結構型式，突堤式碼頭采用高樁梁板結構，防波堤采用高樁透空式結構與板樁結構進行比選，接岸結構采用高樁梁板+斜坡式護岸組合結構與板樁結構進行比選。本文主要對防波堤結構和接岸結構設計方案進行比選和優(yōu)化分析。高樁梁板結構為水工常見型式，施工經(jīng)驗豐富，對地質適應性較板樁結構好，且PHC樁在港口工程中應用廣泛、工期短、可批量生產(chǎn)，強度高，質量穩(wěn)定，有成熟的工藝，另外鋼板樁的耐久性較差，造價高，故推薦采用高樁梁板結構。

3.1 防波堤結構方案

突堤式防波堤位于橫四涌口，緊鄰防波堤接岸A，長70m，寬10m；島式防波堤位于突堤式防波堤和接岸B之間，長174m，寬10m；防波堤接岸A位于橫四涌南側，突堤式防波堤和接岸C之間，長132.4m，寬10m。為方便船舶進出港，島式防波堤和突堤式防波堤堤頭部分呈半圓形。防波堤采用高樁透空式結構，本設計根據(jù)不同位置波浪作用不同，防波堤相應采用不同的結構，分述如下。

圖1 碼頭平面布置圖

圖2 接岸B結構斷面圖

（1）島式防波堤和突堤式防波堤。島式防波堤和突堤式防波堤位于常浪向，受波浪影響較大，故其結構采用每個排架布置4根樁（雙叉樁）的5.0m排架間距方案。

防波堤采用高樁透空式結構，防波堤頂高程3.0m，考慮到越浪對防波堤結構造成影響，在防波堤堤頂海側設置直立式胸墻，胸墻頂標高3.8m,寬0.5m。樁基采用直徑800mmPHC管樁，排架間距為5.0m，每個排架下布置4根樁，包括2對叉樁（斜率5:1），樁基持力層為強風化花崗巖層。樁基通過樁帽與上部結構連接。上部結構為現(xiàn)澆橫梁、預制和現(xiàn)澆縱梁、疊合面板組成的梁板式結構。防波堤外側設置擋浪板，采用預制結構，擋浪板底標高為-2.3m，擋浪板下設置拋石棱體。

（2）防波堤接岸A。防波堤接岸A雖不位于常浪向，但仍然會受到波浪衍射和折射的影響，同時為減少泥沙落淤、并避免橫四涌內來往船舶產(chǎn)生的船行波影響港內泊穩(wěn)，防波堤接岸A結構亦采用高樁透空式結構，每個排架布置3根樁的6.75m排架間距方案。

樁基采用直徑800mmPHC管樁，排架間距為6.75m，每個排架下布置3根樁，其中1根直樁，1對叉樁（斜率5:1），樁基持力層為強風化花崗巖層。上部結構與島式防波堤和突堤式防波堤基本相同，采用梁板式結構，防波堤外側設置擋浪板，擋浪板下設置拋石棱體。

3.2 接岸結構方案

接岸結構采用高樁梁板+斜坡式護岸組合結構。

接岸B 段位于工程南側，長度141.7m，高樁梁板平臺寬17.05m（20.5m），頂高程5.0m，內側底標高為-4.2m，由高樁梁板平臺和斜坡式護岸兩部分組成。高樁梁板平臺樁基采用直徑800mm PHC樁，排架間距7m，每榀排架設置5根樁，分別為兩對半叉樁和一根直樁，樁基以強風化層作為持力層?；鶚锻ㄟ^樁帽與下橫梁相連接，上部結構框架分2層，各層標高從上至下分為為5.0m和0.85m，層高2.15m。接岸B上部結構為預制、現(xiàn)澆疊合式面板（預制180mm+現(xiàn)澆120mm），預制縱梁（高1.2m、寬0.6m）、預制靠船構件、現(xiàn)澆上下橫梁（高2.0m，底寬1.2，頂寬0.8m）組成的梁板式結構。接岸B前沿布置為2個維修泊位，并設置橡膠護舷、系船柱，供船舶靠泊系纜。

高樁梁板平臺通過護岸結構與后方陸域連接，護岸結構采用斜坡式結構型式，頂高程為5.0m。在開挖面上鋪設600mm厚的混合碎石倒濾層和厚400mm的二片石墊層，護面選用200kg～500kg塊石，2層厚1000mm，坡比為1:2.5；坡頂設置漿砌塊石擋土墻，高3m，擋墻下設10kg～100kg的拋石基床，其后設置倒濾層并回填中粗砂填料作為后方用地。

接岸C 位于工程西側，長度為414.5m，其后方為聯(lián)檢客運大樓等區(qū)域。接岸C結構型式與接岸B基本相同，接岸C不考慮船舶靠泊系纜。

3.3 接岸軟基處理

本工程上覆軟土層厚度較大，護岸前后一定范圍內必須先進行軟基處理，地基處理設計采用水泥土攪拌樁復合地基方案，其中單軸攪拌樁直徑600mm，正方形布置，樁間距2.0m（或1.5m）；三軸攪拌樁直徑為650mm，軸間距為450mm，矩方形布置，樁間距為1.9m×2.5m；采用跳打施工，防止相鄰樁穿孔，攪拌樁長度滿足整體穩(wěn)定性要求，施工時采用四攪二噴的施工工藝。水泥土攪拌樁復合地基檢測合格后，方可進行下一個工序施工。

4.結語

根據(jù)項目實際情況，經(jīng)過平面、結構比選，最后選擇了布局新穎、造價低、施工便捷的方案，項目實施過程中達到了預期效果，安全可靠，滿足使用要求。如今新客運碼頭工程已經(jīng)交工驗收，待綜合聯(lián)檢大樓及其他配套設施建成運營后，未來的新客運碼頭將成為珠江口西岸前往3大國際機場的重要水路客運樞紐，積極融入粵港澳大灣區(qū)！