某海事基地码头组合形式研究
柯林杰
摘 要：海事基地停靠船舶设计船型尺寸和设计水位差异较大，为满足某海事基地搜救和执法艇的停靠，同时满足现场执法驻守的需要，提出了将固定式码头与趸船浮码头串行组合的优化布置形式。组合形式可发挥固定式码头与趸船浮码头各自系靠泊不同船型的优点，且趸船上部建筑还可作为海事现场执法驻守和办公场所。组合布置形式不仅适用于交通部支持系统码头，也可推广应用于渔业码头、游艇码头等其他码头。
关键词：海事码头；趸船；组合形式；串行组合；码头布置
中图分类号：U656.1 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）5-0054-03
1 工程背景
随着长江-12.5m深水航道整治工程的实施，长江下游沿线港口码头的建设和进出辖区港口船舶的数量大幅增长，且船舶大型化趋势明显，船舶引航需求越来越多，相应水上监管任务急剧增加。交通部《关于实行长江干线海事巡航与救助一体化管理的通知》（交海发[2004]395号）文件精神，按照“就近救援，快速反应”的原则，明确“长江救助力量的建设以‘海事巡航与救助一体化作为方向”，实现“人命救助，快速高效”的目标， 根据江苏海事局对救助基地、站点配布要求和在规定时间内到达遇险现场的要求，需要在长江沿线布置多个海事搜救基地且具备溢油应急处理能力，为了做好辖区内水上安全监督管理工作，实现水上快速反应，必须加强海事基础设施的建设，以满足水运和水上安全监督的需要，实现海事发展内外客观的要求。
1.1 设计船型（见表1）
1.2 自然条件
（1）设计水位（1985 国家高程）：设计高水位2.92m（高潮累积频率10%），设计低水位-0.43m（低潮累积频率90%），极端高水位5.02m（重现期五十年一遇），极端低水位-1.34m（重现期五十年一遇）。
（2）潮流特征：拟建工程岸段位于长江河口段上端，受潮流和径流的双重影响，潮流的性质为非正规半日潮流，潮流运动呈往复流形态。设计流速取2.0m/s。
（3）地质条件：工程水域地基土为第四系全新统冲积、淤积而成，处于相对稳定的状态。自上而下依次为：①素填土，以粉质粘土夹粉土为主，流塑～软塑，密实度不均，湿～饱和；②淤泥质粉质粘土，灰褐色，局部表层为淤泥，夹薄层灰色粉土、粉砂，流塑，干强度中等，高韧性，摇振反应无，切面光滑；③粉质粘土夹粉土，灰褐色，夹层灰色，水平层理，粉质粘土流塑～软塑，干强度中等，中等韧性，摇振反应慢，有光泽，粉土稍密，很湿；④粉细砂，灰色，局部夹同色粉土及薄层灰褐色粉质粘土，水平层理，主要由石英、云母等原生矿物组成，中密～密实，饱和；⑤中细砂，灰、灰黄、灰白色，主要由石英、长石、云母等原生矿物组成，含灰黄色粒径2mm～10mm圆状石。
2 建设规模
本工程为海事地基工作船码头，固定码头主要停靠溢油回收船、装卸溢油设备的3000吨级江海轮和江苏海事局60m级大型海巡艇定期全辖区巡航时临时停靠，同时兼靠搜救船，以及遇险的社会船舶等；固定码头还作为溢油应急物资的装卸平台；60m定型趸船主要停靠如皋海事局现有4艘小型海巡艇和正在建造中的40m级海巡艇，并提供足够的后勤保障。
综合以上因素拟建码头结构形式为固定码头和浮码头结合的形式。固定码头为120×18m（长×宽）高桩码头，浮码头为趸船（60×12×2.2m钢质趸船）、固定引桥97.0×7m（长×宽），活动钢引桥27×3m（长×宽）。
3 水域平面布置组合形式的提出
海事工作船码头，通常可选用的码头形式为固定式码头或趸船浮码头。固定式码头结构牢固、耐久性好，抗风浪能力强，在海港及内河中大型海事码头建设中被广泛采用。趸船浮码头适应水位变化能力强，干舷高度低，方便小型海巡艇船员上下码头。海事基地根据定能定位不同，往往在停靠开始执法船舶的同时，还需要停靠溢油回收船、装卸溢油设备船舶等其他大型船舶。
本项目工程水域位于福北水道和天生港水道交汇处，属于长江下游感潮河段，涨落潮时流态紊乱，水流条件极差。设计船型中的中大型海巡艇，溢油回收船、装卸溢油设备的3000吨级江海轮和江苏海事局60m级大型海巡艇，在靠泊时船舶荷载较大，且干舷高度较高，为安全和上下船方便考虑，应采用固定式码头靠泊，码头結构牢固、耐久性好，抗风浪能力强。
设计船型中的小型海巡艇，现有24m、18m、12.8m和8m海巡艇和正在建造中的46.5m海巡艇，船舶荷载较小，干舷高度较低，且河道水位变化较大，可采用趸船浮码头停靠，趸船适应水位变化能力强，方便小型海巡艇船员上下码头，同时，趸船上部建筑还可作为海事现场执法驻守和生活场所。
综合考虑工程实际使用功能、码头停靠安全、远期发展需要以及投资成本等因素，本工程海事码头采用了固定式码头和趸船浮码头相结合的组合布置形式。
其中，固定码头布置于上游，主要停靠溢油回收船、3000吨级江海轮，江苏海事局60m级大型海巡艇定期全辖区巡航时临时停靠，并作为溢油应急物资的装卸平台；同时考虑汽车吊的作业要求，根据类似工程的经验，拟建固定码头规模采用120×18m（长×宽）高桩码头、固定引桥规模97.0×7m（长×宽）。码头顶面高程为▽5.30m，前沿底高程为▽-4.50m。
趸船码头距离上游固定码头20m，主要需满足5 艘小型海巡艇靠泊，并提供足够的后勤保障；同时，还需满足执法办案、服务行政相对人的需求，成为执法人员及船员值班待命、应急指挥、执法办案场所，趸船采用钢质趸船，尺度为60×12×2.2m（型长×型宽×型深），活动钢引桥27×3m（长×宽）。
4 水域平面布置组合形式的方案比选
4.1 两种组合设计方案
本海事码头采用了固定式码头和趸船浮码头相结合的组合布置形式，根据两者的相对位置，可有两种组合方案。
4.1.1 组合形式方案一（串行组合）
固定码头布置于上游，前沿采用直线型顺岸布置，布置3000吨级江海轮泊位1个，泊位总长120m，码头宽度18m，码头停泊水域宽33m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域长轴直径取240m，短轴直径取144m。
趸船码头距离上游固定码头20m，前沿线与固定码头齐平，趸船泊位长度60m，停泊水域宽11.5m，停靠的小型海巡艇制动性能好，实际操控灵活，无需在码头前沿设置回旋水域。
固定码头与后方防洪大堤通过97.0×7m（长×宽）钢筋混凝土固定引桥相连，趸船通过27×3m（长×宽）活动钢引桥与固定码头相连。
4.1.2 组合形式方案二（并列组合）
外侧为固定码头，前沿采用直线型顺岸布置，布置3000吨级江海轮泊位1个，在无溢油设备应急物资装卸时，主要停靠溢油回收船和46.5m海巡艇，泊位总长120m，码头宽度18m，按停靠最大船型核算，码头停泊水域宽19m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域长轴直径取240m，短轴直径取144m。
趸船码头位于固定码头内侧，距离前方固定码头20m平行布置。趸船尺度同方案一，趸船内外侧各布置2个小型海巡艇泊位，停泊水域宽11.5m，码头停靠船舶较小，也无需在码头前沿设置回旋水域。
固定码头与后方防洪大堤通过123.6×7m（长×宽）钢筋混凝土固定引桥相连，趸船通过27×3m（长×宽）活动钢引桥与固定引桥相连。
4.2 两种组合方案比选
串行组合（方案一）的优点是固定码头前沿线与等深线平行，船舶泊稳条件好；引桥较短，对主航道影响较小；投资较小。缺点是占用岸线较长，趸船位于外侧，抗风浪效果相对较差。
并列组合（方案二）的优点是趸船位于固定码头内侧，抗风浪效果好；占用岸线较短。缺点是固定码头前沿线与等深线不平顺，泊稳条件较差；引桥较长，对主航道影响较大；投资较大。
这两个水域平面布置组合形式方案在技术上均是可行的，但考虑远期的发展需要，综合比较，采用串行组合（方案一），此方案布置如图1所示。
5 装卸工艺
机械荷载：海事执法车（近期）；25T轮胎吊、10T平板车及牵引车（远期）。
均布荷载20.0kN/m2，人群荷载：3.0kN/m2。
6 水工建筑物结构设计
本工程水工建筑物包括：码头平台、固定引桥、钢质趸船、活动钢引桥等。根据建筑物的重要性和作用，确定上述码头、引桥等水工建筑物安全等级均为Ⅱ级。
固定码头采用高桩梁板式结构，泊位总长120m，分段长度60m，横向排架间距8m，其下布置5根Ф800mmPHC桩，其中3根直桩和1对叉桩，桩长52m。码头横梁为整体现浇，纵梁、前、后边梁、靠船构件、面板等均为预制构件，现场装配后再现浇成整体。每个排架竖向布置2组DA-400H2000L拱形橡胶护舷，竖向护舷之间布置2组横向DA-200H1000L拱型橡胶护舷，以防船舶直接撞击码头。为方便船舶系缆，上下层系缆平台每隔16m分别设置450kN、150kN系船柱。
固定引桥由排架和上部结构组成，标准排架间距为16m，排架下布置Ф1000mm钻孔灌注桩，桩长50m；上部结构采用大跨度预制空心板梁，在接岸处与重力式混凝土挡墙衔接。
钢质趸船尺度为60×12×2.2m（总长×型宽×型深），采用錨系固定，拢、开锚与趸船的夹角取45°，引、领水锚与趸船纵向轴线平行。经核算趸船抛锚对直立式码头靠船无影响。趸船通过27m×3m的钢引桥与固定码头下游端衔接。
7 结论
（1）本项目中海事码头采用固定码头和趸船码头组合的布置形式。上游码头为固定码头，趸船码头位于固定码头下游，前沿采用直线型顺岸布置。这种组合形式，既发挥了固定式码头结构牢固、耐久性好，抗风浪能力强的作用，又利用了趸船码头干舷高度低的特点，方便了小型海巡艇船员上下码头，且趸船适应水位变化能力强，上部建筑还可作为海事现场执法驻守和办公场所。这样，不仅很好地满足了海事基地实际使用功能的要求，而且兼顾了远期发展需要，同时也节约了投资。
（2）本项目中海事码头采用的固定码头和趸船码头组合的布置形式，不仅适用于海事码头，也可推广应用于交通支持系统其他码头、渔业码头、游艇码头等其他用途当中。
参考文献：
[1] 《斜坡码头及浮码头设计与施工规范》（JTJ 294-1998 [S]. 1998）.
[2] 《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）.
[3] 《高桩码头设计规范》（JTS167-1-2010）.
摘 要：海事基地停靠船舶设计船型尺寸和设计水位差异较大，为满足某海事基地搜救和执法艇的停靠，同时满足现场执法驻守的需要，提出了将固定式码头与趸船浮码头串行组合的优化布置形式。组合形式可发挥固定式码头与趸船浮码头各自系靠泊不同船型的优点，且趸船上部建筑还可作为海事现场执法驻守和办公场所。组合布置形式不仅适用于交通部支持系统码头，也可推广应用于渔业码头、游艇码头等其他码头。
关键词：海事码头；趸船；组合形式；串行组合；码头布置
中图分类号：U656.1 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）5-0054-03
1 工程背景
随着长江-12.5m深水航道整治工程的实施，长江下游沿线港口码头的建设和进出辖区港口船舶的数量大幅增长，且船舶大型化趋势明显，船舶引航需求越来越多，相应水上监管任务急剧增加。交通部《关于实行长江干线海事巡航与救助一体化管理的通知》（交海发[2004]395号）文件精神，按照“就近救援，快速反应”的原则，明确“长江救助力量的建设以‘海事巡航与救助一体化作为方向”，实现“人命救助，快速高效”的目标， 根据江苏海事局对救助基地、站点配布要求和在规定时间内到达遇险现场的要求，需要在长江沿线布置多个海事搜救基地且具备溢油应急处理能力，为了做好辖区内水上安全监督管理工作，实现水上快速反应，必须加强海事基础设施的建设，以满足水运和水上安全监督的需要，实现海事发展内外客观的要求。
1.1 设计船型（见表1）
1.2 自然条件
（1）设计水位（1985 国家高程）：设计高水位2.92m（高潮累积频率10%），设计低水位-0.43m（低潮累积频率90%），极端高水位5.02m（重现期五十年一遇），极端低水位-1.34m（重现期五十年一遇）。
（2）潮流特征：拟建工程岸段位于长江河口段上端，受潮流和径流的双重影响，潮流的性质为非正规半日潮流，潮流运动呈往复流形态。设计流速取2.0m/s。
（3）地质条件：工程水域地基土为第四系全新统冲积、淤积而成，处于相对稳定的状态。自上而下依次为：①素填土，以粉质粘土夹粉土为主，流塑～软塑，密实度不均，湿～饱和；②淤泥质粉质粘土，灰褐色，局部表层为淤泥，夹薄层灰色粉土、粉砂，流塑，干强度中等，高韧性，摇振反应无，切面光滑；③粉质粘土夹粉土，灰褐色，夹层灰色，水平层理，粉质粘土流塑～软塑，干强度中等，中等韧性，摇振反应慢，有光泽，粉土稍密，很湿；④粉细砂，灰色，局部夹同色粉土及薄层灰褐色粉质粘土，水平层理，主要由石英、云母等原生矿物组成，中密～密实，饱和；⑤中细砂，灰、灰黄、灰白色，主要由石英、长石、云母等原生矿物组成，含灰黄色粒径2mm～10mm圆状石。
2 建设规模
本工程为海事地基工作船码头，固定码头主要停靠溢油回收船、装卸溢油设备的3000吨级江海轮和江苏海事局60m级大型海巡艇定期全辖区巡航时临时停靠，同时兼靠搜救船，以及遇险的社会船舶等；固定码头还作为溢油应急物资的装卸平台；60m定型趸船主要停靠如皋海事局现有4艘小型海巡艇和正在建造中的40m级海巡艇，并提供足够的后勤保障。
综合以上因素拟建码头结构形式为固定码头和浮码头结合的形式。固定码头为120×18m（长×宽）高桩码头，浮码头为趸船（60×12×2.2m钢质趸船）、固定引桥97.0×7m（长×宽），活动钢引桥27×3m（长×宽）。
3 水域平面布置组合形式的提出
海事工作船码头，通常可选用的码头形式为固定式码头或趸船浮码头。固定式码头结构牢固、耐久性好，抗风浪能力强，在海港及内河中大型海事码头建设中被广泛采用。趸船浮码头适应水位变化能力强，干舷高度低，方便小型海巡艇船员上下码头。海事基地根据定能定位不同，往往在停靠开始执法船舶的同时，还需要停靠溢油回收船、装卸溢油设备船舶等其他大型船舶。
本项目工程水域位于福北水道和天生港水道交汇处，属于长江下游感潮河段，涨落潮时流态紊乱，水流条件极差。设计船型中的中大型海巡艇，溢油回收船、装卸溢油设备的3000吨级江海轮和江苏海事局60m级大型海巡艇，在靠泊时船舶荷载较大，且干舷高度较高，为安全和上下船方便考虑，应采用固定式码头靠泊，码头結构牢固、耐久性好，抗风浪能力强。
设计船型中的小型海巡艇，现有24m、18m、12.8m和8m海巡艇和正在建造中的46.5m海巡艇，船舶荷载较小，干舷高度较低，且河道水位变化较大，可采用趸船浮码头停靠，趸船适应水位变化能力强，方便小型海巡艇船员上下码头，同时，趸船上部建筑还可作为海事现场执法驻守和生活场所。
综合考虑工程实际使用功能、码头停靠安全、远期发展需要以及投资成本等因素，本工程海事码头采用了固定式码头和趸船浮码头相结合的组合布置形式。
其中，固定码头布置于上游，主要停靠溢油回收船、3000吨级江海轮，江苏海事局60m级大型海巡艇定期全辖区巡航时临时停靠，并作为溢油应急物资的装卸平台；同时考虑汽车吊的作业要求，根据类似工程的经验，拟建固定码头规模采用120×18m（长×宽）高桩码头、固定引桥规模97.0×7m（长×宽）。码头顶面高程为▽5.30m，前沿底高程为▽-4.50m。
趸船码头距离上游固定码头20m，主要需满足5 艘小型海巡艇靠泊，并提供足够的后勤保障；同时，还需满足执法办案、服务行政相对人的需求，成为执法人员及船员值班待命、应急指挥、执法办案场所，趸船采用钢质趸船，尺度为60×12×2.2m（型长×型宽×型深），活动钢引桥27×3m（长×宽）。
4 水域平面布置组合形式的方案比选
4.1 两种组合设计方案
本海事码头采用了固定式码头和趸船浮码头相结合的组合布置形式，根据两者的相对位置，可有两种组合方案。
4.1.1 组合形式方案一（串行组合）
固定码头布置于上游，前沿采用直线型顺岸布置，布置3000吨级江海轮泊位1个，泊位总长120m，码头宽度18m，码头停泊水域宽33m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域长轴直径取240m，短轴直径取144m。
趸船码头距离上游固定码头20m，前沿线与固定码头齐平，趸船泊位长度60m，停泊水域宽11.5m，停靠的小型海巡艇制动性能好，实际操控灵活，无需在码头前沿设置回旋水域。
固定码头与后方防洪大堤通过97.0×7m（长×宽）钢筋混凝土固定引桥相连，趸船通过27×3m（长×宽）活动钢引桥与固定码头相连。
4.1.2 组合形式方案二（并列组合）
外侧为固定码头，前沿采用直线型顺岸布置，布置3000吨级江海轮泊位1个，在无溢油设备应急物资装卸时，主要停靠溢油回收船和46.5m海巡艇，泊位总长120m，码头宽度18m，按停靠最大船型核算，码头停泊水域宽19m，回旋水域布置在停泊水域前方，回旋水域长轴直径取240m，短轴直径取144m。
趸船码头位于固定码头内侧，距离前方固定码头20m平行布置。趸船尺度同方案一，趸船内外侧各布置2个小型海巡艇泊位，停泊水域宽11.5m，码头停靠船舶较小，也无需在码头前沿设置回旋水域。
固定码头与后方防洪大堤通过123.6×7m（长×宽）钢筋混凝土固定引桥相连，趸船通过27×3m（长×宽）活动钢引桥与固定引桥相连。
4.2 两种组合方案比选
串行组合（方案一）的优点是固定码头前沿线与等深线平行，船舶泊稳条件好；引桥较短，对主航道影响较小；投资较小。缺点是占用岸线较长，趸船位于外侧，抗风浪效果相对较差。
并列组合（方案二）的优点是趸船位于固定码头内侧，抗风浪效果好；占用岸线较短。缺点是固定码头前沿线与等深线不平顺，泊稳条件较差；引桥较长，对主航道影响较大；投资较大。
这两个水域平面布置组合形式方案在技术上均是可行的，但考虑远期的发展需要，综合比较，采用串行组合（方案一），此方案布置如图1所示。
5 装卸工艺
机械荷载：海事执法车（近期）；25T轮胎吊、10T平板车及牵引车（远期）。
均布荷载20.0kN/m2，人群荷载：3.0kN/m2。
6 水工建筑物结构设计
本工程水工建筑物包括：码头平台、固定引桥、钢质趸船、活动钢引桥等。根据建筑物的重要性和作用，确定上述码头、引桥等水工建筑物安全等级均为Ⅱ级。
固定码头采用高桩梁板式结构，泊位总长120m，分段长度60m，横向排架间距8m，其下布置5根Ф800mmPHC桩，其中3根直桩和1对叉桩，桩长52m。码头横梁为整体现浇，纵梁、前、后边梁、靠船构件、面板等均为预制构件，现场装配后再现浇成整体。每个排架竖向布置2组DA-400H2000L拱形橡胶护舷，竖向护舷之间布置2组横向DA-200H1000L拱型橡胶护舷，以防船舶直接撞击码头。为方便船舶系缆，上下层系缆平台每隔16m分别设置450kN、150kN系船柱。
固定引桥由排架和上部结构组成，标准排架间距为16m，排架下布置Ф1000mm钻孔灌注桩，桩长50m；上部结构采用大跨度预制空心板梁，在接岸处与重力式混凝土挡墙衔接。
钢质趸船尺度为60×12×2.2m（总长×型宽×型深），采用錨系固定，拢、开锚与趸船的夹角取45°，引、领水锚与趸船纵向轴线平行。经核算趸船抛锚对直立式码头靠船无影响。趸船通过27m×3m的钢引桥与固定码头下游端衔接。
7 结论
（1）本项目中海事码头采用固定码头和趸船码头组合的布置形式。上游码头为固定码头，趸船码头位于固定码头下游，前沿采用直线型顺岸布置。这种组合形式，既发挥了固定式码头结构牢固、耐久性好，抗风浪能力强的作用，又利用了趸船码头干舷高度低的特点，方便了小型海巡艇船员上下码头，且趸船适应水位变化能力强，上部建筑还可作为海事现场执法驻守和办公场所。这样，不仅很好地满足了海事基地实际使用功能的要求，而且兼顾了远期发展需要，同时也节约了投资。
（2）本项目中海事码头采用的固定码头和趸船码头组合的布置形式，不仅适用于海事码头，也可推广应用于交通支持系统其他码头、渔业码头、游艇码头等其他用途当中。
参考文献：
[1] 《斜坡码头及浮码头设计与施工规范》（JTJ 294-1998 [S]. 1998）.
[2] 《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）.
[3] 《高桩码头设计规范》（JTS167-1-2010）.
