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内河砂石集散中心设计方案研究探讨

发表时间：2020/8/6 来源：《基层建设》2020年第10期作者：江丽君

[导读] 摘要：湖南省河流众多，砂石资源非常丰富，随着经济发展，砂石市场需求增大，非法采砂现象时有发生，影响区域防洪、供水、航运和生态环境安全。针对河道采砂管理面临的新形势新要求，根据实际情况，开展砂石集散中心的建设，进一步规范砂石装卸。

        湖南省水务规划设计院有限公司
        摘要：湖南省河流众多，砂石资源非常丰富，随着经济发展，砂石市场需求增大，非法采砂现象时有发生，影响区域防洪、供水、航运和生态环境安全。针对河道采砂管理面临的新形势新要求，根据实际情况，开展砂石集散中心的建设，进一步规范砂石装卸。本文通过对砂石集散中心设计要点进行分析，提出适合自卸船舶合理可行的方案，供项目建设参考。
        关键词：内河、砂石集散中心、设计方案
        砂石集散中心建设方案的选取需结合自然条件、水文特性、水域条件、船型等因素综合考虑。湖南省各主要河流水位变化较大，河面相对较宽，运输砂船主要以自卸砂船为主。设计方案需满足不同水位情况下自卸船舶卸砂作业，同时需考虑生态环境的影响、航道通航安全的影响、洪水影响等。
        1货运吞吐量
        砂石矿建材料主要服务于基础建设，因此其消耗量与城市发展息息相关。砂石集散中心货运量通过现状需求、腹地经济发展情况、腹地交通情况以及相关规划等分析，在分析集散中心服务范围、发展条件、发展特点和功能定位的基础上，预测吞吐量发展水平。对于规模较小项目也可以考虑矿建材料占基础设施投资比重，按可比价换算，确定项目运量。
        2平面布置
        平面布置结合项目功能、使用要求等特点，合理划分陆域功能，布局力求合理紧凑，方便适用。水域布置在保证船舶靠泊安全和泊稳条件前提下，充分利用周边现有基础设施及自然水深，以降低工程投资，同时减少对主航道的影响。前沿线可选择布置在河流常水位等高线附近，基本保持与水流流向平行。对于水域条件好，河面较宽，船舶通常采用丁靠方式，当丁靠方式停泊水域需占用主航道时，可考虑采用顺靠，并相应设置靠船墩靠船。泊位采用斜坡式结构，前沿布置浮趸配置漏斗作为卸船使用，浮趸采用定位桩或者抛锚结合岸上地牛进行系固。浮趸通过钢引桥与后方连接，钢引桥上设置皮带机设备。
        前沿停泊水域及回旋水域尺寸按规范要求计算确定。停泊水域不得占用主航道，回旋水域尽量不与主航道交叉，对于河面较宽，离主航道较远的项目需设置进港航道。另外集散中心需结合水域条件合理设置配套锚地。
        3装卸工艺布置
        工艺布置通常根据项目的建设规模、到港船型、货种性质、货运量及货物流向等综合考虑确定。在水位差较大河流，考虑砂石集散中心货种单一，主要为砂石，采用斜坡结构形式，具有装卸效率高、水位适应性好、节能环保等优点。
        （1）工艺方案
        工艺方案主要由卸船作业和水平运输组成。对于卸船作业码头，卸船工艺考虑自卸船自卸砂石至漏斗，通过皮带机运输到后方陆域堆场或者仓库。为适应水位变化，考虑设置活动漏斗，漏斗可以设置在浮趸船上适应水位变化（图1），也可以考虑设置在活动钢桥水域一侧端部设置漏斗，并通过卷扬机升降漏斗（图2）。
        码头通过漏斗喂料给带式输送机，运至后方仓库或者堆场。水平运输考虑采用封闭式带式皮带机，皮带机的宽度和带速结合设计吞吐量、船舶自卸船皮带机的效率等确定，对于运输砂石带式皮带机，其角度不宜大于16°。

图1 浮式斜坡结构工艺断面示意图

        图2 升降式斜坡结构工艺断面示意图
        （2）装卸工艺流程
        散货船→漏斗→封闭带式输送机→后方仓库。
        4水工结构
        根据项目地质条件，工艺要求等，水工结构方案采用斜坡结构形式，斜坡结构根据工艺采用浮趸和钢引桥组成或采用提升装置和钢引桥组成。其均适用于水位差比较大，避风条件好的港内，能够与靠泊船舶保持相对较小的高差，装卸作业较方便。针对这种单一散货项目，通过配合专业装卸工艺设备，通过能力能够提高2~3倍。
        采用浮趸结构时，浮趸尺寸满足工艺要求情况下，还需满足浮游稳定等要求。通常浮趸通过活动钢引桥与后方现浇墩台连接，墩台顶面高程一般高于设计高水位0.5m以上。对于岸坡较高位置，可以考虑设施多个墩台，各墩台之间通过钢引桥连接。现浇墩台平面尺度结合钢引桥宽度、皮带机宽度等确定，基础为钻孔灌注桩。
        护坡结构根据项目前沿线位置及原地面形，采用浆砌块石护坡、抛石护坡、方格网护坡或生态护坡等，坡度根据现场地形及地质资料确定。
        5配套工程
        配套工程主要包括后方陆域生产生活辅助建筑物、电气、通信、给排水、消防，环境保护、通风除尘等。砂石集散中心主要装卸砂石，作业过程会产生较大的扬尘和噪音，因此环境保护设施设计需重视，一般在皮带机两侧设置挡风板，皮带机输送系统安装密封罩，或者直接封闭钢引桥，转运站设置除尘设备，并在皮带机转接处上皮带机处设置密闭头罩和溜料管，降低落差，减少扬尘。
        6结束语
        砂石集散中心建设，缓解砂石建材压力，促进社会经济发展有重要意义。在水位差较大位置设置砂石集散中心可采用此方案，其涉及主要内容包括：①选址合理可行，满足通航、防洪、环评、安全等要求②结合水域航道条件及船舶的特点确定船舶的靠泊方式，避免影响主航道通航安全③结合吞吐量及水位情况等确定合理的工艺方案，满足使用要求的同时经济环保。④根据工艺方案、地质资料、自然条件等确定采用的水工结构型式。⑤相关配套工程等根据实际情况确定，并重视相关环保设施的设计。
        参考文献：
        [1]河港工程总体设计规范（JTJ212-2006）
        [2]港口工程荷载规范（JTS144-1-2010）
        [3]码头结构设计规范（JTS 167-2018）