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[摘 要]介绍了荆门沙洋港中心港区一期综合码头工程概况，地理地质水文等自然条件，阐述了水工建筑物的结构设计，结构特点和方案比选。
[关键词]港口；码头；水工；设计
中图分类号：TV222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0187-02
1. 引言
随着经济和内河航运的不断发展，大量适宜水运的货物亟待运输，为节省陆路转运成本，提高荆门经济的竞争力，政府对汉江的水运能力和沿汉江港口建设提出了一些新的要求，加快荆门市汉江河段重点港区的建设已成为荆门交通建设和经济发展的当务之急。为保证码头工程的质量，就不能够忽视码头工程中水工建筑物的设计。笔者在此结合荆门沙洋港中心港区一期综合码头工程的实际情况，浅谈工程中水工建筑设计方案的选择。
2. 工程概述
荆门市位于湖北省中部，汉江自北向南从荆门中部流过，通航里程长达144km。在荆门市范围内，共有钟祥、沙洋2个汉江水运港口，均在湖北省规划的19个省内重要港口之列。在新的经济发展阶段，在沙洋中心港区进行重点港口项目的建设，既是荆门经济发展的客观要求，也综合考虑了荆门市境内沿汉江的综合建港条件。目前，在长江荆州港装卸的货物中，有相当一部分是荆门市的过境运输货物。因为荆门市在汉江沿线没有一个适宜的运输港口，才导致许多长途水运货物经陆路中转100多km到长江沿线的荆州港转水运。如果这些货物能从荆门的经济重心附近直接水运，将节省很多的陆路转运成本。
现在兴隆水利枢纽工程已建设完成，开始蓄水；江汉运河今年“十一”通水通航。沙洋港正位于库区范围内，常年水位稳定；届时，千吨级货船从沙洋走江汉运河捷径航道可以直达长江（顺汉江下行约27.5 km进江汉运河下游口门，再上行约67.23km至长江荆州港），其货物可以直运湖南岳阳等港口，船舶可带洞庭湖的黄沙等散货返程汉江。
本项目新建停靠1000t级货船的散货泊位4个，年设计吞吐量为散货进口300万t，出口140万t；新建停靠1000t级货船的件杂泊位2个，年设计吞吐量进出50万t；建设相应的道路、堆场、仓库等生产、辅助生产建筑，配备相应的装卸、运输机械设备和供水、供电等设施。港区陆域布置分为堤内部分和堤外部分，堤外部分陆域宽度593m，纵深295.5m，分上游件杂货堆场区和下游散货堆场区。堤内部分陆域宽度约489.3m，纵深约379.2～489.4m。港区占地总面积596.7亩。并在工可基础上对总图、水工建筑物、工艺和道路堆场等部分进行了深化和优化。
3. 自然条件
3.1 地理概况
拟建荆门市沙洋港中心港区一期综合码头位于沙洋县青泥村汉江岸边，拟建码头位于汉江右岸的丈八沟至赵家堤河段，此段水流平顺，无回流，无淤积，岸线较稳定，陆域较为宽阔。码头下距兴隆水利枢纽坝址约24km，上距沙洋大桥约4km。
3.2 地质概况
根据场区钻孔地质勘察资料可知，场地土自上而下，自新到老可分为6个岩性层，现简述如下：
第1层 素填土：质地松、软，上干下湿，分布全场，厚度1.00～3.10m，平均厚度2.07m。第2层 淤泥质粉质粘土：饱和，软塑，厚度1.10～6.50m，平均厚度2.90m。第3层 粉砂：稍密，厚度1.60～3.60m，平均厚度2.64m。第4层粉质粘土：湿、局部很湿，可塑，高压缩性，土体无摇振反应，干强度中等、韧性中等，分布全场地，厚度2.60～6.10m，平均厚度3.80m。第5层 粉细砂：中密，分布全场地，厚度13.60～14.80m，平均厚度14.00m。第6层 圆砾：密实，揭露厚度17.20～17.70m，平均揭露厚度17.40m。对应地震基本烈度为Ⅵ度。
3.3 水文概况、设计水位和主要设计高程
水文资料均选取自拟建港区上游2km沙洋（三）水文站，测验河段顺直，两岸有堤防，测流断面左岸为石砌堤坡（在下游400m处，为罗汉寺引水闸，最大设计流量为120m3/s）；右岸为汉江干堤和民堤呈八字型围成不规则的椭圆滩地，从水边向两个方向伸展，至干堤约900m；至民堤约10m，至沙洋镇约500m；顺民堤（新港区边缘）往上游约600m是沙洋公路桥（1985年7月1日建成通车）。测验河段主槽偏左，水位在35m以下，右岸出现沙洲，宽约200m左右。水位38m以上主泓逐渐移向河心，流速横向分布较均匀。
沙洋水文站处的水位特征值如下：历年最高水位：42.45m，防洪设计水位：42.70m，设防水位：39.0m，警戒水位：39.97m，保证水位：42.40m。
拟建码头处的设计高水位取用20年一遇的回水水位，即41.85m。确定设计低水位为35.93m。据此并结合工艺设备布置要求，确定码头面设计高程42.00m设计河底高程：33.23m。根据水下工程量和施工进度要求，确定施工水位为36.00m。
（本文高程系统除特殊注明外，均为1956年黄海高程系统。）
4. 码头水工结构方案比选
根据总平面布置和工艺设计要求，结合码头前沿水域和工程地质等自然条件，考虑到施工方便，经济合理，技术可行和结构稳定可靠等原则，确定码头结构方案。
方案一：
（1）码头平台
码头平面采用顺岸式布置方式，共布置6个泊位，码头平台采用高桩梁板结构。码头平台长为613.5m，宽为20m，平台共有19个结构段，每个分段长约为32m，码头排架间距为7m，1#～6#泊位码头平台每榀排架下布置5根Φ1000钻孔灌注桩。根据码头配备装卸机械，装卸机械轨道间距为10.5m，布置在码头平台上，前轨至码头前沿3.0m，采用QU80钢轨，散货泊位与件杂泊位之间布置码头车辆转向区域，宽38m，每榀排架下布置9根Φ1000钻孔灌注桩。码头上部结构由钢筋砼实心板、靠船构件、纵梁、前边梁、后边梁和横梁组成。码头与后方堆场采用高低式布置，码头面高程为42.00m，堤外临时堆场为38.00m。 （2）引桥
码头平台通过宽度为12.0m的引桥与与后方大堤连接，长391.5m，采用预应力空心板结构，排架基础采用3根Φ1000 钻孔灌注桩。为确保港区作业车辆行驶不对大堤安全造成影响，汉江大堤与疏港道路平交处采取必要的加固措施，面层采用260mm厚C30混凝土，垫层为350mm厚5%水泥稳定碎石及350mm厚级配碎石。
方案二：
（1）码头平台
码头平面采用顺岸式布置方式，共布置6个泊位，码头平台采用高桩梁板结构。码头平台长为613.5m，散货泊位宽28米，件杂货泊位宽16m。平台共有19个结构段，每个分段长约为32m，码头排架间距为7m，散货泊位码头平台每榀排架下布置7根Φ1000钻孔灌注桩，件杂货泊位码头平台每榀排架下布置4根Φ1000钻孔灌注桩。根据码头配备装卸机械，桥式起重机轨道间距为16m，门座起重机轨道间距为10.5m，布置在码头平台上，前轨至码头前沿3.0m，采用QU80钢轨，散货泊位与件杂泊位之间布置码头车辆转向区域，宽38m，每榀排架下布置9根Φ1000钻孔灌注桩。码头上部结构由钢筋砼实心板、靠船构件、纵梁、前边梁、后边梁和横梁组成。码头与后方堆场采用高低式布置，码头面高程为42.00m，堤外临时堆场为38.00m。
（2）引桥
码头平台通过宽度为12.0m的引桥与与后方大堤连接，长395.5m，采用预应力空心板结构，排架基础采用3根Φ1000钻孔灌注桩。为确保港区作业车辆行驶不对大堤安全造成影响，汉江大堤与疏港道路平交处采取必要的加固措施，面层采用260mm厚C30混凝土，垫层为350mm厚5%水泥稳定碎石及350mm厚级配碎石。
通过比较方案比较，得出以下结论，结果见表1.
根据两个方案的特点，经技术经济比较，推荐方案一为实施方案。
5. 主要外力计算
按设计船型1000t级货船在风荷载和水流力共同作用下计算以下数据：船舶风荷载、船舶水流力、船舶系缆力、船舶撞击力，并进行相关作用与作用效应组合。
6. 耐久性设计
拟建码头属平原河流、河网地区一类码头，安全等级为Ⅱ级，设计使用年限为50年。
码头桩基础为钻孔灌注桩，本工程位置地下水对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。为了确保码头的使用年限，钢结构表面作除锈处理后，涂防锈底漆两道，再涂中灰色面漆两遍，防腐材料采用DSF22湿面防腐涂料。所用防腐涂料品种及质量均应符合《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）及《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTJ274-2000）规定。钢筋混凝土结构和预应力构件宜适当加大混凝土结构保护层厚度，严格控制水灰比。
7. 结语
笔者结合荆门沙洋港中心港区一期综合码头工程初步设计修编稿，浅谈此工程的水工建筑物设计方案的选择，以期达到利用地理优势优化水工建筑设计，发展长期效益的目的。
参考文献
[1] 《港口工程初步设计文件编制规定》（JTS 110-4-2008）.
[2] 《内河通航标准》（GB50139-2004）.
[3] 《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）.
[4] 《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）.
[关键词]港口；码头；水工；设计
中图分类号：TV222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0187-02
1. 引言
随着经济和内河航运的不断发展，大量适宜水运的货物亟待运输，为节省陆路转运成本，提高荆门经济的竞争力，政府对汉江的水运能力和沿汉江港口建设提出了一些新的要求，加快荆门市汉江河段重点港区的建设已成为荆门交通建设和经济发展的当务之急。为保证码头工程的质量，就不能够忽视码头工程中水工建筑物的设计。笔者在此结合荆门沙洋港中心港区一期综合码头工程的实际情况，浅谈工程中水工建筑设计方案的选择。
2. 工程概述
荆门市位于湖北省中部，汉江自北向南从荆门中部流过，通航里程长达144km。在荆门市范围内，共有钟祥、沙洋2个汉江水运港口，均在湖北省规划的19个省内重要港口之列。在新的经济发展阶段，在沙洋中心港区进行重点港口项目的建设，既是荆门经济发展的客观要求，也综合考虑了荆门市境内沿汉江的综合建港条件。目前，在长江荆州港装卸的货物中，有相当一部分是荆门市的过境运输货物。因为荆门市在汉江沿线没有一个适宜的运输港口，才导致许多长途水运货物经陆路中转100多km到长江沿线的荆州港转水运。如果这些货物能从荆门的经济重心附近直接水运，将节省很多的陆路转运成本。
现在兴隆水利枢纽工程已建设完成，开始蓄水；江汉运河今年“十一”通水通航。沙洋港正位于库区范围内，常年水位稳定；届时，千吨级货船从沙洋走江汉运河捷径航道可以直达长江（顺汉江下行约27.5 km进江汉运河下游口门，再上行约67.23km至长江荆州港），其货物可以直运湖南岳阳等港口，船舶可带洞庭湖的黄沙等散货返程汉江。
本项目新建停靠1000t级货船的散货泊位4个，年设计吞吐量为散货进口300万t，出口140万t；新建停靠1000t级货船的件杂泊位2个，年设计吞吐量进出50万t；建设相应的道路、堆场、仓库等生产、辅助生产建筑，配备相应的装卸、运输机械设备和供水、供电等设施。港区陆域布置分为堤内部分和堤外部分，堤外部分陆域宽度593m，纵深295.5m，分上游件杂货堆场区和下游散货堆场区。堤内部分陆域宽度约489.3m，纵深约379.2～489.4m。港区占地总面积596.7亩。并在工可基础上对总图、水工建筑物、工艺和道路堆场等部分进行了深化和优化。
3. 自然条件
3.1 地理概况
拟建荆门市沙洋港中心港区一期综合码头位于沙洋县青泥村汉江岸边，拟建码头位于汉江右岸的丈八沟至赵家堤河段，此段水流平顺，无回流，无淤积，岸线较稳定，陆域较为宽阔。码头下距兴隆水利枢纽坝址约24km，上距沙洋大桥约4km。
3.2 地质概况
根据场区钻孔地质勘察资料可知，场地土自上而下，自新到老可分为6个岩性层，现简述如下：
第1层 素填土：质地松、软，上干下湿，分布全场，厚度1.00～3.10m，平均厚度2.07m。第2层 淤泥质粉质粘土：饱和，软塑，厚度1.10～6.50m，平均厚度2.90m。第3层 粉砂：稍密，厚度1.60～3.60m，平均厚度2.64m。第4层粉质粘土：湿、局部很湿，可塑，高压缩性，土体无摇振反应，干强度中等、韧性中等，分布全场地，厚度2.60～6.10m，平均厚度3.80m。第5层 粉细砂：中密，分布全场地，厚度13.60～14.80m，平均厚度14.00m。第6层 圆砾：密实，揭露厚度17.20～17.70m，平均揭露厚度17.40m。对应地震基本烈度为Ⅵ度。
3.3 水文概况、设计水位和主要设计高程
水文资料均选取自拟建港区上游2km沙洋（三）水文站，测验河段顺直，两岸有堤防，测流断面左岸为石砌堤坡（在下游400m处，为罗汉寺引水闸，最大设计流量为120m3/s）；右岸为汉江干堤和民堤呈八字型围成不规则的椭圆滩地，从水边向两个方向伸展，至干堤约900m；至民堤约10m，至沙洋镇约500m；顺民堤（新港区边缘）往上游约600m是沙洋公路桥（1985年7月1日建成通车）。测验河段主槽偏左，水位在35m以下，右岸出现沙洲，宽约200m左右。水位38m以上主泓逐渐移向河心，流速横向分布较均匀。
沙洋水文站处的水位特征值如下：历年最高水位：42.45m，防洪设计水位：42.70m，设防水位：39.0m，警戒水位：39.97m，保证水位：42.40m。
拟建码头处的设计高水位取用20年一遇的回水水位，即41.85m。确定设计低水位为35.93m。据此并结合工艺设备布置要求，确定码头面设计高程42.00m设计河底高程：33.23m。根据水下工程量和施工进度要求，确定施工水位为36.00m。
（本文高程系统除特殊注明外，均为1956年黄海高程系统。）
4. 码头水工结构方案比选
根据总平面布置和工艺设计要求，结合码头前沿水域和工程地质等自然条件，考虑到施工方便，经济合理，技术可行和结构稳定可靠等原则，确定码头结构方案。
方案一：
（1）码头平台
码头平面采用顺岸式布置方式，共布置6个泊位，码头平台采用高桩梁板结构。码头平台长为613.5m，宽为20m，平台共有19个结构段，每个分段长约为32m，码头排架间距为7m，1#～6#泊位码头平台每榀排架下布置5根Φ1000钻孔灌注桩。根据码头配备装卸机械，装卸机械轨道间距为10.5m，布置在码头平台上，前轨至码头前沿3.0m，采用QU80钢轨，散货泊位与件杂泊位之间布置码头车辆转向区域，宽38m，每榀排架下布置9根Φ1000钻孔灌注桩。码头上部结构由钢筋砼实心板、靠船构件、纵梁、前边梁、后边梁和横梁组成。码头与后方堆场采用高低式布置，码头面高程为42.00m，堤外临时堆场为38.00m。 （2）引桥
码头平台通过宽度为12.0m的引桥与与后方大堤连接，长391.5m，采用预应力空心板结构，排架基础采用3根Φ1000 钻孔灌注桩。为确保港区作业车辆行驶不对大堤安全造成影响，汉江大堤与疏港道路平交处采取必要的加固措施，面层采用260mm厚C30混凝土，垫层为350mm厚5%水泥稳定碎石及350mm厚级配碎石。
方案二：
（1）码头平台
码头平面采用顺岸式布置方式，共布置6个泊位，码头平台采用高桩梁板结构。码头平台长为613.5m，散货泊位宽28米，件杂货泊位宽16m。平台共有19个结构段，每个分段长约为32m，码头排架间距为7m，散货泊位码头平台每榀排架下布置7根Φ1000钻孔灌注桩，件杂货泊位码头平台每榀排架下布置4根Φ1000钻孔灌注桩。根据码头配备装卸机械，桥式起重机轨道间距为16m，门座起重机轨道间距为10.5m，布置在码头平台上，前轨至码头前沿3.0m，采用QU80钢轨，散货泊位与件杂泊位之间布置码头车辆转向区域，宽38m，每榀排架下布置9根Φ1000钻孔灌注桩。码头上部结构由钢筋砼实心板、靠船构件、纵梁、前边梁、后边梁和横梁组成。码头与后方堆场采用高低式布置，码头面高程为42.00m，堤外临时堆场为38.00m。
（2）引桥
码头平台通过宽度为12.0m的引桥与与后方大堤连接，长395.5m，采用预应力空心板结构，排架基础采用3根Φ1000钻孔灌注桩。为确保港区作业车辆行驶不对大堤安全造成影响，汉江大堤与疏港道路平交处采取必要的加固措施，面层采用260mm厚C30混凝土，垫层为350mm厚5%水泥稳定碎石及350mm厚级配碎石。
通过比较方案比较，得出以下结论，结果见表1.
根据两个方案的特点，经技术经济比较，推荐方案一为实施方案。
5. 主要外力计算
按设计船型1000t级货船在风荷载和水流力共同作用下计算以下数据：船舶风荷载、船舶水流力、船舶系缆力、船舶撞击力，并进行相关作用与作用效应组合。
6. 耐久性设计
拟建码头属平原河流、河网地区一类码头，安全等级为Ⅱ级，设计使用年限为50年。
码头桩基础为钻孔灌注桩，本工程位置地下水对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。为了确保码头的使用年限，钢结构表面作除锈处理后，涂防锈底漆两道，再涂中灰色面漆两遍，防腐材料采用DSF22湿面防腐涂料。所用防腐涂料品种及质量均应符合《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）及《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTJ274-2000）规定。钢筋混凝土结构和预应力构件宜适当加大混凝土结构保护层厚度，严格控制水灰比。
7. 结语
笔者结合荆门沙洋港中心港区一期综合码头工程初步设计修编稿，浅谈此工程的水工建筑物设计方案的选择，以期达到利用地理优势优化水工建筑设计，发展长期效益的目的。
参考文献
[1] 《港口工程初步设计文件编制规定》（JTS 110-4-2008）.
[2] 《内河通航标准》（GB50139-2004）.
[3] 《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）.
[4] 《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）.