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勘察設計獎
深圳港媽灣港區海星碼頭1#~4#泊位改造工程(設計獎2022)
發(fā)布時(shí)間: 2024-01-29  來(lái)源:     點(diǎn)擊量:0   分享:

深圳港媽灣港區海星碼頭1#~4#泊位改造工程設計

20222023年度第一批優(yōu)秀設計一等獎 

 

申報單位  中交第三航務(wù)工程勘察設計院有限公司

 

一、項目基本情況

媽灣海星碼頭建于1986年,占用岸線(xiàn)850m,有3個(gè)3.5萬(wàn)噸級散雜貨碼頭和1個(gè)20005000噸級的港池,主要從事鋼材、糧食、礦砂、木材、散裝水泥、花崗巖等散雜貨業(yè)務(wù),是深圳西部港區散雜貨主要作業(yè)區之一。隨著(zhù)深圳前海蛇口自貿區的設立,海星碼頭從事的散雜貨業(yè)務(wù)已不適應區域功能定位及發(fā)展。根據前海蛇口自貿區綜合規劃及招商局港口的戰略部署,利用媽灣港區優(yōu)越的區位優(yōu)勢及建港條件,將現有媽灣港區1#-4#散雜貨泊位整體升級改造為2個(gè)20萬(wàn)噸級的自動(dòng)化集裝箱碼頭,岸線(xiàn)總長(cháng)度為850m,改造后方陸域約40.47萬(wàn)m2,年吞吐量94萬(wàn)TEU。設計采用全自動(dòng)化集裝箱裝卸工藝,水平運輸采用無(wú)人駕駛集裝箱卡車(chē),通信控制采用5G+北斗技術(shù),打造成為全自動(dòng)化、智能化、綠色低碳環(huán)保的新一代港區。

二、技術(shù)難點(diǎn)和特點(diǎn)

1.設計難點(diǎn):相較于新建港區,利用老碼頭進(jìn)行自動(dòng)化碼頭的升級改造往往存在著(zhù)總體布置受制因素多等問(wèn)題。老碼頭建設時(shí)期較早,泊位等級低、結構設施陳舊,而集裝箱運輸船舶的大型化趨勢發(fā)展迅速,故與常規的碼頭升級改造不同,老碼頭的專(zhuān)業(yè)化升級改造存在著(zhù)泊位升等跨度大、技術(shù)改造難度和改造風(fēng)險高、施工中受周邊碼頭的制約因素多等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

1)港區縱深小,自動(dòng)化裝卸工藝方案和平面布置須適應多種受制因素;

2)老碼頭泊位等級低、結構陳舊,水工結構升等跨度大,原碼頭前沿泥面需大幅浚深,常規水工結構難以滿(mǎn)足改造要求,且受現有周邊碼頭運營(yíng)的影響,施工工序受到諸多限制;

3)因歸順整合岸線(xiàn)而致新、老場(chǎng)地基礎間存在不均勻沉降,較難滿(mǎn)足自動(dòng)化設備運行對不均勻沉降控制要求;

4)抓住改造契機,充分考慮新一代信息技術(shù)與港口業(yè)務(wù)的融合應用,提升老港區智能化水平;

5)老碼頭改造過(guò)程中拆除料需做綜合回收利用。

2.設計特點(diǎn):本項目是將原有3.5萬(wàn)噸級以下的散雜貨碼頭整體改造為2個(gè)20萬(wàn)噸級全自動(dòng)化集裝箱泊位,設計內容包括了平面工藝、水工、陸域形成地基處理、道路堆場(chǎng)、通訊控制及其他配套等內容。項目設計有規模大、等級高、標準高、改造條件復雜、改造技術(shù)難度大、綠色環(huán)保要求高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。 

三、創(chuàng )新點(diǎn)

本工程設計針對老港區自動(dòng)化集裝箱改造和老碼頭結構升級改造關(guān)鍵技術(shù),結合深圳媽灣海星改造項目特點(diǎn),將原3.5萬(wàn)噸級散雜貨泊位改造為20萬(wàn)噸級全自動(dòng)化集裝箱碼頭的目標,重點(diǎn)圍繞基于無(wú)人集卡的自動(dòng)化集裝箱港區總體布置、升等跨度大的老碼頭水工結構升級改造、因港池回填形成的新、老場(chǎng)地地基-軌道基礎設計、5G等信息技術(shù)在老港區改造中的應用等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展設計研究,主要設計成果及創(chuàng )新點(diǎn)如下:

1.研發(fā)了5G+自動(dòng)駕駛集卡工藝的自動(dòng)化集裝箱港區總體布置技術(shù),提出了空間+時(shí)間隔離的內外集卡交通隔離及交通組織模式,解決了港內無(wú)人集卡與港外集卡混合作業(yè)的難題;

2.首次提出了鋼管樁短板樁墻組合高樁碼頭的新型水工結構,通過(guò)鋼板樁和鋼管樁組合作為接岸擋土結構,適應了碼頭前沿泥面的大幅浚深,合理地利用了老碼頭接岸結構,解決了升等跨度大的高樁梁板結構老碼頭改造技術(shù)難題,解決方案具有廣泛的適用性;

3.研發(fā)了地基-軌道基礎協(xié)同設計技術(shù)。提出了新型軌枕及雙重可調柔性軌道基礎和地基處理方式相結合的軌道基礎設計方法,并分區采用可調節柔性軌道基礎,提高了自動(dòng)化設備軌道基礎對新、老地基不均勻沉降的適應性,解決了老碼頭改造中新、老地基不均勻沉降的技術(shù)難題; 

4.采用了5G、人工智能、北斗定位等最新技術(shù),提出了由傳統碼頭升級改造為行業(yè)級智慧港口的整體解決方案,方案擁有3大板塊,28個(gè)系統,8大智慧元素,以招商芯CTOS系統為核心,打造全要素智慧港口,解決了老碼頭系統性智能化改造的難題。 

 四、成果應用

本設計成果已在深圳媽灣海星碼頭1#4#泊位改造項目中得到全面應用,其創(chuàng )新設計研究成果具有智能化、綠色低碳、經(jīng)濟性及推廣性等優(yōu)點(diǎn),對推動(dòng)我國老港區改造,建設資源節約型、環(huán)境友好型港口,實(shí)現港口的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

五、經(jīng)濟和社會(huì )效益

1.利用現有的岸線(xiàn)資源,成功將原3.5萬(wàn)噸級散雜貨泊位升級改造為20萬(wàn)噸級自動(dòng)化集裝箱泊位。采用鋼管樁短板樁墻組合高樁結構的水工結構改造方案,充分利用了現有駁岸結構,降低工程開(kāi)挖工作量,減少對環(huán)境影響,簡(jiǎn)化工序、降低工程投資,總計可縮短工期6個(gè)月,節約工程投資1.5億元。

2.針對港池回填形成的存在不均勻沉降的新、老地基,采用地基-軌道協(xié)同設計,在充分利用已有基礎條件的情況下,分區采用可調節柔性軌道基礎,提高了自動(dòng)化設備軌道基礎對新、老地基不均勻沉降的適應性,節省工期約1年,降低工程投資約1億元。

3.針對陸域縱深小、且整段岸線(xiàn)的主干道路位置已確定的陸域條件,采用基于無(wú)人集卡的自動(dòng)化集裝箱港區總體布置,在原有港區40萬(wàn)m2的陸域范圍內,通過(guò)合理的工藝平面布局實(shí)現180萬(wàn)TEU的港區年通過(guò)能力。既適應了老港區自動(dòng)化改造的受制因素、實(shí)現了全自動(dòng)化作業(yè),又增加堆場(chǎng)通過(guò)能力近20%,最大限度地擴大了堆場(chǎng)容量,提升了泊位的整體通過(guò)能力。

通過(guò)上述設計研究成果的應用,最大限度地提高了港口經(jīng)濟活動(dòng)的資源使用率,最大限度地減少港區對外區域環(huán)境的負面影響,提升港區社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境綜合效益。 

 

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