周济晓,张祥光,王亚明
(1.军事交通学院 国防交通系,天津300161;2.军事交通学院 研究生管理大队,天津300161)
滚装码头是保障水路军事运输岸海衔接的重要设施,担负着部队重装备装卸作业、海军舰船整备补给等保障任务。滚装码头贯彻国防要求,是提高港口战时保障能力的基本途径,也是构建海上军事斗争后勤保障力量体系的重要内容。当前,由于滚装码头贯彻国防要求尚未形成通用的设计规范和参考标准,工作中面临提报需求不清楚、立项理由不充分、技术要求不清楚等难题,往往造成项目立项难度大、方案设计缺依据、建用功能不配套等诸多问题,极大地制约了我国港口建设贯彻国防要求工作的深入推进。因此,有必要基于部队水路军事运输勤务需求,深入解析滚装码头建设中必须考虑的贯彻国防要求内容及有关技术要求,据此构建一套全面客观的贯彻国防要求的内容与指标体系,为此类方案设计提供通用的设计框架和参考指标体系,以提高工作的质量效益和科学化水平。
《中国人民解放军军事交通运输用语》将滚装码头定义为:可供轮式、履带式机械车辆自行上下船舶或满足其滚装作业的码头[1]。而码头通常有2 种含义:狭义上,码头是指供船舶停靠、人员上下和物资装卸用的水工建筑物[2],一般特指港口的靠泊设施和装卸设施;广义上,码头还包括与靠泊装卸设施相配套的仓库、货场、候船室、装卸设备,以及铁路、道路等,是港口的主要组成部分。由于部队水路军事运输不仅涵盖港口的靠泊设施和装卸设施,还涉及几乎所有的配套设施设备。因此,从系统性、整体性角度出发,结合贯彻国防要求工作实际需要,将滚装码头从广义上界定为:可供船舶停靠,轮式、履带式机械车辆自行上下船舶或满足其滚装作业的水工建筑物,以及与之配套的水域、库场、候船室、装卸设备以及铁路、道路等设施设备。其构成主要包括通航靠泊设施、装卸设施和集疏运设施3 个部分。
滚装码头通航靠泊设施是指满足滚装船进出、进行靠离码头泊位的设施,主要包括航道、泊位等设施。其中,码头的航道是供船舶进出泊位的水道;泊位是供船舶停靠、进行装卸作业的位置,并配有相应的系泊防冲、补给保障设施设备。
滚装码头装卸设施是指保障货物进行滚装装卸的设施,按照码头类型和用途,可分为斜坡道、浮趸船和滚装连接桥3 种。斜坡码头滚装作业时,通过将渡轮或登陆艇的头部或者尾部对准斜坡道,放下跳板即可;浮趸船码头基本结构为“岸壁码头(靠船墩)+浮趸船+钢引桥式”,舰船侧靠在岸壁式码头或靠船墩,并将跳板搭设在趸船上,再通过钢引桥与岸相连,形成滚装通道,通过趸船上下浮动克服潮差影响;滚装连接桥码头基本结构为“岸壁码头(靠船墩)+滚装连接桥”,舰船侧靠在岸壁式码头或靠船墩,并将跳板搭设在连接桥上,通过连接桥升降来克服潮差对码头端部与水面距离的影响。
滚装码头集疏运设施是指保障货物进出码头、集结存放的设施,主要包括仓库、堆场、铁路、道路等。仓库、堆场主要用作部队集结整备场地;港区道路和铁路是部队港区集结疏散的途径。
部队水路军事运输一般可划分为船舶选择、装载集结、装载实施、船舶积载、航行输送和卸载实施等6 个环节,其业务流程如图1 所示。
图1 部队水路军事运输流程
2.2.1 船舶选择
船舶选择是指依据水路军事运输计划,按照待运部队的人员、物资、装备要求及航区条件选择适合军事运输的船舶。主要任务包括选定所需船型,确定所需船舶数量,制订配积载方案。
2.2.2 装载集结
装载集结是指待运部队通过公路、铁路机动的方式,到达港口的集结地域进行集结整备,准备装载。集结装载地域通常由一个至数个港口或码头和锚地、库场、集结、待运地域,和相互连接的道路、水域及有关装卸载设施组成。主要任务包括:选择确定集结地域和机动道路;疏通通行道路,清理集结场地;检查码头、栈桥、趸船的强度、宽度和相互连接方式的技术状态;港口锚地、码头泊位应做好运输舰船的集结、靠泊技术准备。
2.2.3 装载实施
装载实施是指利用吊装装载或滚装装载的方式,将待运部队装入运输船。吊装装载是指利用起重设备,将部队装备从码头吊装至输送舰船的载货甲板,作业流程复杂费时,装备质量受限。滚装装载是指采用自行或牵引的方式,将轮式、履带式装备装上滚装船、登陆舰艇等,这种装载方式要求码头满足滚装船或登陆舰艇靠泊、登陆的技术要求,装卸设施能适应不同潮位和不同干舷高度设置跳板的船舶,满足重装备通过。
2.2.4 船舶积载
船舶积载是指部队装载后,按照配载方案确定人员、装备在船舶各舱位的配置位置及数量。船舶积载应尽量保持部队建制完整,确保航行安全,便于快速装卸,充分发挥运力效能。
2.2.5 航行输送
航行输送是指装载完成后的滚装船在港区锚地集结后,按照预定航线,向卸载港航行运输。
2.2.6 卸载实施
卸载实施是指滚装船抵达卸载港靠泊后,将运载的部队卸载至码头,通过码头卸载集散地域集结整备后,利用卸载港区道路或铁路机动,撤离港口。
图2 运输环节与对滚装码头勤务需求关系
解析部队水路军运流程,各个运输环节分别对滚装码头提出了不同的勤务需求,主要包括5类:一是部队港内集结、港内机动、港口卸载和疏散离港对码头提出了军事重装备通过性需求;二是部队港内集结、港内机动、港口卸载和疏散离港对码头提出了集结疏散需求;三是部队码头滚装、港口卸载对码头提出了装卸作业需求;四是部队码头滚装、锚地集结和港口卸载对码头提出了舰船靠泊补给需求;五是部队港内集结、港内机动、码头滚装、船舶积载、锚地集结、港口卸载和疏散离港对码头提出了防护抢修需求。滚装军事运输流程及相应的需求关系如图2 所示。
基于上述部队勤务需求,滚装码头贯彻国防要求内容可解析为军事重装备通过性要求、装卸作业要求、舰船靠泊补给要求、集结疏散要求和防护抢修要求5 项内容。
3.1.1 军事重装备通过性要求军事重装备通过性要求是指为满足军事重装备经由陆路主干线进出疏港道路及港区内道路到达待装地域,对滚装码头荷载、宽度、高度、转弯半径和坡度等方面提出的要求。(1)荷载要求。主要包括道路、堆场、前沿地面等码头结构能够承受我军重型装备的质量,保障其安全通过。码头荷载要求的确定应结合港口、公路汽车荷载标准,兼顾部队重型装备的通过要求和滚装码头建设的效费比综合考虑。我国《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)将公路荷载标准分为汽- 10 级、汽- 20 级和汽- 超20级[3]。分析我军主要重装备重量分布比例,当码头荷载达到汽-20 时,可通过91%的重型装备,因此码头荷载应确定为:履- 60,汽- 20,挂-100。需通行C-300 防空导弹系统等特种装备的码头,荷载则应提高到汽-超20 级标准。
(2)宽度要求。是指滚装码头内各道路、桥梁宽度应满足部队重装备和特种车辆的滚装运输和快速装卸。我国港区道路的路面宽度技术指标明确主干道宽度为7 ~15 m,次干道为7 ~9 m,支道为3.5 ~4.5 m,基本满足通用装备通过要求[4]。但通行特种重装备时,滚装码头道路设计单车道宽度应不低于4.5 m,道路设计为双车道时宽度应不低于8 m。
(3)净空高度要求。是指滚装码头内各种建筑的净空高度应满足部队重装备和特种车辆的通过。军事重装备进出港口主要有公路和铁路2 种方式。我国公路线路设计规范中规定汽车专用公路和二级公路的净空高度为5 m;三四级公路为4.5 m。《铁路超限超重货物运输规则》规定机车车辆限界最高为4.8 m[5]。目前,我军主要重型装备的高度集中在2.5 ~4.0 m,只有× ×种防空导弹发射车高度达到× ×m,但其在运输状态时高度低于4.5 m。结合公路运输和铁路运输对净空高度的要求,滚装码头内各通行设施的净空高度应不小于4.5 m。
(4)转弯半径要求。是指滚装码头内道路的转弯半径应满足我军主要重装备顺利转弯通过。对照分析我国港口道路设计的技术指标和我军主要装备最小转弯半径需求,港区交叉口路内缘最小转弯半径应按照通行集装箱拖挂车、载质量15~25 t 平板挂车标准设计,最小不得低于15 m,在承担空军和二炮特种装备通行任务的滚装码头进出港道路转弯半径不得低于25 m。
(5)坡度要求。是指滚装码头道路、滚装船跳板与码头搭接处满足我军重装备通过。据分析,我空军情报雷达对坡度要求最高,最大爬坡度的最小值为8°30',换算成纵坡即14%,而目前港区内道路最大坡度为8%,能够满足我军重型武器装备通行要求。
3.1.2 装卸作业需求
装卸作业需求是指为满足部队由待装地域至船舶之间的位移,对装卸设施设备的要求,需考虑因素主要包括码头结构形式和接岸设施技术性能2 个方面。
(1)码头结构形式要求。码头结构形式主要分为斜坡式、浮趸船式和滚装连接桥式。其中,斜坡式码头具有结构简单、建设速度快、投资少的特点,但由于其起点标高固定,对潮汐的适应性难以满足全天候装卸需求。因此,该码头形式适用于潮差变化不大的港口。
浮趸式连接桥具有结构简单,不需要设置桥体升降动力装置,大多可以提供多个泊位,作业效率高,承载能力比较大,机动性能好等优点。主要适用于潮差较小的万吨级以下码头的贯彻国防要求建设。
滚装连接桥结构相对复杂,设施固定且投资较大,但技术先进、经久耐用,便于实现自动化和远距离控制,适用于潮差在2 m 以上,桥体较长且过车载重能力大的滚装码头。沿海万吨级以上客滚码头可采用滚装连接桥方式以满足船坞登陆舰和大型登陆舰全天候装卸要求。
(2)接岸设施技术性能要求。接岸设施的技术性能应满足我军主力登陆舰型的靠泊和重装备的装卸要求,主要包括承载能力、长度、宽度、坡度和安全要求5 个方面。一是在承载能力上,固定式斜坡道应达到汽-20 级,履-60 级,挂-100级;浮趸式连接桥和滚装连接桥的连接桥荷载应达到LD-60,具备通行第三代主战坦克、新155 mm 履带自行加榴炮等履带式装备的能力;需要通行C-300 防空导弹系统等空军、二炮轮式特种装备的码头,连接桥的荷载应达到LT-100。二是长度要求上,2 种连接桥的桥体长度要满足不同潮位的装卸要求;若在斜坡码头或坡道上安装连接桥,还要考虑桥面与码头斜面对接的角度,以防高潮位时小型车辆难以通过;浮趸式连接桥重点考虑趸船长,以及趸船前沿线比靠泊平台前沿线向水域伸出长度。三是宽度要求上,坡道或连接桥宽度应满足双车道和人员通行要求,宽度不小于8 m。重要港口滚装码头的连接桥应按照双车道设计,以提高重装备的装卸效率。四是坡度要求上,滚装连接桥的通行坡度应不大于10%,在有条件情况下建议坡度尽量放缓,以减小今后可能的超长车辆的车轴受力。在坡道坡度发生改变时,两坡道夹角建议不小于172°,以避免车辆行驶该处时车尾着地。五是安全要求上,浮趸船应实行水密隔舱,达到破损时二舱浸水不沉要求。
3.1.3 舰船靠泊补给要求
舰船靠泊补给要求是指为满足滚装船靠离码头对码头相关设施设备的需求和船舶靠岸后供油、供水等补给需求,需考虑的因素主要包括航道通航、泊位靠泊、系泊设施、补给设施等4 个方面。
(1)航道通航要求。一是航道宽度。根据《海港总平面设计规范》(JTJ211—99),按双向航道设计,根据工程区的横流强弱不同计算,通航船坞登陆舰的航道宽度应达到211.1 ~298.5 m,通航大型登陆舰则为123.0 ~172.4 m。二是航道深度。经计算,除去波浪富裕深度,通航船坞登陆舰的航道设计水深应不小于8. 1 m,通航水深不小于7.74 m;通航大型登陆舰航道设计水深不小于6.2 m。通航水深不小于5.76 m。
(2)泊位靠泊要求。一是泊位布置形式。由于目前我军登陆舰、艇主要采用艉直跳板装卸军事重装备,因此,泊位布置形式最好采用直跳板式码头,并在码头配置相应吊装机械,以实现不同舰船的纵向、横向装载和补给;对于顺岸码头和突堤码头,可在端部或根部设置滚装连接桥,以满足不同船型艉直跳板或艉斜跳板的搭接靠泊要求。二是泊位的设计尺寸。按《滚装码头设计规范》(JTS165-6—2008)计算,直跳板式滚装码头的顺岸码头,靠泊船坞登陆舰时,其泊位长度应不小于292 m;靠泊大型登陆舰时,泊位长度应不小于189 m。三是码头前沿水深。除去波浪富裕深度,靠泊船坞登陆舰时,码头前沿水深应不小于7.6 m;靠泊大型登陆舰时,码头前沿水深应不小于5.9 m。四是回旋水域。其尺度的确定与水域条件和船长相关,可按照有关公式,分为有掩护水域、无掩护开敞水域和受水流影响较大3 种情况计算。
(3)码头系泊要求。一是系船设备。依据规范,结合风和水流可能出现的最不利工况进行组合计算,建议船坞登陆舰选用不小于550 kN 的系船柱,大型登陆舰选用不小于350 kN 的系船柱。靠泊船舶在不超过6 级风时进行装卸作业;超过9级风时,船舶须离开码头。二是防冲设备。经计算,建议船坞登陆舰选用DA-A400H 型橡胶护舷,大型登陆舰选用DA-A300H 型橡胶护舷[6]。
(4)舰船补给要求。一是供油补给要求。考虑海军舰艇的供油补给需要,应对码头加油设备、管道、陆域油管及输油泵等设备的适当进行加装改造。为不影响码头装卸作业,所有阀门和管道尽量设在地下;加油时,通过金属软管从阀门井连接至舰船受油口,每个泊位的受油口应不少于2个;输油泵数量应根据实际需要确定,但必须设置备用输油泵。二是供水补给要求。海军舰船所需纯水可专门配备纯水车补给;所需淡水,可配备水船或运水车从水源地运水,亦可利用码头消防管网和消防栓为舰艇加水。三是供电保障要求。滚装码头供电应建设备用电源,以备遭打击时,能及时接替供电;码头应预留变电所地域和接口,为海军舰艇在靠泊码头后,提供岸基电力供应;各装卸区也要配备应急电源,电源接口兼顾军民两用。
3.1.4 集结疏散要求
集结疏散要求是指为满足建制部队运输时的集结疏散,对码头相关设施设备的要求,需考虑的因素包括集结场地和集结通道。
(1)集结场地要求。滚装码头堆场作为建制部队滚水路运输的主要集结整备地域,其面积应依据集结任务规模确定,主要由待运部队装备总面积和人员总面积构成。以一个摩步团的人员、车辆为例计算,集结场地面积应不小于2 万m2。同时,码头堆场布置,应保障随时撤并组合,便于迅速改作军用,不设置影响平战转换的无法拆除的固定建筑及设备,不堆难以清除或粉尘过大的货物。
(2)集结疏散通道要求。一是铁路要求。已连接铁路专用线的重要滚装码头,应设立军用列车到发线、物资装卸线、专用线接轨点,并增设顶端站台,保障部队在港区铁路的快速装卸。港区铁路接轨站和接线站宜靠近码头,选线和线路布置应避免货物迂回和折返运输,并减少道路相互干扰。码头前沿及库场后方的铁路设置应便于取送车辆,并与道路系统相协调。二是道路要求。港区道路尽量少有涵洞、桥梁、隧道等易遭破坏的交通薄弱环节,便于通行;港区道路应设置2 个或2 个以上出入口,按照环形布置,尽头式道路应留有回车条件;港区主干道、主要出入口应与疏港道路主干相适应,构成合理交通网,利于交通组织和车辆分流;疏港高速公路和国道应留有军车专用通道等[7]。
3.1.5 防护抢修需求
防护抢修需求是指为满足战时滚装码头的持续作业能力,对码头相关设施设备在结构和安全防护方面提出的需求,主要包括战时防护和应急抢修2 个方面。
(1)防护要求。滚装码头的防护主要从以下几个方面考虑:一是在选址规划上,新建码头适当选择天然隐蔽条件,与其他重要军事目标、经济目标边缘的距离应不小于300 m;二是在工程防护上,重要滚装码头应建设地下或半地下的危险品仓库、战备器材库和成品油库等,以增强其抗毁能力;三是在设施布局上,码头内各滚装泊位装卸设施布局避免过于集中,货物适当分流,以减轻战时破坏后果;四是在滚装码头建设规划中,应及时与人防部门沟通,将码头纳入城市防空、要地防空计划。
(2)抢修要求。滚装码头抢修要求重点考虑3个方面:一是在港区设施建设上尽量采用统一标准统一型号的器材,便于战时受到破坏后迅速修复或更换;二是要预留临时码头搭设位置、码头抢修作业场地;三是建设储备器材仓库,储备相应的战时抢修器材。
通过对滚装码头建设贯彻国防要求具体内容和技术要求进行明确和解析,本文构建了一套滚装码头建设贯彻国防要求内容参考指标体系,主要包括军事重装备通过性要求、装卸作业要求、舰船靠泊补给要求、集结疏散要求和防护抢修要求5个方面共15 项内容(如图3 所示)。
图3 滚装码头建设贯彻国防要求参考指标体系
本文针对目前滚装码头贯彻国防要求缺乏规范标准、需求不清楚、立项内容不明确等问题,在合理界定滚装码头构成的基础上,深入分析了水路军事运输的基本流程和各环节对滚装码头的勤务需求,全面解析了滚装码头建设中应考虑的具体内容及相应技术要求,由此建立了一套较为全面客观的参考指标体系,为滚装码头贯彻国防要求工作的需求提报、建设立项和方案设计,提供了可行的设计框架和参考依据。
[1] 总后勤部军事交通运输部. 中国人民解放军军事交通运输用语[M].北京:总后勤部军事交通运输部,2001.
[2] 韩理安. 港口水工建筑物[M].2 版. 北京:人民交通出版社,2008.
[3] 中建标公路委员会. JTG B01—2003 公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,2004.
[4] 中华人民共和国交通部. JTJ 211—99 海港总平面设计规范[S].北京:人民交通出版社,1999.
[5] 中华人民共和国铁道部. JTG D20—2006 铁路超限超重货物运输规则[S].北京:中国铁道出版社,2011.
[6] 张跃,郑治国,李聚轩,等.外军军用码头防冲设备发展现状与启示[J].国防交通工程与技术,2010(2):4-7.
[7] 赵康.公路交通基础设施建设贯彻国防要求技术标准研究[D].天津:军事交通学院,2012.