海心沙临时安保码头改造成永久码头可行性论证

祖小勇

摘 要：随着港口的发展，岸线资源日益宝贵，如何对码头进行改造已成为重要课题。本文以海心沙临时安保码头为例，采用3个技术方案，对临时码头改造成永久码头可行性进行分析。

关键词：码头 改造 方案 论证

1.项目概述

海心沙临时安保码头是2010年亚运会需要建设的临时码头，结构形式为浮码头，设两座35m×10m钢趸船，趸船间距0.5m用过道桥连接，总长70.5m，宽10m，设计船型为300t执勤船艇。广州市客轮公司拟在海心沙岛选址建设2个990GT水上巴士泊位，把海心沙临时安保码头做为选址之一。受业主委托，对海心沙临时安保码头原址建设建设2个990GT水上巴士泊位进行技术可行性论证。

2.码头位置与现状

海心沙临时安保码头位于海心沙岛南侧岸线的上游端部，北侧距主看台约30m，西侧距亲水平台约33m，码头前沿线距主航道距离约180m。地铁3号线从安保码头正下方通过，箱涵宽约20m，高约7m，箱涵顶高程约17.2m。

因安保码头为临时建筑物，亚运后趸船和活动钢引桥已被拆除，现场剩有固定钢引桥、平台和滑槽设施等。

3.方案设计

结合水上巴士码头的使用特点，拟采用珠江内河常用的浮码头布置形式。码头主要由钢浮趸、活动钢引桥、固定钢引桥及平台、趸船系留设施。按趸船系留方式采用滑槽式、撑杆式和靠船桩簇三个方案。本文主要从总平面布置、水工结构方面论证建设的技术可行性。

3.1滑槽式方案

码头主要由钢趸船、滑槽设施、固定钢引桥及平台、活动钢引桥和锚链系统等组成（见图1）。设2个钢趸船（长×宽×型深×吃水：35 m×8 m×1.2×0.3m），趸船间距16m。活动钢引桥采用顺岸布置形式，通过固定平台和固定钢引桥连接至岸上，2个泊位各一组引桥上岸。接岸固定平台均布置在两趸船外侧，固定承台与趸船净距为6.5m，平台长4.2m、宽5m，平台面高程取与现有堤岸齐。上游侧连接堤岸的固定钢引桥长4.2m、宽5m，固定承台及固定引桥拟利用原有的承台及引桥。下游侧固定平台及固定引桥因位置调整需拆除重建，连接堤岸的固定钢引桥长11.5m、宽3.5m。活动钢引桥，宽3.5m，长为24m，一侧铰接于固定平台上，另一侧设滚轮安放于趸船上，设计低水平时坡度1：7.23。每个趸船设4组锚链及地龙，助于趸船的系留和稳定性。

3.2簇桩+撑杆式方案

趸船系留采用靠船桩簇+撑杆的形式。每组撑杆设施基本相同，由桩簇和钢撑杆组成。桩簇由3根桩组成，呈等边三角形边布置，桩距均为3m（海侧1根，陆侧2根），钢管桩之间的上部用钢支撑连接。撑杆采用2根273无缝钢管焊接成V字型。陆侧为一个铰支座底座与海测φ500钢管桩固接，方案二水域布置和锚链系统同方案一。

3.3靠船桩簇方案

本方案系留采用靠船桩簇。每个趸船各设2组靠船桩簇，分别设距趸船端部7m的位置。该方案新建4.1m×3.5m和11.5m×3.5m固定钢引桥各一座、2条24×3.5m活动钢引桥和2个平台。码头设有4组靠船桩簇（每艘趸船设2组，间距为21m），布置于钢趸船的陆侧。靠船桩簇布置同方案二。方案三其它布置同方案一。

4.总平面布置论证

4.1系固设施位置可调性分析

方案一上游利用原安保码头滑槽和固定平台及固定钢引桥。因东侧受邻近亲水平台限制及需新建一固定平台且需满足锚链及地龙沉放需要，下游滑槽及新建固定平台、固定钢引桥位置沿堤岸调整空间很有限。方案二、三平面往东侧受邻近亲水平台及满足锚链及地龙沉放需要的限制，系固设施沿堤岸调整空间很有限，无法让靠船桩簇避开地铁3号线保护范围。

4.2拟建港址对现有地铁设施影响分析

对照《广州市城市轨道交通管理条例》，城市轨道交通过江隧道两侧各一百米范围内为保护区范围。拟建港址处于地铁正上方，属地铁保护区范围。按有关要求，地铁隧道边线一定范围内不得进行沉桩作业。

拟建的三个码头建设方案，固定平台需采用灌注桩基础，且均在地铁保护控制范围内。方案二、三靠船桩簇在地铁正上方，桩基施工（包括钢护筒）对地铁设施安全影响很大。营运期遇台风等特殊情况，还可能采取抛锚等紧急措施，也将对地铁设施安全造成影响。

5.水工结构论证

5.1设计荷载

设计船型尺度990GT水上巴士（长×宽×型深×吃水：42m×13 m×2.85 m×2m），陆域均布荷载标准值取q=20KN/㎡。系缆力标准值N=144.83kN。其靠岸时的有效撞击能量E0=14.38kJ。

5.2原堤岸结构

堤岸为重力式沉箱结构，第1层胸墙为L型，与卸荷板现浇为整体，分段长度约6m，高2.55m。第2层为沉箱，高4m，地板尺寸为4m×4m，箱内浇筑C20素砼，顶部伸出钢筋与胸墙链接。第3层为抛石基床，采用15～100kg块石夯实，厚度约2m。地基（抛石基床底）采用φ600搅拌桩加固处理，呈梅花型布置，桩距为1.3m。堤岸堤顶标高为3.3m，抛石顶标高为-3.25m，搅拌桩底标高为-9.25m。

5.3抗滑、抗倾稳定及前趾距离验算验算

经验算，极端高水位时第1层抗倾、抗滑均不满足要求，设计高水位时第1层抗倾和抗滑不满足要求、第2层和第3层抗滑不满足要求，设计低水位时第1层抗倾不满足要求、第3层抗滑不满足要求。此外，在新增系缆力作用下，在设计高水位时现有堤岸重力式沉箱结构的前趾距离验算不满足规范要求。

5.4基床、地基承载力验算

基床顶面最大应力为σmax=223.22（k Pa），小于基床承载力设计值σR=600（kPa），满足规范要求。基床底面最大应力为σmax=114.48（kPa），基床底下地基已做搅拌桩加固处理，复合地基承载力为590（kPa），可满足规范要求。

5.5岸坡稳定验算

采用北京理正岩土计算软件对岸坡稳定进行计算分析。圆弧稳定分析方法采用瑞典条分法。持久荷载组合状况（均布荷载）下，计算出的危险滑弧抗力分项系数γ为1.5，满足规范要求。

5.6方案技术分析

方案一滑槽装置为桁架结构，与堤岸连接采用植筋方式，植筋位置需均分布在沉箱和胸墙上。该堤岸的重力式沉箱结构比较单薄，沉箱壁厚250mm，胸墙最薄位置300mm。经分析，因植筋深度不能满足要求，从耐久性考虑，不能满足使用要求，堤岸重力式结构的抗滑抗倾不满足规范要求。若沉桩作业，桩底标高离地铁3号线箱涵顶高程仅1.4m。按有关部门的规定，地铁上盖一定范围内不允许进行打桩施工，方案二、三不可行。由上可知，该码头的三种结构方案均不满足规范或有关部门的要求。

6.结论

码头平面布置、结构不能满足规范要求或有关规定。原海心沙临时安保码头位置因地铁保护和堤岸稳定等原因，不适宜作为永久水上巴士码头的港址，建议另择港址建设。

参考文献：

[1]JTJ 294—98《斜坡码头及浮码头设计与施工规范》[S].

[2]JTS 167—2—2009《重力式码头设计与施工规范》[S].endprint