■李铁林

(福州新洋海事咨询服务有限公司，福州 350001)

1 引言

福建省是海洋大省，优良港湾众多，海岸线曲折绵长，其沿海岸线长3752km，居全国前列。由于历史原因，沿海岸线建有众多5000吨位以下的各种类型码头，其设计，建造的情况与泉州后渚油库码头多有相似之处，且年代久远，安全隐患较多，目前许多这类码头仍在使用中。本文对泉州后渚油库码头部分塌陷原因进行探讨，希望能起到警示参考的作用。

2 概况

泉州后渚油库码头位于泉州湾港区的后渚港洛阳江左岸(晋江出海口)的淤泥滩涂地带，南临港丰石化码头，北望后渚大桥。码头于1978年建成，至发生部分坍塌时已投入使用30多年。

该码头原设计为3500吨级的油码头，水工结构由操作平台，系缆墩，人行桥及引桥组成。码头操作平台为一个整体结构段，长度65m，宽度10m，9榀横向排架，排架间距为8m。码头通过一座引桥与陆域相连，引桥长度145.4m，宽度7m，共11跨。码头结构型式为高桩梁板式，引桥采用简支梁+桩基桥墩结构型式，码头，引桥基桩皆采用500mm×500mm的预应力钢筋混凝土空心方桩。桩长 24.0～25.5m。

由于功能的需要，在距离码头平台约50m处至“岸边”的滩涂地被杂土填为“陆地”，码头平台至岸边方向约50m仍为自然滩涂地。该码头未进行护岸处理，采用天然原状滩涂作为护岸。码头平台岸坡方向有一较大的砂场堆砂。

2010年5月21日晚11时左右，该码头下游侧的部分操作平台段，系缆墩及过渡墩突然发生坍塌，破坏长度约60m。初步分析为“杂填土”的作用，导致“滩涂地”的淤泥层剪切破坏，致使部分操作平台段，系缆墩及过渡墩突然坍塌。

3 原因分析

3.1 分析原理

由于该码头未进行护岸处理，采用天然原状滩涂作为护岸，因此，根据《港口及航道护岸工程设计与施工规范》(JTJ300-2000)的规定进行护岸稳定性验算，采用引桥上游侧未坍塌部分的原状滩涂作为码头未坍塌前的护岸进行稳定性计算，验算其承载能力，分析码头部分坍塌的原因。并通过坍塌部分河岸的地质资料进行稳定性计算，验算其承载能力，来保证现在码头的安全性。

3.2 岸坡稳定计算

岸坡稳定计算采用上海丰海公司 “TPWD土坡稳定计算系统”软件进行计算。

计算分两种情况计算四个断面，两种情况分别为岸坡滑坡产生的原因分析(SK1-SK9钻孔断面和SK2-SK10钻孔断面)和已经滑坡的码头后方承载能力验算 (SK3-SK11钻孔断面和SK4-SK12钻孔断面)。每种情况的计算分别采用两个钻孔断面进行。计算土层物理力学指标时采用十字板剪切试验作为计算参数。

进行勘探取样时，勘探点位置由设计布置，孔距25m，线距约50m，共设置勘探孔12个。其中：控制孔6个，一般孔6个，十字板剪切试验2个。各勘探点具体位置见图1。

“勘探点平面位置图”中的M1M2北向(洛阳江方向为北向)为水草地，受涨潮淹没；M1M2南向为“杂填土”陆地。M1M2线左右存在陡坎，涨，退潮时易发生溜坡，坍塌现象。

控制孔主要进行岩芯鉴定，分层，采集土试样，进行孔内标准贯入试验等原位测试，以获取各土层的物理力学指标，要求进入中风化基岩2.0m。

图1 勘探点平面位置图

一般孔(鉴别孔)主要用以查明各地层(以及软弱夹层)的分布规律，补充采集土试样，进行孔内标准贯入试验等原位测试，要求进入中风化基岩1.0～2.0m。

钻探时要求每回次进尺控制在2.0m以内，粘性土取芯率＞90%，砂类土取芯率＞70%，基岩岩芯采取率＞90%。

勘探采样中，采用薄壁取土器采集淤泥，粘性土层Ⅰ级土试样，标准贯入贯入器采样时采用静压法或重锤少击法进行，数量和质量满足 《港口工程地质勘察规范》JTJ240-98要求。

土工试验按国家标准 《土工试验方法标准》(GB/T500123-1999)进行，试验之前对各种仪器进行必要的校正，保证试验成果准确反映各岩土层的物理力学性质。

3.3 计算结果

根据《港口及航道护岸工程设计与施工规范》(JTJ300-2000)的规定，岸坡滑动应满足抗力分项系数д＞1.3，方能满足岸坡稳定。以此来确定岸坡能承受的最大荷载值。

经过计算(计算过程从略)，其结果见表1。

表1 岸坡计算结果表

3.4 结果分析

根据表1显示，SK1-SK9断面最能代表该滑动未发生前的断面，可见只要后方荷载达到或超过25kN/m时，就会产生岸坡滑动。滑动后的断面能承受的最大荷载为47kN/m。

3.5 岸坡滑动分析

3.5.1 高低潮差引起滑动

根据现场调查发现，平时岸坡“陆地填土”不断受涨潮，退潮的影响。涨潮时，高水位对杂填土，淤泥层产生较高的压应力，在土体内部产生的内应力э1与外应力э2平衡，即э1=э2，从而保持土体稳定。当退潮时，河水为低水位，杂填土，淤泥层靠河水外侧的土体外应力э2突然消失，即 э2=0.0 或 э1＞э2，因而土体内外应力失去平衡，诱发杂填土，淤泥层产生破坏。特别是事故发生当天高低潮位比平时偏大。高潮位时岸坡土体水位偏高。退潮时岸坡外侧水位及时下降，而土体内部水位不能及时下降，导致该岸坡存在的水压力偏大。致使土体内应力与外应力失衡，造成滑坡现象。

3.5.2 淤泥沉积引起滑坡

该码头投入使用至发生坍塌时已30多年，由于使用年久，码头下方及后方区域岸滩泥沙不断淤积，以及码头前沿航道的定期疏浚，导致护岸的荷载变化，造成滑坡现象。

3.5.3 岸坡后方陆域荷载引起滑坡

根据现场考察发现，该原状岸坡未建造护岸，现场勘察揭示，该区域淤泥层较厚。后方岸坡作为砂场使用，砂场堆砂荷载超过岸坡承载能力，由表1显示，陆域荷载超过25kN/m时，就会诱发岸坡滑坡。

4 结论

由于历史的原因，该码头岸坡未进行护岸处理，采用天然原状滩涂作为护岸，下列因素的综合影响使岸坡产生了滑坡：

(1)岸坡经常遭受涨落潮的影响，岸坡土质的抗滑指标逐渐减小。

(2)事故当天的大潮使岸坡的内外水压力增大。

(3)护岸长年累月的淤泥沉积。

(4)岸坡后方陆域荷载(砂场堆积的砂)的影响。

5 措施

为消除类似泉州后渚油库码头的安全隐患，综合上述的分析，建议应采取以下措施：

(1)新建码头护岸，尽量避免采用天然原状滩涂作为护岸，以减少因涨落潮的影响，导致岸坡土质的抗滑指标逐渐减少。

(2)限制或减少后方陆域的堆载，以满足抗力分项系数的要求。

(3)及时清除淤泥，防止护岸荷载的变化。

(4)有条件的码头定期按《港口及航道护岸工程设计与施工规范》(JTJ300-2000)的规定进行护岸稳定性验算，并定期检测护岸。