潘杰 中铁建港航局集团勘察设计院有限公司

近年来，随着北江航道扩能升级的完成，带来的运输总量大幅度攀升，使船舶流量增多，通航环境变得复杂，航道的管理难度增大，需通过配套的工作船码头等增加安全监管设施，以保障航道安全畅通、实现安全生产的需要。

1.工程概况

本工作船码头位于北江孟洲坝枢纽与濛浬枢纽之间，拟建1个航标工作船泊位和1个小型巡标快艇泊位，后方陆域用地面积6666.66m2，拟建一座站房，总建筑面积604m2。

2.功能需求

结合北江航道区域特点，其维护管理工作主要为水上作业，航标形式以灯艇为主，工作船主要为一艘3t旋转吊航标工作船及一艘18.8m快艇。航道工作船码头除具备靠离泊的基本功能外，也是航道工作人员工作与生活的场所，具有生产管理和后勤保障的双重功能。其主要功能有：①靠离泊航道工作船，并作为工作船日常保养和补给的后勤基地；②用于小型航标器材的临时存放和日常保养；③用于油漆、小五金等工作船舶用材料和日常维护工器具的存放；④一线航道工作人员工作的场所和船员学习、生活、休息场所；⑤作为航道现场值班处。

3.设计原则

按照内河发展目标“航道安全畅通、港口布局合理、水陆衔接、河海贯通的内河水运基础设施体系，开放有序、平安绿色、服务完善的市场服务新体系，体制健全、监管有力、公平高效的行业管理体系，逐步建立国内一流、国际先进的现代化内河水运体系”要求，坚持以人为本，依托科技进步，突出低碳环保与协调发展，以数字航道建设为终点，充分利用已有建设成果，实现数字航道全覆盖，航道基础设施全面改善，主要遵循以下设计原则：

（1）整体协调：支持保障系统包含七个专项子系统，主要功能是为了航道的管理和维护服务，应根据实际工作的需要，整体协调各专项设施布局，优化资源配置，充分发挥支持保障系统的整体效应。按照北江航道管理机构设置现状及航道管理维护工作的需求，统一优化航道管理船舶、站场及码头布局。

（2）项目选址：应尽可能接近航道管理站辖区河段的中心位置，水陆交通便利，且具有良好的水深、地形、河势、水文及地质等自然条件，具备良好的外接水、电、通信、道路等依托条件，尽量邻近周边城镇，以确保项目建设的可行性，保证项目建设的顺利实施，同时，也便于航道的维护管理工作，降低项目建设和运行的成本。

（3）航道特色：北江航道是粤北地区连接珠江三角洲及港澳地区的唯一水运通道，各航道工作船码头是北江航道在辖区各河段的水上服务区，起着形象代言的作用，码头设计中，应结合航道辖区管理范围，总体布局，在细节构造及建筑外观等方面与航道特色相呼应，树立北江航道的良好品牌，以取得当地政府及民众对航道事业的大力支持。

（4）使用功能：设计中需结合航道管理维护功能需求，科学合理确定码头建设规模及建设内容，并做好相关的配套工程，实现现代化航道运行安全、管理高效、功能齐全、服务优质等特点。

4 .设计条件

北江属于亚热带季风气候，具有年平均气温较高，夏热冬暖，霜小雪稀，雨期较长，秋季受台风影响较为频繁，春天雾较多等气候特征。

气温：多年平均气温20.3℃，极端最高气温42.0 ℃，极端最低气温-4.3℃；

降水：多年平均降水量1516.5mm，最大降雨量达3004.7毫米（1983年），最小降雨量为1420.3毫米（1985年），4－6月多锋面雨，7－10月多台风雨。

风：年平均风速在1.1 m/s～1.9m/s，冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，夏季受台风影响，大风速为13米/秒，八级以上大风年日数平均为4.8天。

雾：春季雾日较多，平均年雾日为5～6天。

北江流域由于暴雨量大，流域坡陡，洪峰上涨速度快，洪峰持续时间约为6h～12h，涨水历时约2d～3d，退水历时约6d～10d，每年汛期发生洪水3～4次，洪峰出现最多的时段为5～7月。

工程处设计水位根据上下游枢纽库容水位及10年一遇洪水位，设计高水位取值52.52m，设计低水位按综合历时保证率98%取值43.30m。

码头区域地层为岩溶地质，覆盖层以卵石层为主，其下为强风化石灰岩及中风化石灰岩，且溶腔广泛分布，半充填，有漏水现象，埋深在8m～20m，溶腔面积较大。

5.设计方案

5.1 平面方案

码头平面结合主航道线位置及径流方向，采取“T”字型布置，考虑到所在水域较为开阔，为减少后期维护疏浚，码头前沿线布置在自然水深满足设计深度的2m等深线处，并设置一座长45m引桥与后方陆域连接。按同时靠泊一艘3t旋转吊航标工作船及一艘18.8m快艇设计，泊位长度71.2m，码头长70m，码头宽度按照工艺要求，考虑5t叉车回转，取15m，引桥按双车道设计，宽度取7m。

码头面高程结合水利防洪要求，横梁底高程应高于20年一遇防洪水位，取值56.5m。

后方陆域呈规则矩形，按功能需求，设置1座站房及1座航标堆场，站房总建筑面积604m2，堆场面积约2400m2。场外道路与引桥间设置一条主干道，宽7m，站房周边设置次干道，宽5m。

5.2 水工结构方案

码头所在水域水位落差大于7m，码头结构宜采用高桩框架或浮式趸船结构。结合本工程功能需求及地质情况，两种结构方案各有优缺点，分析如下：

高桩框架结构通过设置三层系揽可以满足不同水位的靠泊需求，同时可有效控制码头面与后方陆域的高差，引桥坡度小，便于工作车辆进出码头。缺点是桩基施工难度大，根据本工程地质桩基宜采用灌注桩，由于溶腔面积较大，且桩基较为分散，常规的封闭注浆或填充碎石等处理方式，造价较高，宜采用引孔后，施打钢护筒穿透溶腔。考虑局部溶腔埋藏较深，护筒施打难度较大，且受溶腔顶部岩层风化程度影响，存在因承载力不足而导致引孔出现局部塌孔的风险。

浮式趸船结构桩基运用少，施工难度相对较小，工程造价低。缺点是枯水季节，由于水位落差较大，且后方陆域高程较高，造成引桥坡度较陡，日常运输车辆进出码头受限，维护效率较低。

综合考虑，为满足现代化航道要求，码头结构宜采用高桩框架式结构，施工期可采取超前钻方式探明桩端以下溶腔位置，并结合溶腔深浅分别制定合理的桩基方案。溶腔埋藏较浅时采用护筒穿透，桩端进入下部稳定灰岩层；溶腔埋藏较深时，采用双桩方案或缩短排架间距，以减小桩端压桩力，持力层选在卵石层，避开下部溶腔。

5.3 工艺方案

工作船码头装卸工艺主要考虑小型航标或小五金等器材的吊运，装卸设备可采用固定吊或汽车吊。由于3t旋转吊航标工作船可兼顾日常的吊运作业，为避免固定吊的维护保养，可采取根据实际所需租赁汽车吊方案。水平运输可采用5t叉车或10t汽车进行联合作业。航标堆场可考虑配置轮胎吊进行作业。

5.4 陆域形成方案

本工程陆域形成按土方平衡原则确定陆域高程，采用挡墙或适度放坡形成陆域。

5.5 配套工程

本工程作为北江航道该辖区的形象代言，站房设计除应满足维护基本功能需求外，还应在总体布局及建筑风格上充分体现航道特色，提升整体形象。

同时，供电、照明、信息与通信、控制、给排水、消防等配套设计均应充分考虑工作船舶及站房的使用需求，并做到节能环保。

6.结语

本文结合北江航道某工作船码头，阐述其设计的主要要点，并分析其自身的特点。该码头既具备北江流域一般码头的通用性，也有作为航道工作船码头的特殊性。笔者结合该码头设计过程中的一些经验，提供给类似工程参考，以期达到提高设计效率并保证工程质量的目的。