江阴兴澄特种钢铁有限公司码头2号泊位工程

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1、江阴兴澄特种钢铁有限公司码头2号泊位工程设计任务书河海大学港航学院水港系二一二年三月1 设计资料1.1 设计需求江阴兴澄特种钢铁有限公司是由香港中信泰富有限公司投资建立，隶属中信泰富特钢集团公司, 年产优特钢能力达600万吨，现为国内最大的优特钢板材和棒材生产基地。精品钢板主要用于管线、钢构、桥梁、风电、压力容器等行业，精品棒材主要有高标准轴承钢、高级齿轮钢、合金弹簧钢、合金管钢、油田用钢、高级系泊链钢、帘线钢、易切削非调质钢等，是中国最大的特殊钢“替代进口”生产基地和出口基地。公司地处江苏省江阴市经济开发区，北临长江，南接锡澄、沿江沪宁高速公路，拥有公路、内河、长江和远洋海运等发达的交通物流

2、优势。为满足市场对特种钢材的需求，实现企业提出的优质高效发展目标，兴澄特种钢铁有限公司改进了炼钢工艺，调整了原料的进口渠道，使现有企业运输生产方式及运输能力已不能满足要求。因此，公司拟在已建原料码头泊位上游端延伸约160米兴建2号泊位，即新增一个30000吨级泊位，以适应企业发展需要。按照岸线利用及泊位功能规划，已建1号泊位调整为废钢，钢材件杂泊位，新建泊位将为铁矿石、焦炭散货泊位。1.2 自然条件1.2.1 地理位置拟建码头工程位于长江下游江阴市滨江经济开发区福姜沙水道南岸兴澄公司已建一号泊位与新长铁路轮渡码头之间岸线范围。工程北临长江、南倚与沪宁高速公路相接的澄张高速公路（张家港江阴无锡）

3、、西傍江阴长江大桥和新长铁路、东靠大河港，水路上距南京195km，下距吴淞口150km，陆路距离江阴市区约7.5km。1.2.2 气象根据气象站的气象观测资料统计结果，本地区气象特征值如下：(1) 气温累年极端最高气温38，累年极端最低气温-14.4，最高年平均气温19.6，最低年平均气温11.5，多年平均气温15.2，最高月平均气温27.8，最低月平均气温2.3。(2) 降水多年年平均降水量1002.6mm，多年年最大降水量1342.5mm，多年年最小降水量589.9mm，一日最大降水量219.6mm。降水量0.1mm的历年平均降水天数124d，5.0mm历年平均降水天数50d，10.0mm

4、历年平均降水天数30d，25.0mm历年平均降水天数20d，50.0mm历年平均降水天数3d。(3) 风况历年最大风速27m/s，年平均风速：2.9 m/s。6级以上大风天数年平均为15d，年最多为49d；8级以上大风天数年平均为8d，年平均最多为26d。(4) 雾况本地区多出现晨雾，历年以10-12月份出现次数最多。年平均雾日29.6天。能见度1000m雾日：年平均为6.5天，年最多为11天。1.2.3 水文(1) 潮汐、潮流本河段位于潮流界附近，水流既受内陆径流影响，又受外海潮汐影响。因此，双向水流运动是本河段的基本特性。潮汐性质属非正规半日浅海潮、每日两潮两落，有日潮不等现象。一般年份，

5、本河段洪季呈单向流。枯季为双向流，枯季小潮，有时也无涨潮流。洪季大潮条件下，涨潮流速一般在0.5m/s以下，落潮流速则较大，最大落潮流速可达1.8m/s以上，平均落潮流速为0.71.1m/s，洪季小潮不出现涨潮流，平均落潮流速为0.6-0.9m/s。枯季大潮和枯季中潮相差不大，平均落潮流速为0.5-0.8m/s。平均涨潮流速小于0.5m/s，最大落潮流速为1.11m/s，最大涨潮流速为0.78m/s。由此可见，本河段落潮流速明显大于涨潮流速，落潮流为塑造河床的主要动力。(2) 水文特征本河段上游不远处设有江阴肖山水文站，经对该站多年实测潮位资料的统计分析，拟建码头区水域潮位特征值如下（黄海高程

6、）。历年最高潮位： 5.31m历年最低潮位： 1.11m历年最大水文变幅： 6.42m历年最大潮差： 3.39m历年最小潮差： 0.00m平均潮差： 1.63m平均高潮位： 3.57m平均低潮位： 0.49m平均涨潮历时： 3h41m平均落潮历时： 8h45m(3) 设计水位设计高水位 3.25m（高潮位累计频率10%）设计低水位 -0.18m（低潮位累计频率90%）极端高水位 4.98m（重现期为50年的年极值高水位）极端低水位 -1.11m（重现期为50年的年极值低水位）(4) 波浪本工程由于远离河口，东北向有福姜沙为天然屏障，水域宽在4000m左右，风吹程短，不可能形成大的风浪，设计时可

7、不予考虑。1.2.4 河道概况拟建码头区域位于长江下游福姜沙水道进口段，鹅鼻嘴至长山河段南岸，白屈港与大河港之间。鹅鼻嘴至长山河段长约7km。河道顺直放宽成喇叭型。河道上段有炮台圩、鹅鼻嘴左右对峙构成节点，此处河道狭窄，宽约1.4km。下游南岸有长山节点制约，河道宽度为上段狭窄段的3倍。本河段上承江阴水道，下接福姜沙汊道。1.2.5 地形、地貌拟建码头位于长江南岸江阴火车轮渡码头下游200米左右，岸线平直、水深条件良好。勘区地貌为长江河漫滩，属长江河流冲积地貌，临江滩面现已回填，回填区高程在+6+7米之间，陆域护岸及挡浪墙工程现已完成，水下岸坡坡比一般在1:8左右。1.2.6 河势多年测图资料

8、表明，江阴水道近期河势变化不大，夏港至鹅鼻嘴段主泓基本保持稳定。主流进入本河段后，在鹅鼻嘴节点的挑流来水作用下，主流偏靠南岸一侧下泄，于肖山至白屈港分流点后进入福姜沙南北两汊。多年来该处分流点位置及分流角无大的变化。10m水深位置长期以来基本固定，河势一直处于稳定状态。本工程所属的水域，岸线顺直，近岸河床冲淤变幅不大，主流长期保持稳定，横向摆幅较小，江面宽阔，水流条件好，且有足够的水深。1.2.7 工程地质江阴地区属长江三角洲地带，自第四纪以来，由于河口一带，海进海退频繁，地层为海陆交互相。根据本工程的勘察成果资料，码头区地基土层主要为第四系全新世河流冲积的河床相地层，上部为淤泥质土、松散粉细

9、砂混粘性土，下部主要为中密至密实状粉、细砂及流塑至可塑状的粘性土。根据本次勘探资料将勘区地层自上而下分为七个单元土体，分述如下：淤泥质粉质粘土及粉质粘土（）：褐色、灰褐色，混砂不均，含云母，夹薄砂层，呈流塑状。本层覆盖于勘区表面，一般厚度为34米左右，厚度最大处达6.5米，层底标高在-12.35米处，该土层土质差，具有高压缩性，低强度特性。（2-1）粉细砂（）：灰黄色，灰色，混粘性土，含云母，局部夹粘性土薄层，呈松散至稍密状。该土层为勘区中上部主要土层，标高在-4.23-20.65米之间，层厚一般为78米左右，厚度最大处达11.0米。标准贯入试验击数平均值N=10击。（2-2）粉细砂（）：灰黄

10、色，灰色，混粘性土，含云母，呈中密状。标准贯入试验击数平均值N=22击。该层为勘区中上部主要土层，层位稳定，层顶标高一般在-10.55-20.65米之间，层底标高一般在-21.15-31.65米之间，层厚最大处14.0米，最小处4.60米。（2-3）细砂（Q4al）：灰黄色，灰色，混少许粘性土，含云母，呈中密密实状。标准贯入试验击数平均值N=33击，该层为勘区中部主要土层，层位稳定，层顶标高一般在-21.15-31.65米之间，层底标高一般在-33.95-38.25米之间，层厚最大处14.50米，最小处3.65米。粉土及粉质粘土（）：深灰色，混砂不均，含云母，一般呈流塑可塑状。局部夹（3-1）

11、粉砂（仅孔ZK1揭示）标准贯入试验击数较离散，平均值N=12击，该层是勘区中下部的主要地层，层顶标高在-33.95-38.25米之间，该土层具有较低强度的特性。（4-1）粉细砂（）：灰色、黄色，混少许粘性土，含云母，局部混有多量粗颗粒，呈中密密实状。标准贯入试验击数平均值N=35击，本次勘探未钻穿，层底标高在-49.63米以下。（4-2）中粗砂混砾石（）：灰色、黄色，含云母，混少许粘性土，呈密实极密实状，标准贯入试验击数平均值N=56击，本次勘探未钻穿，层顶标高在-49.96米以下。码头区地层分布详见钻孔布置图及地质剖面图。堪区层土质极软，呈流塑状态，层（2-1）、（2-2）主要呈松散至中密状

12、态，均不宜作为码头水工建筑的基础持力层。层（2-3）一般呈密实状，层位稳定，强度较高，是码头建筑物基础的较好持力层，但应注意本层下部为单元体粉土及粉质粘土层，该土层较软弱，故应考虑桩尖下留有一定的持力层厚度。层呈流塑至可塑状，由于混砂不均，造成土质不均匀，强度差异大，故不宜作为码头建筑物的基础持力层。层（4-1）及层（4-2）埋深较大，本次勘察揭示厚度不大，但从标准贯入试验击数平均值来看，该层强度较高，可作为码头建筑基础的良好持力层。各土层的地基土设计参数推荐值见表1-1。表1-1 桩基设计参数推荐值表 单位：kPa层序土层名称地基允许承载力混凝土预制桩钻孔灌注桩qsikqpkqsikqpk淤

13、泥质粉质粘土及粉质粘土70/20/（2-1）粉细砂10045/35/（2-2）粉细砂17080320050800（2-3）粉砂夹粉土2201004500701200粉土及粉质粘土/50170045/（4-1）粉细砂/1206000751300（4-2）中粗砂混砾石/15080009520001.2.8 地震根据国家标准中国地震动参数区划图（GB183062001），勘区地震动反应谱特征周期为0.40S，地震动峰值加速度为0.05m/s2，对应于地震基本烈度为度区。1.3 货运量及船型1.3.1 货运量按照岸线利用及泊位功能规划，已建1号泊位调整为废钢，钢材件杂泊位，新建2号泊位为铁矿石、焦炭散

14、货泊位。根据公司对泊位功能分区和运量安排，2号泊位设计吞吐量为98万吨/年，其中铁矿石92万吨/年，焦炭6万吨/年。1.3.2 设计船型本工程铁矿石从澳大利亚和巴西等国进口，根据运输成本及航道条件，铁矿石的运输拟采用二程运输，一程运输是10万吨以上大型散货船，运之北仑港，再由30000DWT散货船二程运至拟建码头。随着长江口及以上航道整治工程的实施，远期可选用50000DWT江海直达运输至拟建码头。公司生产所需的焦炭主要从无锡焦化厂、上海焦化厂等附近地区焦化厂购买，以水运方式运输进厂。无锡焦化厂焦炭为运河运输，安排在大河港内小泊位装卸；上海焦化厂焦炭为长江运输，根据厂区焦炭的生产需求量和焦炭原

15、料场一次储存能力，焦炭运输选择5000吨分节驳运输较为适宜，安排在2号泊位卸船。综合考虑本工程货物流量流向、长江航道条件及运输成本，本工程设计船型主尺度见表1-2。表1-2 本工程设计船型主要尺度一览表 （单位：m）船型总长型宽型深满载吃水备注30000吨级散货船19026.014.610.8设计代表船型50000吨级散货船23032.017.512.7远期兼顾船型5000吨分节驳船80205.04.1沿江船型，兼顾1.4 材料供应及施工条件本工程位于长江下游的江阴市，该地区砂、石料十分丰富，质地良好，施工所需水、电、通信均依托后方厂区。工程区场地平整，紧邻澄张公路，其后方厂区道路可作为施工便

16、道，水陆交通十分方便，完全具备施工条件。长江中下游地区有多家具备资质的港工行业的施工队伍可供选择，易于在施工中引入竞争机制来确保施工质量、工期，降低造价。同时已建的1号泊位工程的施工经验，也可作为本工程有益的借鉴。2 设计任务本工程设计任务主要包括：（1）资料分析要求熟悉以上设计资料的主要特点，明确它们对设计的影响。了解如何确定有关计算数据，然后进行概括而系统地整理。（2）码头的平面布置根据码头的使用要求，选用一种合理的码头装卸作业线的工艺图式，针对进口和出口的不同货种分别计算库场面积，并考虑道路和铁路布置，从而拟定码头的主要尺度。然后，选定码头的前沿线和中心线的平面位置，并确定码头的总平面布

17、置。一般应通过不同方案的优缺点比较，来选择较好的码头平面布置。（3）码头结构的初步设计选择比较合理的一种码头结构型式，拟定12个方案，分别确定各主要构件的尺寸，码头的工程量和三材用量及码头工程的概算），对方案进行全面的技术经济比较。所选用的码头结构方案，应适应于码头的具体条件，充分反应施工特点，吸取先进经验，比较经济合理，又能保证码头在施工中和使用期的整体稳定性（包括岸坡）。（4）指定构件的技术设计在初步设计的基础上，对采用方案的指定构件，进行技术设计。要求对各种荷载下的结构内力进行电算，同时，用手算核对其中一种情况的结构内力，并以此进行配筋计算。经过较严格的计算和细部考虑后，设计出的指定构件应满足限制裂缝宽度的要求，并能有足够的强度和刚度，既较为经济合理，又能付诸施工。3 设计成果本次设计主要提交成果包括：（1）设计说明书一份；（2）设计计算书一份；（3）至少三张设计图纸：码头总平面布置图（含装卸工艺）、码头结构三视图、指定构件配筋图。- 9 -