广东惠州港荃湾港区煤炭码头一期工程设计

（2022～2023年度第一批优秀设计一等奖）

申报单位 中交第四航务工程勘察设计院有限公司

一、项目基本情况

广东惠州港荃湾港区煤炭码头一期工程位于惠州港荃湾港区纯洲岛，建设7万吨级煤炭泊位2个以及配套陆域工程，是华南地区公用专业化煤炭接卸码头之一，粤东最大煤炭集散中心，一带一路区域海铁联运快捷通道。

二、技术难点和特点

1. 孤岛且无人岛。涉及因素复杂，需考虑绿色环保、海洋保护、开山及海岛保护、填海、公路、铁路、分期建设、投资等多方面。

2. 项目环保要求高。

3. 土石方复杂，项目开山、基槽爆破、护岸爆破挤淤等。

4. 装卸流程复杂。

5. 当地海域疏浚土多为有机质含量高的淤泥质土，含水量>200%、可塑性差（IP>25），用其吹填成陆作为荷载较大的煤炭堆场地基，加固施工是关键，处理效果关系到场地工后沉降及生产使用，特别是软土的扰动挤压将影响到设备和煤仓基础及上部的安全。

6. 通过吹填、软基处理、开山回填、开山等多种人工方法，形成建(构) 筑物、码头、护岸及堆场轨道的基础处理复杂，特别是不均匀沉降的对的建（构）筑物等的影响十分重要。

三、创新点

1. 工程位于孤岛，平面布置涉及因素复杂，考虑绿色环保、海洋保护、开山及海岛保护、填海、公路及铁路等多方面，设计综合考虑了铁路进线与建设条件，以及与港口总体规划的符合性、周边环境保护要求的相互协调性、减少工程投资等因素，最终提出了工程建设在纯洲岛西端的合理方案，采取岛南码头、中间山体保留、岛北堆场区+生产辅建区+装火车区，保留了纯洲岛周边现有水流形态。陆域平面布置考虑未来二期工程期建设、统一营运的可实施性，可靠衔接，资源互享。开山充分考虑海岛保护的需求。

2. 结合近岸岛屿特点及集疏运需求，实现以码头为节点的海铁联运和海陆联运、预留海河运输的现代煤炭多式联运方式，促进节能减排降碳。国内首次应用2台装车机两侧对装6条装车作业线工艺。两座条形封闭煤场跨度中间均为一堤双机双线布置，工艺流程顺畅、生产能力匹配，加快车船周转、降低营运成本。

3. 工程区域淤泥厚达20多米，多方案比选码头采用重力式结构方案，根据不同的地质情况采用不同的基床厚度，并重点对强风化岩层的软化系数进行了分析研究。在后轨联合基础上创新的应用了可调整高度的轨道固定系统，可有效的解决前、后轨基础结构型式不同，使用期间后轨基础的沉降相对较大的问题。根据淤泥层厚及现场开山石料丰富的实际情况，护岸采用爆破挤淤的斜坡式方案。

4. 设计了2座国内港口首座、规模也是国内港口行业最大的条形全封闭煤场，解决了消防设计难度大、无成熟的案例可供咨询参考等难题。考虑沿海强台风地区的袭击，结构通过风洞试验（数模及物模），准确揭示风场的分布，最终采用安全、经济端部带1/4球壳的双层三心圆柱面网壳，表现出优良的抗台风性能。开发一套煤场环境监测系统，通过传感器和物联网将煤场内部实时温度、湿度和一氧化碳、二氧化硫、粉尘浓度传到中控室，超值即报警，实现对煤场内部环境的实时监测，确保生产安全和职业卫生。

5. 陆域形成综合采用“适度合理开山、近岸推填开山土石、开山石爆破挤淤形成护岸、疏浚土吹填造陆、剩余外抛”等环保、经济、合理处理方式，其中开挖山体边坡采用固土性能优良、促进植被生长的生态护坡及挂网喷砼防护技术。提出一种华南地区首次应用的真空预压加固吹填超软土技术分离式直连真空预压地基处理新工艺，该技术是对传统排水板真空预压的技术改进和创新，包括采用新型超软土浅层预处理技术、新型高效节能抽真空技术、新型防淤堵塑料排水板技术等，具有节省工期、降低总造价、加固软土效果显著的特点，获中国交建第三批节能环保与循环经济示范项目。

6. 为全国首个大型绿色环保先行示范公用煤炭码头，港区景观充分考虑保护和利用自然的海岛景观，现场干净到“不像煤码头”。

7. 提出建(构)筑物、码头及堆取料机轨道等的基础采用“变刚调平”的设计方法，通过采用设计预留沉降差、采用不同基础形式、特殊的施工工艺等主动控制的方法来调平因为“变刚”产生的不均匀沉降，以减小复杂地质条件下的差异变形、降低基础的内力和上部结构的次内力，以节约资源、提高建(构) 筑物的使用寿命、确保建(构) 筑物的使用功能。

8. 充分考虑近岸孤岛特点的科学、合理、经济的配套工程设计。

四、成果应用

依托该项目编制水运协会团体标准《港口封闭条形煤场设计规范》。项目成果应用于广东粤电博贺煤炭码头、韶关港乌石综合交通枢纽工程等项目，以及其他一些正在进行前期研究的项目。项目建成后是华南地区典型的示范项目，接待了大量企业、设计、施工单位的参观学习。

五、经济和社会效益

工程投产以来回访反馈运营良好，是全国首个大型绿色环保先行示范公用煤炭码头。工程自首船靠泊至今，累积进煤量约两千万吨，为当地和业主取得良好的经济和社会效益。