独山煤炭码头大型卸船机滚装上岸工艺

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1、独山煤炭码头大型卸船机滚装上岸工艺? 独山煤炭码头大型卸船机滚装上岸工艺 徐乐艺 浙 江浙能港口运营管理有限公司 摘 要： 介绍了杭州湾北岸 嘉兴港区段独山煤炭中转码头大型卸船机安装方案的论证 与比选，阐述了滚装工艺的制定过程、实施步骤与关键技术。 研究成果可以为类似工程实施提供参考。 关键词： 煤炭码 头； 卸船机； 滚装工艺 1 工程概况 浙能嘉兴港煤炭码 头工程位于杭州湾北岸的嘉兴港独山港区，工程建设3个3.5 万t级外海卸煤泊位以及18个500 t级内河装船和待装泊位， 设计年吞吐量为3 000万to该工程为专业的煤炭中转码头， 工艺系统设备配置为5x1 600 t/h卸船机，6x32

2、00 t/h堆取 料机，6x1300 t/h装船机，35条额定效率分别为3200 t/h、 2400 t/h、1300 t/h皮带机以及相应的配套设施。卸船机为 该工程最主要的大型设备，选型为主流的机械差动桥式抓斗 卸船机，布设在近600 m的外海码头轨道上。2安装方案 比选 21 卸船机安装方式综合比对 卸船机的安装目前通 行的有现场散件安装（简称散装）、大件组装和整机滚装 3种 方式。本项目卸船机配置为5台1600 t/h的大型煤炭专业 卸船机，如采用散装方式，600 m长的外海码头将堆满钢结 构与零部件，为满足大件运输，项目区域内的道路、栈桥的 宽度都得加宽加固，与吹填砂、区域内的道路施

3、工作业均会 形成交叉干涉，严重影响其他配套工程的施工。 经过与卸 船机安装方式相关的安全、质量、投资等方面的比对分析得 出,整机滚装在质量、进度和安全控制等方面都具有相当大的 优势。但该工艺适合在潮汐水位差小、潮能低的海域以及现 场风力不大的情况下实施。而本工程所在地的海况条件较差， 又没有先例可循，故上岸环节难度较大。 2.2 难点分析 本 项目位于杭州湾北岸，海域地形呈特有的喇叭口形状。外海 潮波推进时受不规则喇叭口平面形态的收缩以及水深变浅 和底摩擦的作用，潮波逐渐由前进波转为驻波性质，日潮不 等现象明显。根据研究，由于独山港位于乍浦至金山卫之间， 涨潮落潮结合特有的地形，导致海流呈现流

4、速急、潮能高、 潮汐水位差巨大的特征，有时竟达7 m以上为国内所罕见。 通过统计资料及研究人员的分析发现，杭州湾尤其是北岸澉 浦-乍浦-金山卫沿线的海流呈现出流速急、潮能高、潮差巨 大的特点，巨大的海流能量在该区域内形成了一条杭州湾内 最深的海沟。正因为海况条件较差，该港区内嘉兴电厂一、 二、三期码头的同型卸船机安装方式均为散装。这就是本工 程卸船机采用滚装工艺的最大难点所在。 2.3 滚装方案论 证 2.3.1 设计论证 设计与建设单位邀请国内各大港口行 业的设计院、港务局、港区内相邻码头等有关专家，多轮次 反复研讨，认为尽管海况条件较差，但滚装工艺成熟，作业 过程完全可以在2h的高平潮时间

5、段完成，原则上可行。2.3.2 方案论证 设计与建设单位又与国内主要的大型卸船 机制造厂进行了充分的技术交流，各制造厂提供的滚装方案 主要有3个要点：现场无狂风暴雨，短时间阵风风力小于 6级；海流处于平潮阶段，控制低涌潮时实施；单台机 滚装上岸的作业时间控制在2.0 h之内。各方案内容大致如 下：(1)准备工作 气象水文条件侦测：根据国家气象台的 天气及海洋海浪预报，结合2013、2014、2015年度乍浦 潮汐表，选定潮差小、涌潮低、风力小的合适时间段，并 提前10天做好跟踪记录。正常情况下提前7天，制造厂 把卸船机滚装至驳船上，并海绑固定就位。 (2)海上运输 运 输由制造厂海运至独山港码

6、头。 5台卸船机分2个船次，第 1次运2台第1船的货重量大约2 600 t。第2次运输3台， 第2船的货重量大约4 000 t。2次均选用15 000 t的驳船。(3)码头的配套设施、设备 入场的陆路、引桥、滚装施工 区域道路条件：应全部贯通，保证载重50 t左右的货车或汽 车吊可顺利通行，方便人员、机具、设备及海绑材料的进出 等。滚装施工用电：卷扬机、焊机、照明、零星电气等 约需要250 kW电源。码头面土建施工完成情况：码头上 应具备每台机50 m ,即5x50 m=250 m的轨道长度安装、 已完成的锚地基础、防风系缆基础、顶升基础，同时完成滚 装时安装固定滑轮组的基础，每组水平受力不小

7、于 600 kN 力的预埋螺栓的埋设。靠船安全装置：以滚装位置中心 轴线左右64 m范围内应完成系缆桩和护舷的施工，无其他 杂物、设备。码头面上铺设的用于设备滚装上岸时的临时轨 道中心左右各0.5 m 的范围内及码头前沿护轮槛不能施工。 设备上岸用的临时轨道中心左右2 m范围内不应有系缆桩。 码头卸船机轨道长度不低于 250 m ，以满足5台卸船机锚 定位置的要求。（4）上岸工艺运输船到码头后靠岸，调整 船位以对准临时轨道并定船；铺设的4条坡型滚装临时轨道 垂直码头大车轨道，轨道支座处高度500 mm，后部低轨道 高度 300 mm，下面铺设 30 mmxl 500 mmx25 000 mm

8、的 钢板4条，承载、分布滚装轮压。利用过桥梁、船上轨梁、 卷扬牵引机等，实现整机横向滚装牵引上岸，上岸前气割海 绑杆件。滚装上岸采用旋转中平衡梁式卸船方案，卸船 机上岸采用,4条轨道从码头正面卸船，牵引设备滚装到位后 顶升到大平衡梁下，再旋转中平衡梁放到码头轨面上。该方 式简单、方便、可靠，使整个滚装卸船过程能控制在2h之 内。卸船过程中用2台10 t卷扬机拖移上岸。为了防止 卸船过程岀现意外，设2台10 t卷扬机起保护作用。这4台 卷扬机都设在船上，布置见图1。图1 卷扬机布置方式 根据卸船机总重G=1 500 t ,卸船机跨距24 000 mm，卸 船过程爬坡高差350 mm，计算得岀所需

9、牵引力F=324 kN。 上岸选择2个牵引点，每个牵引点有1个滑车，选用滑车应 承受大于220 kN的牵引力。实际选用牵引拉力10 kN的卷 扬机，滑车倍率为4，每个拉点可提供400 kN的拉力，则 总牵引拉力为800 kN,故安全系数800 kN/324 kN =2.5，满 足滚装上岸牵引力的要求。 码头滚装前需验算码头前沿 强度。如图 1轨道布置图，卸船用轨道距码头前沿 762 mm 处，过桥对码头前沿的最大作用力2 000 kN。在永久轨道和 卸船轨道的交点处，顶升力海侧为4 500 kN，陆侧为4 000 kN。滚装台车海侧台车的轮压450 kN，陆侧台车的轮压 400 kN，海侧滚装

10、台车中心最终位置在海侧轨道中心。由码 头工程设计方校核码头前沿强度后，并选定设计上船位置， 通知制造厂后进行滚装上岸工作。滚装作业，选择在良 好的天气（6级风以下）和海况下进行。滚卸前1 h做好所有的 准备工作，现场统一指挥，工作人员各就各位，用对讲机保 持及时联系。通过卷扬机绞缆，将驳船的轨道和码头的轨道 对齐，收紧钢丝缆固定好船位，适当时机安装好过桥梁。准 备工作就绪后，由专人全面检查，选择潮位进入高平潮前的 最佳时段开始滚卸。滚卸过程中通过及时的连续的调仓压载 来调整驳船的状态，始终使船上轨道在驳船和岸上码头的过 程保持平衡稳定的状态，特别是设备行走在过桥梁期间，充 分利用驳船的调载使驳

11、船与码头之间的轨道高差保持在一 定的倾斜范围之内，控制好牵移装船机的速度，确保装船机 安全顺利地滚卸到码头上。整个滚卸过程约2 h其中约35 45 min用于卸船，卸船速度尽量控制在0.5 0.6 m/min之 间。 3 实施过程 本项目经过招投标，确定了主机厂，整 机的主体结构制造安装及空载调试均在该厂的曹妃甸基地 完成。该基地拥有30万t级的码头及配套的滚装工艺设施。 3.1 上岸时间选定 在满足工程现场进度的条件下，选时间 的主要依据是气象和潮汐表水文条件。经研究，确定分2 个 时间段批次实施滚装：第1批选定在2013 年的 9月中旬，1 船装运2台；第2批选定在2015 年的 4月中旬

12、，1 船装运3 台。以上2 个时间段内的海流速度、潮差、潮能均处于合理 的作业范围。 3.2 现场协调与准备 整个运输滚装的实施基 本按制造厂提供的方案进行，整机采用滚装，随船备件采用 汽车吊起吊上岸。 3.2.1 最终实施方案 施工作业实施前， 制造厂对周边的道路、桥梁、相邻码头前后又进行了3 次的 勘察测量。建设方再次组织相关行政管理部门、兄弟单位及 行业内专家评审，增加拖轮、应急电源（500 kW 柴油发电机 1 套）、异常情况下的应急预案（如滚装过程中发生异常情况 暂停作业，遇突发恶劣天象等，整机退回驳船，驳船退回锚 地待命），形成了最终的独山码头卸船机滚装上岸实施方案 3.2.2 现

13、场协调准备与分工 制造厂负责水文测量准备、运 输，建设方负责完成全部的道路、施工用电、锚地基础、防 风系缆基础、顶升基础等配合工作。 监理负责安全文明施 工和成品保护的监督。 3.3 实施过程 整个作业过程基本按 独山码头卸船机滚装上岸实施方案进行。现场设总指挥 统一指挥协调，整个实施过程为： (1)确认海况条件，检查 道路、桥梁正常，施工电源与应急电源到位及完好，临时轨 道准备；海监船到位，对讲机系统通畅。 (2)高平潮前 2 h 通知驳船靠港准备，拖轮助泊，靠泊并调整好与码头滚装位 置的对接并固定。 (3)高平潮前 1 h 码头面铺设临时滚装轨 道，同时汽车吊起吊随船部件。2 组牵引卷扬机

14、与 2 组平衡 卷扬机钢丝绳滑轮系统固定并架设完成。 (4)高平潮前 0.5 h， 4 组卷扬机同步运行，滚装作业开始，总指挥根据巡查员的 报告调整卷扬机的牵引速度。大车轮第1 组至全部车轮上岸 时段最为关键，在此过程中卸船机呈轻微前倾态势。第1台 约用时40 min，实际综合速度控制约0.6 m/min。(5)大车 台车组换向，由海运时的与码头轨道垂直旋转 90，以安置 其上，码头面卷扬机再将其牵引至锚定位置，做好锚定及拉 索的整机固定措施。 完成以上流程后，第 1 台卸船机滚装 结束。 第2 台机在下船前，驳船须移动 1个卸船机的位置， 以与码头临时轨道对接，其余重复首台机的流程。后因码头

15、 风大，阵风超过 7 级，依据应急预案，驳船离港至锚地待泊。 4 天后，气象及海况条件符合方案要求，就在当天实施了滚 装并成功上岸。第 2 批次 1船 3 台机也于 2015 年 4 月初成 功实施了滚装作业。 至此，整个过程卸船机项目的滚装作 业全部完毕。 4 结语 由于杭州湾是一个喇叭形海域，这 里经常出现涌潮或暴涨潮(如每年的钱江大潮)，是中国沿海 潮差最大的区域，嘉兴港区的独山港码头潮差经常大于 7 m。 针对这一特殊海域的大型卸船机滚装施工，在严格论证和密 切配合下，成功实现了整个卸船机项目的滚装上岸，既节省 了基建投资，也为高质量的交付生产运营打下了扎实的基础 该工艺在独山港的成功

16、实施，标志着大型卸船机滚装工艺在 国内最复杂水域杭州湾北岸澉浦-乍浦-金山卫一线零的突 破，其经验可供类似工程参考。 徐乐艺: 316131， 浙江省 平湖市乍浦镇符家新村浙能嘉兴港公司大楼 410 室 Exploration and Practice of the Roll-roll Ashore Process for Large Ship Unloader on Dushan Coal Wharf Port Operations Management Limited Company of Zhejiang Energy Xu Leyi Abstract： The argument and selection of the installation scheme for large ship unloader in Dushan coal terminal which is located in Jiaxing harbor district in the north shore of Hangzhou bay