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中建港務建設有限公司洋山四期自動化碼頭工程紀實
 發布時間:2018-03-23 瀏覽:6123
  •     2017年12月10日上午11時,上海洋山四期自動化碼頭,歷時近三年時間的艱苦建設,經過為期18個月的設備及系統調試,開港試生產了。
        藍圖繪就 激揚東海擔重任
        2010年至2012年,在國際航運中心建設加速推進的大背景下,上海港進入高速發展期。2010年上海港全年集裝箱吞吐量達到2907萬標準箱,一舉超越新加坡港,成為全球第一;2011年這一數字更是飆升到3174萬,這不僅讓上海港蟬聯全球箱量冠軍,而且成為世界上第一個集裝箱年吞吐量突破3000萬標準箱大關的港口。
        然而與之形成對比的是,面對持續增長的貨量,通過增效挖潛,幾年來上海港既有集裝箱碼頭交出的吞吐量成績均已遠遠超越當初的設計能力,但受制于泊位資源與設備資源的數量,高負荷運轉無法從根本上滿足未來逐年增高的吞吐量預期。放眼未來,需要一座新的集裝箱碼頭來承載更艱巨的使命,以應對更激烈的挑戰。
        在規劃未來圖景時,智慧港口、綠色港口、科技港口、效率港口,是賦予這個新碼頭的四個關鍵特質,把洋山四期打造成一座高科技新型碼頭的設想成為共識。經過前期精心設計和嚴謹論證,采用代表當前國際集裝箱碼頭技術最高水平的全自動化集裝箱碼頭建設方案及工程可行性研究報告在2014年4月定稿。同年10月18日,洋山四期建設獲得國家發展和改革委員會核準。11月通過交通運輸部工程初步設計方案審查。2014年12月23日,經過精心準備,洋山四期全面開工建設。
        總用地面積223萬平方米,碼頭前沿自然水深大部分在11至15米。洋山四期共建設7個集裝箱泊位、集裝箱碼頭岸線總長2350米,設計年通過能力初期為400萬標準箱,遠期為630萬標準箱。放眼全球,規模如此之大的自動化碼頭一次性建成投運是史無前例的。
        中建港務建設有限公司主要建設內容包括:1432米水工碼頭Ⅱ標段、350米重力沉箱式工作船碼頭、136.14萬平方米地基加固工程、110.3萬平方米道路堆場Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ標段,及2.1萬平方米綜合辦公樓房建項目,工程量高達洋山四期全部土建工程總量的75%。
        應對挑戰 汲取科技進步力量
        洋山四期自動化程度高,橋吊裝卸頻率提高對碼頭前沿承重增加。目前投產的10臺橋吊中,3臺主要用于中小型支線船舶作業,起升高度為34米,外伸距為45米;另外7臺主要用于大型干線船舶作業,起升高度為49米,外伸距可達70米,并支持雙吊具作業。10臺橋吊的最大載荷均為65噸,都采用雙小車+中轉平臺的設計。中轉平臺是主小車與門架小車交互銜接的區域,在這里安裝機械臂和傳送裝置后,可以對集裝箱鎖鈕進行全自動拆裝。主小車作業時僅在船側進行取放箱時需要人工介入,其余時段均可自動運行。
        中建港務施工的標段碼頭結構為17個標準結構段,共1432米,寬37米,排架間距為12米,每榀排架10根樁,4個現澆樁帽節點,其中海側軌道梁和陸側軌道梁下的樁帽節點下各設置3根直徑1.5米鋼管樁,其余2個樁帽節點下各設置2根直徑1.3米鋼管樁。為提高碼頭縱向剛度,部分分段增設了縱向叉樁。合計1309根鋼管樁(含6根護角樁)、512個現澆樁帽節點。當碼頭分段采用80噸岸橋荷載設計時,預制軌道梁高2.4米,而采用115噸岸橋荷載設計時,預制軌道梁高2.6米,其余上部結構相同。碼頭上部結構由現澆樁帽和預制安裝預應力橫梁、縱梁、軌道梁、前邊梁、面板及現澆混凝土面層等分項組成,縱橫梁為等高連接……
    他們承擔了復雜地質大直徑鋼管樁沉樁、A150鋼軌焊接、外海高潮差風險評估等重大技術攻關課題。面對施工難題,組建專業團隊,引入BIM技術,扎根現場進行攻關,將一個個難題踩在了腳下。為適應自動化碼頭樁基施工需要,投入巨資研制了樁架高達100米的“中建樁7”打樁船,整體性能居于國內前列。在地基加固施工中,成功研發應用地基加固施工三大自動監控系統,洞穿深厚地層隔阻,把原本看不見的地下作業透明化、模糊的施工效果直觀化。
        智慧施工 精細攻克全新課題
        集裝箱船靠岸后,自動化裝卸橋吊將集裝箱吊運至中轉平臺,再由另一臺岸側小車吊至自動導引車上,隨導引車后車靠地面埋設的磁釘感應,沿預設線路行駛至指定箱區,然后將集裝箱頂升至導引車支架上,最后再由自動化軌道吊將集裝箱吊至箱區內。整個裝卸過程均實現無人化操作,管理者可以在中控塔內監控全過程。
        洋山四期自動化碼頭與以往傳統集裝箱碼頭相比,最大的區別就在于裝卸工藝的革新,由此給土建施工也帶來了新的課題。面對全自動化港區運作對道路堆場可調式基座軌枕預制安裝、MRS87A型鋼軌鋁熱焊接安裝、GFRP筋港區道路堆場中應用等前所未有的施工難題,他們的專業團隊逐個攻關。
        例如,自動導引車的自動行駛完全靠地面埋設的6萬多顆磁釘感應,行駛時對路面標高、坡度精度要求毫米級,同時為了防止鋼筋對其的電磁干擾,對密布在面層內的玻璃纖維增強筋安設位置必須非常精確;再比如,由于自動化軌道吊運行速度快、精度高,設計采用了可調式軌枕道砟基礎,通過調節軌道鋼墊板和道砟量,從而調整軌頂標高,確保設備平穩運行。因此,為了使今后運營期有充足的調節余量,需對軌道安裝工藝和搗固設備不斷改進優化,最大限度地減少施工期不均勻沉降帶來的不利影響。
         “水軍登陸” 建造“CPU”安居房
        駛上東海大橋,驅車15分鐘左右就可遠遠望見洋山四期碼頭。由于工程緊靠大橋建設,在橋上就可以領略它的英姿——高高聳立且極富科技感的中控塔是整個港區的標志性建筑和運行中樞,碼頭和堆場上一排排采用紅白相間涂裝的現代化大型港機裝備顯得十分醒目。中控塔不僅僅是這座自動化碼頭的標志性建筑,更是整個碼頭的中樞,如果把洋山四期碼頭比作一臺電腦,那么中控塔就是“CPU”。
        洋山四期房建工程總建筑面積36233.54平方米,包括中控塔、辦公樓、候工樓等辦公管理類建筑,及機修車間、工作船碼頭綜合樓、公安消防樓等生產輔助配套建筑。這些對眾多的房建企業而言不足掛齒,中控塔的標高也只有83.30米,然而,對于以水工見長的中建港務而言,囊括洋山四期工程所有房建項目不能不說是打造“水陸兩棲部隊”的一次絕佳“展演”,因此傾注全力。
        針對洋山四期房建工程特點及氣候特點,在項目過程中重點克服自動化系統聯動調試總體工作目標對項目管理要求高,裝修與機電安裝深化設計協調量大,洋山地區風壓大、鋁合金窗施工質量控制難度大,中控塔的變徑段層間窗逐層向外懸挑,施工質量要求高等難點。把中控塔上部懸挑鋼筋混凝土結構優化為鋼結構,通過鋼結構設計優化,大大降低了施工工作量大、作業面狹小、質量控制難、安全風險高等難點,解決了中控塔總體工期問題;應用BIM技術,通過建筑信息模型與設計圖紙比對和碰撞,有效避免了二次敲鑿等問題,并且通過BIM進行三維可視化技術交底,大大提高了施工精度和效率……
        智慧、綠色、科技、效率,藍圖已成現實。作為洋山深水港建設大軍的主力,中建港務全力“智造”全球技術水平最高、規模最大的自動化集裝箱碼頭,為洋山四期港區全面實現“智能裝卸”、“零排放”和“無人碼頭”奠定了堅實的土建基礎。
    (梁惠成/文)
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