东营港三万吨级航道码头航标工程组织设计.docx
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东营港三万吨级航道码头航标工程组织设计
目录
第1章概述1-1
1.1前言1-1
1.2设计依据1-2
1.3设计范围、内容1-3
1.4设计概要1-3
第2章自然条件2-1
2.1气温2-1
2.2风2-1
2.3雾2-1
2.4潮汐2-1
2.5潮流2-2
2.6海浪2-2
2.7海冰2-3
2.8底质2-3
第3章导助航设施配布设计3-1
3.1港口航道及航标现状3-1
3.2航标配布原则3-2
3.3助航标志平面布设3-3
第4章施工条件及工期安排4-1
4.1施工条件4-1
4.2施工工期安排4-1
第5章工程概算5-1
5.1编制依据5-1
5.2编制说明5-1
5.3主要工程量5-2
5.4工程概算5-2
附图一:
导助航设施配布平面示意图
附图二:
灯塔示意图
附图三:
灯桩示意图
附图四:
灯浮示意图
第1章概述
1.1前言
东营港坐落在山东省东营市北部,地理坐标为东经118º58',北纬38º06'。
港口地处渤海西南岸,渤海湾和莱州湾交界处黄河三角洲突出舌型部位的五号桩附近。
东营港东距龙口港,莱州港均约为72海里,西距黄骅港约50海里、距天津港约90海里,北面约56海里与新兴的渤海湾最大深水港曹妃甸港隔海相望,南面离黄河入海口约18海里。
东营港是渤海湾西南部较大的综合性港口,水深条件良好,地理位置适中,水路交通便利。
东营港始建于1984年,因其靠近黄河入海口又称黄河海港,此前港址所在地称为五号桩码头。
依托胜利油田的开发建设1984年开展了东营港的港口建设,1992年8月经批准开通了东营至辽宁旅顺港的客货轮滚装船航线,1994年港口扩建,1998年12月经国务院批准为国家一类对外开放口岸,港口的吞吐能力达260万吨/年。
此后由于港口航道淤积严重,维护困难,南港区基本处于停产状态。
2005年10月东营港口建设指挥部再度开展港口扩建,在原港口2100北引堤端部继续向东北方向延伸,兴建栈桥建造海上通道,将港口泊位向深海处推进,以减轻港口的淤积困扰和方便大型船舶的往来。
截止目前已经建成海上双向四车道公路引桥7020米,在引桥末端兴建3万吨级杂货泊位二处,及泊位临时堆放货物场地42000平方米。
2008年又在已建成码头北端延伸引桥600米,兴建50000吨级靠船泊位。
随着二期、三期逐步深入还将建设二处1万吨级原油泊位和四处5000-10000吨级泊位,完成码头由多用途向专业化过渡,使东营港形成大小泊位兼有种类基本配套的综合性港口。
依据东营港地区的自然条件及港口近期、中期发展规划,为东营港新建的三万吨级码头、航道、港外锚地及在建五万吨级泊位配布设置完善的助航设施,保障港口安全生产,满足港口正常营运的需求。
1.2设计依据
1.2.1委托书
东营港助航设施配布设计委托书,东营港口建设指挥部。
1.2.2基础资料
东营港平面图,东营港建设指挥部提供。
1.2.3设计规范
1、《港口工程技术规范》(JTJ211-87);
2、《中国海区水上助航标志》(GB4696-1999);
3、《中国海区水上助航标志形状显示规定》(GB/T16161-96);
4、《海上用太阳电池组件总规定》(GB14008-92);
5、《智能冷光源航标灯通用技术规范》(HTB288-2004);
6、《航标灯光强度测量和灯光射程计算》(JT7007-93);
7、《浮标》(JT7004-79);
8、《浮标锚链》(JT/100-2005);
9、《海区航标用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求》。
1.3设计范围、内容
1.3.1设计范围
东营港外航道,长度约9km;已建成3万吨级码头及在建5万吨级码头。
1.3.2设计内容
航道及锚地水上浮动标志,码头上的陆域固定标志。
1.4设计概要
在建5万吨级液体化工码头的北突堤的最北端二合一(灯塔和雾号)建设三级灯塔1座,灯高31m,射程16nm,主用、备用雾号各1座;3万吨级码头东堤头和5万吨级码头西堤头处各建堤头灯桩1座,灯高16m,射程5nm;进港航道设5对浮标,第1对浮标作为口门标志,并在其中2号标志上装AIS雷达应答器,,锚地和引堤西各设3座灯浮标。
第2章自然条件
东营港处在山东省西北黄河三角洲附近,属北温带大陆性季风气候区,冬季寒冷,夏季炎热,气温年季差较大。
2.1气温
历年平均气温11.7℃
历年最高气温39.6℃
历年最低气温-18.0℃
1~4月最低气温在-2℃~-16.6℃10-12月最低气温在-2.6℃~18℃全年零下温度跨度大,气温偏低。
2.2风
常风向SSE.E向频率10%
次常风向ENE.S向频率9%
强风向NW最大风速21m/s
该港全年6级以上大风天数为137.5天,全年8级以上大风天数为15.7天,平均瞬时风速最大可达34.8m/s。
2.3雾
该海域年平均雾日为35.6天,12月份最多平均8.5天,11月份及7月份次之各为4天。
年最长连续雾日为6天(1979年12月)能见度≤1公里的雾日平均10.1天。
2.4潮汐
东营港为正规全日潮港,因港口处于渤海湾和莱州湾交界处的M2无潮点附近,因此港口潮差很小。
但在台风影响下可能引起异常的增水,冬季的寒潮也可以引起大的减水或增水。
东营港海域风暴潮引起的增水较为显著,年极值增水一般在1.3~1.8米之间。
该地区一年四季均有风暴潮发生,绝大多数集中在冬半年,尤以秋冬,冬春过渡季节最为严重,造增水的主风向是东北风,造成减水的主风向是西南风。
平均海平面0.93m
最高潮位2.75m
最低潮位-1.10m
平均高潮1.50m
平均低潮0.76m
平均潮差0.76m
最大潮差2.42m
2.5潮流
东营附近海域潮流为正规半日潮流,流向基本与岸平行即西北偏北~东南偏南方向,潮流沿顺时针方向旋转。
涨潮SE向最大流速1.4kn
落潮NW向最大流速1.9kn
平均大潮流速为1.0m/s实测最大流速达1.34m/s。
2.6海浪
海区海浪受其海面风场的变化有明显的季节性变化。
强浪向为NEN至EEN,其次为NWN向大浪,该海域一年四季均有3米以上大浪出现,但主要在冬半年,尤以11月及3月前后最严重。
2.7海冰
该海域初冰最早日期为11月8日,最晚为12月23日。
终冰最早日期为2月17日,最晚为3月30日。
冰期最长109天,最短67天。
盛冰期约20~30天。
一般年份冰厚5~15㎝。
最大冰厚30㎝。
一般年份固定冰宽度距岸2~5㎞,流冰范围10~15㎞最大达20㎞。
半个多世纪以来渤海曾多次出现严重冰情,分别是1936、1947、1957、1969、1977、1980平均10年发生一次。
流冰运动方向主要是SSE和SE的频率之和为4%。
NNW和NW方向的频率各占20%,流速一般小于50㎝/s。
最大达100㎝/s(约1.94节),冰厚随水深增加而变薄。
2.8底质
东营港位于渤海西南岸的黄河三角洲,海底地貌为黄河泥沙冲积和海相沉积的海底平原,地势平缓,表层主要为粉质泥土。
第3章导助航设施配布设计
3.1港口航道及航标现状
东营港航道由四个部分组成,除5米等深线以内通往南、北港区约6000米航道是人工疏浚航道,其他航道均是自然水深规划航道,水深条件良好,海域稳定。
第一部分:
从38º10'48.3"N、119º07'36.8"E到38º08'00.7"N、119º02'35.8"E,长8968.4米,航道宽180米,航道走向234º26'45"~54°26'15"。
该航道是为新建三万吨级杂货码头开辟的规划航道。
前不久航道通过全覆盖水深测量,测量结果显示海底平坦清洁,水深条件良好,航道水深均在13米以上,通航水域安全保障没有问题。
该航道是进出新建成的30000吨泊位和在建的50000吨泊位船只的主通道。
目前天津海事局已在东营港建有AIS基站,而且该水域也在天津海事局天津航标处的北塘RBN-DGPS站信号有效发射范围内,但该海域尚缺少完善的目视航标助航系统。
东营港始建于1984年,二十几年来港口陆续设置了19座目视航标,由于新建港区与原港区相距较远(4.065海里)原有航标完全不能利用,因此该水域需要全面配置完善的目视航标助航系统。
以保障新建码头、航道、锚地等地的航行安全,从而保障港口的安全生产。
航道存在的缺陷是航道走向与潮水和流冰方向几乎是正交,这对航道二侧助航标志设置的稳定性不利;而近岸的涨、落潮潮流较大,加之铁板沙性质的海底底质使航标设置有一的定难度。
第二部分:
从胜利油田的油码头到南港池即5米等深线以内的航道。
这一部分有三条短程航道,一是进出南港池航道,航道长2995米,底宽40米,水深5.5米,航道方向218º56'~38º56'。
该航道为人工疏浚航道,该航道经一条通道和原锚地连接。
另外一条是进出北港池的航道,大体与南港池进出航道的规模相仿,航道方向大约为239º~59º。
该航道是胜利油田的北港区和原港口杂货码头南港区的进出航道。
第三部分:
从38º08'12.1"N、119º02'47.0"E到38º05'47.1"N、118º58'23.3"E,长7323.6米,是南、北港区进出的船舶及原胜利油田油码头到现3万吨泊位到之间的海上通道。
油田浅海工程公司、航务公司、海洋钻井、准备大队等单位工作船只往来的习惯航道,尽管目前该航道尚没有明确。
第四部分:
从38º07'00.0"N、119º02'00.0"E至38º05'40.0"N、118º58'33.3"E,长约4900米,是东营港的原锚地到油码头之间一条梯形通道,也是原锚地通往南港区、北港区的主航道。
新码头建成后来港船舶将改为从现规划的航道进出港口,原锚地也准备申请撤销。
上述航道与本航道虽系一港航道,但与本设计没有直接的联系因此不作更详细的介绍。
3.2航标配布原则
1、东营港原是依托胜利油田的石油出口发展起来的港口,主要以进出口原油,石化产品,盐及盐化产品,建材,农副产品等。
2000年港口吞、吐量达110万吨,其中北港区的石油占80%,南港区以建材、钢铁、粮食为主占20%。
1992年又开通了东营至东北旅顺口的客货轮滚装船航线(后停航),2007年新建成的两个30000吨泊位和在建的两个50000吨级泊位,将进一步扩大矿建石料、粮食化肥、钢铁油品、及集装箱等货物运输,港口发展成为一个集杂货、能源运输为一体的综合性港口,因此港口的安全保障工作任务将会十分繁重。
根据《港口工程技术规范》(87)交计字768号的要求,对保障国家和人民生命财产安全所必需的各种配套设施,必须予于足够的重视。
因此港口导助航设施配置应按照全方位、主体交叉及多重保险的原则配置无线电导航系统及完善的目视航标系统和适当的音响航标,以保障来往船舶、人员航行安全,保证港口的安全生产秩序。
2、在保障航行安全的前提下要充分利用港口水深条件优越的实际情况,用尽可能少的航标,简单明了地标示安全、可靠、经济、便捷的航道。
3.3助航标志平面布设
根据东营港3万吨级航道和在建5万吨液体化工码头的实际情况需增设目视航标19座,音响航标1座,无线电航标1座。
3.3.1无线电助航设施
鉴于天津海事局2007年已在东营港北港区海洋应急中心附近,建设了AIS基站,同时天津海事局天津航标处的北塘RBN-DGPS台站的差分定位信号可以有效地覆盖东营港及其附近海域,因此有关无线电航标的建设尽可利用现有公共资源,不必再重复建设。
3.3.2陆域固定航标配布
陆域固定航标涉及本案的主要是港口灯塔和新建突堤码头的灯桩以及雾号。
1、灯塔
建设必要性:
东营港地处渤海西滨,港口沿岸及其附近地势低洼平坦、港口周边入海河流甚多,近岸广袤的溼地均为河流冲积形成的盐碱滩地,陆域无高大的自然物标、人为建筑,海域也没有岛屿可供往来船舶参照利用,因此建设一座灯塔很有必要。
而且该地区年均雾日较多,在视线不良时也需有一较高大的目视标志以指示港口位置,便宜来往船只顺利搜寻港口、锚地和航道入口。
另外作为港口初见标识,港口的象征,也需要建设一处有一定规模的标志性建筑。
灯塔位置:
灯塔位置最理想的选择是独立设置,周边的建筑物越少,背景灯光越暗越好,这样有利于灯塔助航功能的充分发挥,也方便建成后灯塔的管理与维护。
如前所述东营港及其附近没有可利用的有利地形,水中建设虽然选址方便自由度很大,但建设费用高投资大施工困难,日后的管理维护也很困难。
因此东营港灯塔建设选址只能在现有突堤码头的端部择其较有利位置。
原灯塔位置选在3万吨码头生产调度室楼房顶部并且与雾号一起建设,但该位置明显有以下缺点:
(1)雾号工作的巨大声响严重干扰影响办公环境;
(2)不便于航标管理工作开展,不方便日常的维护保养,不便于港口导助航设施实施统一管理;
(3)灯塔作为航行标志要经常保持其颜色鲜明,粉刷油漆等维护保养施工会污染调度办公楼。
根据目前东营港的具体情况和港口导助航的实际需求,东营港灯塔唯一可选置位是在建5万吨级液体化工码头的北突堤的最北端,即北纬38º08'34.9"东经119º02'48.4"处附近。
结合码头施工统一考虑灯塔用地和灯塔基础建设。
在码头建设的同时安排灯塔建设有以下优点:
(1)解决了港口灯塔建设用地,满足了港口导助航的需求。
方便灯塔建设施工,避免了在水中建设的不利情况;
(2)可提供足够雾号安放的位置和空间,灯塔、雾号的用电问题容易解决;
(3)可以同时安排灯塔、堤头灯桩、雾号合并为一体设计建设,以方便灯塔施工减少投资,节约建设资金;
(4)可以减轻对三万吨级杂货码头调度办公环境的干扰和污染。
灯塔规模:
东营港及附近地势低平,码头面高程也只有6米,如过于追求灯塔的灯光射程势必大幅度的增加码头建设的难度,加大建设投资。
根据东营港及其附近的地理环境,东营港距天津、黄骅等港驶往龙口、莱州习惯航线的距离和东北方面来船的具体情况,可建设一座三级灯塔。
灯塔灯光射程16海里、灯器HD-46、灯质:
闪白6秒(1.5+4.5)、灯高31米、塔身高26.5米。
16海里的射程已经可以满足港口的导助航需求,如再增加1海里的射程塔高需增加近10米,因此在满足航行需求条件下,不必追求过远的灯光射程。
灯塔用电:
鉴于灯塔灯器及雾号用电的需求较大,受灯塔塔体规模的限制和从经济可靠角度考虑,不宜使用太阳能电池供电,应确定市电供电的方式。
需同时引进220V和380V两路电源,除保障灯塔和雾号较大功率的耗电外也可方便以后正常管理的维修工作需求。
电源可就近从码头配电房接取,单独设置不与其它用电器混用。
2、雾号
雾号与灯塔安置一处是理想的安排,便于管理和日常维护保养。
按雾号安装要求应同时配备主用、备用雾号各一台,主发声器发出的音响应保证在任何方向的听程不小于2海里;备用发声器的音响听程应不小于0.5海里。
雾号安装高度应不小于当地海平面上12米。
雾号备用电源应能满足雾号96小时连续工作的需求。
雾号声码为莫尔斯“U”,总周期30秒:
发声0.75秒、无声1.00秒、发声0.75秒、无声1.00秒、发声2.50秒、无声24秒。
表3-1灯塔、雾号配布表
序
号
标志名称
位置N/E
灯质
灯高
m
射程
nm
构造
备注
1
东营灯塔
38º08'34.9"
119º02'48.4"
闪白6s
1.5+4.5
31
16
橙红色截圆维锥形混凝土塔,塔高26.5米,市电
新建
2
雾号
38º08'34.9"
119º02'48.4"
12
2
型号待定
新建
注:
坐标为北京54坐标,下同。
3、堤头灯桩
30000吨级杂货码头东堤和在建50000吨液体化工码头泊位的西堤都是突堤码头,应在突堤端部设置堤头灯桩以提示过往船舶注意。
在建50000吨泊位的北堤堤头灯桩与港口灯塔合建,不再考虑堤头灯桩建设。
目前3万吨级码头已经建成,码头建设时没有考虑混凝土堤头灯桩的结构承载,为适应现有码头的具体情况,减轻码头的承载,因此新建灯桩采用钢管桩形式。
其承载情况还须依码头地基再行核算。
两座堤头灯桩具体参数见下表。
表3-2堤头灯桩配布表
序号
标志名称
位置N/E
灯质
灯高m
射程
nm
构造
备注
1
一期码头堤头灯桩
38º08'14.2"
119º02'36.7"
定绿
16
5
圆柱形,绿白相间横纹钢管桩高12米
新建
2
二期码头堤头灯桩
38º08'46.8"
119º02'33.4"
定红
16
5
圆柱形,红白相间横纹钢管桩高12米
新建
3.3.3水域浮动标志配布
东营港港外航道长8968.4米,35000吨级单向通航航道,宽度180米,水深13米。
该航道是东营港大型船舶通行的主要通道,航道的西面是新规划的港区锚地,航道起点38º10'48.8"N、119º07'36.8"E。
东营港35000吨级航道未经人工疏浚,是利用自然水域规划的航道,航道及附近水深条件较好。
为营造宽松的通航环境在满足航行需求的前提下,标志之间的距离适当放宽,8968米航道共设置了5对10座灯浮标,每对灯浮标的间距都在1海里以上。
1、2号-3、4号相距2360.0米(1.27海里),3、4号-5、6号相距2060.67米(1.11海里),5、6号-7、8号相距2060.67米(1.11海里),7、8号-9、10号相距2060.67米(1.11海里)。
灯浮标设置在航道边线外40米,灯浮标布置的总宽度为260米。
1、口门标志
港口航道口门是港口的重要位置,助航标志应与航道上其他标志有明显的区别,位置要稳定,要便于搜寻与识别。
为在夜晚和航道上的其它标志有明显的区别,采用双闪、同步闪光灯质,以提高标志的被分辨识别功能;根据评审会专家意见并在2号灯浮标加装AIS雷达应答器提供全天候的助航服务以加强口门标志的助航效能。
具体情况如下:
东营港1号灯浮标38º10'51.8"N、119º07'33.7"E,灯质:
闪
(2)绿6S,东营港2号灯浮标38º10'44.9"N、119º07'39.9"E,灯质:
闪
(2)红6S,两灯同步闪光,2号装有AIS应答器。
2、航道标志
1、2号灯浮标与3、4号灯浮标(38º10'07.7"N、119º06'14.5"E,38º10'00.8"N、119º06'20.6"E)相距2360米(约1.27海里)。
两对标之间的距离较大是因为靠近航道右侧是2000米宽的锚地,为方便锚地锚泊船只进出锚地,上下航道,1、2号3、4号灯浮标分别设置在锚地的两端线外180米处。
原规划航道起点(航道口门)处于锚地中部。
按海区浮动助航标志配布规范的要求应在航道口门设置首对进港灯浮。
如果要求船舶必须沿航道进港,在锚地南侧锚泊的船只势必先向北行驶再转向掉头向南行驶找到航道口门灯浮标再进航道入港,这样航法很不方便也很不安全。
为方便锚地锚泊船舶进出锚地,上下航道,本设计将航道口门标志沿航道中线向东北移动了1180米,将第二对灯浮沿航道中线向港内移到锚地南180米处。
以形成不需要在锚地候泊的进港船舶可直接依1、2号灯浮标进港,在锚地任意位置锚泊的船只也无需向北绕行,可以依照第二对灯浮标进港。
1、2号灯浮和3、4号灯浮分别设置在锚地两端后同时方便了航道行船和锚地的船舶进出港。
3、4号对标以下分别在38º09'29.2"N、119º05'05.3"E,38º09'22.3"N、119º05'11.5"E,38º08'50.7"N、119º03'56.1"E,38º08'43.8"N、119º04'02.3"E,38º08'12.1"N、119º02'47.0"E,38º08'05.2"N、119º02'53.2"E处等距设置了5、6、7、8、号4座侧面灯浮标,灯质均为4秒单闪。
9号标和3万吨码头东突堤堤头灯桩共同组成一组转向标志,提示帮助船舶靠离码头改变航向。
根据评审会专家意见9、10号作3万吨码头的转向点,灯浮灯质应与航道上其他灯浮有所区别以方便进港船舶转向和离码头船舶上线。
为保持航道灯浮标灯质的简洁,方便船舶驾、引人员对港口标志的辨认、记忆、使用,该航道除1、2号和9、10号灯浮的灯质是6s双闪外,其它均为4s单闪。
具体见《东营港3万吨级航道灯浮标配布表》。
表3-3东营港3万吨级航道灯浮标配布表
序号
标志名称
位置N/E
灯质
灯高m
射程
nm
构造
备注
1
东营港1号灯浮标
38º10'51.8"
119º07'33.7"
闪
(2)绿6s
绿色柱形、顶标绿色锥形
右侧标
2
东营港2号灯浮标
38º10'44.9"
119º07'39.9"
闪
(2)红6s
红色柱形、顶标红色锥形
AIS应答器
左侧标
3
东营港3号灯浮
38º10'07.7"
119º06'14.5"
闪绿4s
绿色柱形、顶标绿色锥形
右侧标
4
东营港4号灯浮
38º10'00.8"
119º06'20.6"
闪红4s
红色柱形、顶标红色罐形
左侧标
5
东营港5号灯浮
38º09'29.2"
119º05'05.3"
闪绿4s
绿色柱形、顶标绿色锥形
右侧标
6
东营港6号灯浮
38º09'22.3"
119º05'11.5"
闪红4s
红色柱形、顶标红色罐形
左侧标
7
东营港7号灯浮
38º08'50.7"
119º03'56.1"
闪绿4s
绿色柱形、顶标绿色锥形
右侧标
8
东营港8号灯浮
38º08'43.8"
119º04'02.3"
闪红4s
红色柱形、顶标红色罐形
左侧标
9
东营港9号灯浮
38º08'12.1"
119º02'47.0"
闪
(2)绿6s
绿色柱形、顶标绿色锥形
右侧标
10
东营港10号灯浮
38º08'05.2"
119º02'53.2"
闪
(2)红6s
红色柱形、顶标红色罐形
左侧标
3、锚地标志
必要性:
如果锚地和航道有一定的距离或者分的比较清楚,通常可以不设锚地标识。
但东营港新辟锚地紧靠航道,在主航道西600余米,航道往来船只和锚地锚泊船要需准确分辨锚地和航道的位置才能各不相扰相安无事避免海事发生。
为此必须使锚泊船只很方便清楚地知道锚地界线,不越出锚地界限。
另外,现锚地西北距天津至莱州、龙口习惯航线较近,只有4海里,为防止路经船舶意外闯入在锚地也需作必要的提示。
鉴于上述情况需在锚地的北、东两面设防提示过往船舶注意和锚泊船只保障主航道通畅,因此考虑在北、东两面设置三座锚地标志。
表3-4锚地灯浮标配布表
1
M-1号灯浮标
38º11'56.8"
119º06'24.8"
莫尔斯(Q)12s
黄色柱形、顶标黄色X形
专用标
2
M-2号灯浮标
38º11'04.1"
119º07'12.7"
莫尔斯(Q)12s
黄色柱形、顶标黄色X形
专用标
3
M-3号灯浮标
38º10'26.3"
119º06'05.9"
莫尔斯(Q)12s
黄色柱形、顶标黄色X形
专用标
4.公路引堤警示标
东
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