工程资料
1 设计基本条件和依据
1.1 工程概况
拟新建江阴澄通港5万吨级码头。码头拟建位置在长江下游福姜沙水道南岸，肖山与白屈港之间，距鹅鼻嘴3.7kM。
1.2 设计依据
所用规范：
《海港总平面设计规范》 JTJ211—99
《海港水文规范》 JTJ213-98
《港口工程荷载规范》 JTJ251—98
《高桩码头设计与施工规范》 JTJ291—98
《港口工程地基规范》 JTJ250-98
《港口工程桩基规范》 JTJ254—98
《港口工程混凝土设计规范》 JTJ267—98
1.3 设计任务
拟建中邦粮油仓储（江阴）有限公司5万吨级件杂货码头。
本项设计的任务是对新建码头进行总平面布置，并进行结构方案设计及部分构件的技术设计。
2 营运资料
2.1 货运任务
本工程货运量由业主提供、根据泊位性质及业主对码头的总体要求，货种及货运量组成如下：
件杂货48万吨／年。
2.2 船舶资料
从长江口整治规划看，一期工程完成后(2000年底)水深将达8.5m(理论深度基面)，2005年左右二期工程完工后，水深可达10m，最终的三期工程水深达12.5m。交通部长江航务管理局文件(长航工11998]783号) “关于内河航道技术等级批复的通知”明确规定石洞口一南京的航道吨级为50000吨级。
从临近相似的码头靠泊情况看，50000吨级的减载散货船在靠泊船舶数量中占有相当的比例，而70000吨级的减载船舶也经常靠泊作业。
船型资料如下： 表2.2
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船舶载重吨 |
总长 |
型宽 |
型深 |
满载吃水 |
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(DWT) |
(m) |
(m) |
(m) |
(m) |
|
50000 |
230 |
32 |
17.5 |
12.7 |
3 港口自然条件
3.1 工程位置
拟建中邦粮油仓储(江阴)有限公司码头位于江阴市东北约7km、处于江阴市滨江开发区中部，拟建码头工程位于长江右岸、江阴肖山一白屈港之间岸段。工程址陆路距南京200km。距上海180km，水路距南京港220km、距上海吴淞口150km。
3.2 气象条件
本地区处于北亚热带向温带的过渡地带，并受到海洋性气候的调节作用，具有气候温和、四季分明、雨量充沛、霜期短且无冰冻等特征。
依据江阴东门气象站1957—1980年气象资料统计，本地区各气象要素如下：
3.2.1 气温
历年最高气温 38.0℃ (1959年7月10日)
历年最低气温 -14.2℃ (1977年1月31日)
多年平均气温 15.2℃
最热月平均气温 27.8℃
最冷月平均气温 2.2℃
3.2.2 降水
(1)降水量
多年平均降水量 1025.6mm
最大年降水量 1342.5mm (1957年)
历年月最大降水量 505.4mm (1974年7月)
历年日最大降水量 196.2mm (1962年9月6 日)
(2)降水日数
日降水量 ≥0.1mm 123.8d
日降水量 ≥1.0mm 87.9d
日降水量 ≥5.0mm 49.8d
日降水量 ≥10.0mm 30.4d
日降水量 ≥25.0mm 10.1d
(3)降雪
年均降雪日数 6.5d
最大积雪深度 22cm (1984.1.19)
3.2.3 风况
(1)风频、风速
常风向及频率 ESE、SSE向，频率各占10％
次常风向及频率 ENE、SE向，频率各占 9％
强风向 偏SE向
多年平均风速 3.8m／s
实测最大风速 20.0m／s
(2)大风日数
风力>7级(风速>13.8m／s)年平均15d，年最多49d
风力>8级(风速>17.0m／s)年平均8.4d，年最多26d
3.2.4 雾况
影响本区的雾一般为晨雾，雾延时至上午8时后的雾次出现的频率相对较低，年内以秋、冬季(9～12月份)出现雾日频率相对较高。本区多年平均雾日数为29.6d。
3.2.5 雷暴
多年平均雷暴日数 30.9d
3.2.6 相对湿度
多年平均相对湿度80％。
3.3 水文条件
3.3.1 基准面
本工程潮位均以吴淞基准面为起算面。
3.3.2 潮汐
工程所处的扬中河段属感潮河段，其潮汐类型为非正规半日浅海潮，即在一个太阴日内有两次涨潮和两次落潮的过程。外海潮波在上溯过程中由于受长江径流的顶托和河床边界条件反射影响，潮波已发生较大变形，表现为潮波前坡变陡、后坡平缓，涨潮历时自下而上逐
渐缩短、落潮历时则大大超过涨潮历时(落潮历时约为涨潮历时2.5～3倍)。工程河段潮汐高潮不等现象较为明显，低潮位应受径流控制而两潮相差不大。
3.3.2.1 工程河段潮汐特征潮值
工程河段潮位资料主要依据工程上游侧江阴肖山水文站(资料年限1915～1937、1948—1998年)实测潮位资料进行统计，工程河段潮汐特征值如下：
历年最高潮位 7.22m (1997年8月19日)
历年最低潮位 0.80m (1997年8月19日)
平均高潮位 3.98m
平均低潮位 2.38m
平均潮位 3.19m
最大潮差 3.62m
平均潮差 1.64m
3.3.2.2 设计潮位
依据海港水文规范要求，设计高、低水位采用肖山水文站1967～i976年共十年高、低潮位资料进行统计，极端高、低水位采用肖山站i948~-1998年共51年的年极值高低水位资料进行统计，工程河段设计潮位取值如下：
设计高水位 5.04m(高潮累积频率10％潮位)
设计低水位 1.68m(低潮累积频率90％潮位)
极端高水位 7.18m(50年一遇高潮位)
极端低水位 0.74m(50年一遇低潮位)
防汛水位 7.25m(100年一遇高水位)
3.3.3 水流
3.3.3.1 工程河段水流特征
工程河段位于长江下游的感潮与潮流交界处，枯水期长期径流量小，水流一般为往复流型态。洪水期由于上游径流量较大，本河段水流有时为单向流、有时为双向流；工程河段水流运动形态主要受控于上游径流量的大小和河口潮汐的强弱。
本河段落潮流为优势流，落潮流速及落潮流历时均大于涨潮流历时，落潮径流是影响本河段河床形态的主要动力因素。
3.3.3.2 码头区流速、流向资料
依据拟建码头区2000年12月27日～1月4日大、中、小潮水文测验资料。
(1)本次测验期间大通站流量在15300～16500m3／s，从流量量级来看，测验期流量较平水年枯水期的流量偏大。测验期工程区涨潮平均历时3：48，平均落潮历时8：34，最大潮差2.42m。
(2)码头区流向特征：下游侧3—5万吨级泊位区流态为往复流，涨潮流向一般在240°～260°，落潮流向一般在65°～85°范围摆动。上游侧3000～10000T级泊位区位于肖山矶头下游侧，由于受矶头的挑流作用，该段岸线在离设计岸堤120m以内存在较强的回流，其中在60m以内近岸流向始终为偏西向流，60～120m之间流向旋转性较强；在离堤岸150m以外水流向与大江主流基本一致。该段大江主流涨潮潮流向一般在230°～260°，落潮流向一般在60°～85°。
(3)码头区流速特征：下游侧3～5万吨级泊位区实测分层最大涨潮流速0.76m／s、最大落潮流速0.86m／s，垂线平均最大涨潮流速为0.66m／s、落潮流速为0.74m／s。上游侧3000—10000T级泊位区在离堤180m以外主流水域，实测分层最大涨潮流速1.07m／s，最大落潮流速1.17m／s。垂线平均最大涨潮流速为0.77m／s，最大落潮流速为0.92m／s。
本次测验期为长江枯水期，实测流速值不大，工程河段最大流速一般发生在长江洪水期。在设计洪峰流量下，工程河段最大落潮流速预计可达2.0～2.5m／s。
3.3.4 波浪
工程河段波浪为风成浪，一般天气条件下无浪，在持续的吹拢风作用下码头区水域会形成一定波高。工程河段偏东北方位水域较开阔，在持续的偏北大风作用下，拟建港区前沿水域将有一定的波浪生成，按小风区波浪经验公式推算工程近岸段最大波高在1.5m左右。
3.4 可作业天数
根据拟建泊位运营特点及作业标准要求分析，影响港区正常作业的不利自然条件因素主要分：不利气象因素包括大风、雨、雾、雷暴、高温及严寒等天气条件，不利水文因素主要为波浪和异常高、低水位等的影响。
按《海港总平面设计规范》要求，港区正常作业的标准如表3.4：
港区作业标准 表3.4
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影响因素 |
可作业标准 |
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风 |
风速≤13.8m／s |
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降雨 |
日降水量≤5.0mm |
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雾 |
航行要求：能见度>1000m
作业要求：能见度>200m |
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水位 |
不出现异常高、低水位 |
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波浪 |
海轮泊位： H1／10≤1.0m
驳船泊位： H1／10≤0.6m |
依据江阴气象站1957～1980年气象资料，按港区作业标准要求统计各影响因素的超标过程次数，剔除其中同时出现的超标现象过程，得到本港区海轮泊位可正常作业天数为300d。
3.5 河势演变分析
3.5.1 河道概况
拟建工程位于长江澄通河段上段右岸、江阴肖山～白屈港之间岸段，其上接江阴水道、下连福姜沙水道；拟建工程岸段为单一河道(江阴水道)向分汊河道(福姜沙汊道)转变的过渡段。
拟建工程上游江阴水道为单一微弯型河道，河道平面形态呈两头窄、中间宽；其进口受右岸天生港矶头导流岸壁的控制，河宽1.8km。
水流经天生港后，河道展宽，中间最宽处达4.4km；江阴水道出口受鹅鼻嘴～炮台圩节点的控制，河宽约1.5km，该节点对上下游河势均起着有效的控制作用。江阴水道主深槽偏靠南岸一侧，河床最深处达-25m，次深槽偏靠北岸侧，最深处在-15m左右；江阴水道南岸土质结构密实、抗冲性较强，百余年来，经历了多次洪水考验，该水道长期维持基本稳定。
江阴鹅鼻嘴至长山河段长约9km，为单一河道(江阴水道)向分汉河道(福姜沙汊道)转变的过渡段；长江主流过鹅鼻嘴一炮台圩节点后，主流趋江中，付流沿南岸而下，江面逐渐展宽，河床抬高：在鹅鼻嘴～炮台圩节点江面宽约1400m，平均水深约31m，至长山断面处江面宽达4000m，平均水深约12m。本河段南岸有一系列山丘濒临长江边，其中黄山山体临江长达2000m，肖山山体临江750m，长山山体临江3000以上，由于有一系列山体依江而立，南岸河床边界稳定。长江水流经过长山断面后被福姜沙分为南、北两汊，北汉为主汊，长约11km，河道顺直宽浅；南汊为支汊，长约16km，河道弯曲窄深，弯曲率为1.44。近几十年来过渡段河床变化不大，福姜沙南、北汊分流比均较为稳定(分流比在1：4)。
3.5.2 河势分析主要结论
(1)江阴水道由于进口段右岸上天生港导流岸壁和下游鹅鼻嘴～炮台圩节点的有效控制作用，加上南岸土质坚实耐冲，抑制了河床的横向移动，因此今后江阴水道将继续维持长期稳定少变的河势格局。
(2)江阴鹅鼻嘴～长山段为单一河道向分汊型河道的过渡段，由于南岸有一系列山丘滨临长江，使南岸边界十分稳定；北岸因扩岸的实施，河床江岸基本稳定，所以过渡段将继续维持现状有利河势。
(3)福姜沙汊道由于左汊河道顺直宽浅，导致左汊内深槽不断扩大、左移，经初步系统的整治抛石护岸后，基本上控制了崩塌，所以随着整治抛石护岸工程的继续实施，福姜沙左、右汊现状河势格局也不会改变。
(4)拟建码头区位于江阴肖山～白屈港之间，长江主流在码头区偏靠南岸一侧，且工程岸段江岸为肖山山麓、土质坚实耐冲，从平面、断面比较图可以看出：码头区附近0m、-5m、-l0m河床等深线多年来稳定少变，河床岸坡亦相当稳定。
(5)参照沿江类似工程分析认为，由于拟建工程岸段江面较宽阔，码头工程伸入江中距离亦较短，为80～100m，在防洪水位时码头工程阻水面积仅占整个河床断面积的0.56％，因此码头工程对长江河势、行洪基本上无影响。
综上所述，上游江阴水道为长江下游近百年来相对稳定的河道，并将继续维持相对稳定。过渡段、福姜沙水道随着护岸工程建设的不断实施、亦趋稳定，现状有利河势条件为工程建设提供了前提条件。码头区河床冲淤变化较小，且水域条件较好。码头工程建设后对长江河势、行洪、航行基本无影响。因此从河势角度分析，码头工程建设是可行的。
3.6 地质概况
3.6.1 地层
场地勘探深度内地层主要有：
(1)第四系全新统(Q4al+ pl)
为近代沉积的长江三角洲冲积层—灰色、流塑状淤泥质粘土夹砂和灰至青灰色、松散至中密状粉、细砂层，局部夹角砾。
(2)第四系更新统(Q1-3 el+ dl)
褐色碎石层。
(3)泥盆系上统五通组(D3w)
灰白色石英岩。
3.6.2 地质构造
场地位于新华夏系夏式构造体系中的和桥～北涸断裂带(北东向)内，江阴复式背斜的北翼，复式背斜轴向50º～60º，呈微向北突出的弧形，总长约50公里，宽约12公里，与褶皱面大致直交的北西向扭性、张扭性断裂较发育。
3.6.3 地形、地貌
拟建码头所在地—江阴位于长江三角洲冲积平原之上，附近有君山、黄山、肖山等弧丘突起，该处平原大都地势低平，拟建码头位居中山码头和白屈港之间，近代长江河谷地貌，长江的岸线自上游向下让肖山后，在场地内转而向北，在孔ZK18一L7一线以南形成长江高漫滩，高程在4.51～5.41m之间(吴淞基准面)；长江河谷在场地的西部争肖山一带，地形陡峻，坡降大；沿岸有人工构筑的长江防洪大堤，堤面高程9.25m左右。场地附近的水深条件良好、航行槽宽、后方陆域宽广。
3.7 岩土物理、力学性质
依据土的时代、成因、岩性和工程地质特征，将场地勘探深度内的地层划为16个工程地质(亚)层，分述如下：
(Ⅰ)粉质粘土(Q4al+ pl)
褐黄～灰色，饱和，软一可塑。 (夹厚0.5—1.0mm的粉砂)层厚1.70～3.75m，顶板标高0.00～3.56m。ω：34.0％，γ：18.6kN／m3，e：0.96，IP：13.3，IL：0.92，al-2；0.7MPa-1，C：17kPa，Φ：13.1°，N：2.8击。该层揭露于ZK18、ZK19、ZK20、ZK21、L4、L5孔，在场地内连续分布于长江漫滩之顶部，为软土之上的硬壳层。
(Ⅱ)粘质粉土(Q4al+ pl)
灰色，饱和，松散。局部夹粉砂。厚2.05～2.65m，顶板标高0.86～-0.69m，顶板埋深2.15~3.35m，N：3.5击，该层揭露于ZK18、ZK19孔，分布于场地内西部高漫滩的上部。
(Ⅲ-1)粉、细砂(Q4al+ pl)
灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚0.60～4.30m，顶板标高-7.35～-13.00m，ac：39°，am：33°，N：2.4击。见于ZK7、ZK8、ZK14、ZK15、ZK16、ZK17孔，分布于场地东北之顶部，为长江河谷新近堆积之土层。
(Ⅲ-2)粉、细砂(Q4al+ pl)
灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚2.80～14.30m，顶板标高-9.95～-17.17m，ac：39°，am：33°，N：5.5击。见于ZK4、ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK13、ZK14、ZK15、ZK16、ZK17孔，分布于场地的中部和东部。
(Ⅳ)淤泥质粉土夹粉砂(Q4al+ pl)
灰色，饱和，流塑。夹厚2～3mm的粉砂，个别钻孔的顶部相变为淤泥。厚0.40～-13.35m，顶板标高2.01～-17.34m，ω：34.4％，γ：18.3kN／m3，e ：0.99，IP ：10.5，IL：0.97，al-2；0.50 MPa-1，C：23kPa，Φ：10.8°，N：2.6击。该层在场区内连续分布，受江流冲刷，在ZK1和ZK4～ZK6附近缺失，且顶板标高和厚度变化较大。
(V)粉、细砂夹淤泥质粘土(Q4al+ pl)
灰～青灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹厚2～3mm的淤质粘土，厚2.80～10.00m，顶板标高-6.31～-26.67m，顶板埋深1.70~15.00m。ac：39°，N：7.1击。粉、细砂中所夹的淤泥质粘土的物理、力学指标特征值为ω：31.3％，γ：18.2kN／m3，e ：0.94，IP ：8.1，IL： 0.82，al-2：0.26MPa-1，C：54kPa，Φ：13.3°。该层揭露于ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7孔，连续分布于场地的西北部、长江高漫滩地段。
(V-1)粉质粘土(Q4al+ pl)
青灰色，饱和，松散。厚1.20m，顶板标高-28.73m，顶板埋深11.50m，该层仅揭露于ZK3孔，ac：39°，am：33°。
(Ⅵ)粉、细砂(Q4al+ pl)
灰~青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚7.10～25.00m，顶板标高-13.11～-27.86m。顶板埋深1.80～19.20m。ac：39°，am：32°，N：12.2击。粉、细砂中所夹的淤泥质粘土的物理、力学指标特征值为ω：29.3％，γ：18.2kN／m3，e ：0.90，
al-2：0.22MPa-1。该层揭露于ZK4、ZK6、ZK7、ZK8、ZK12、ZK13、ZK14、ZK15、ZK16、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7孔，在场地河谷地区连续分布。
(Ⅶ)粉、细砂(Q4al+ pl)
灰～青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚2.75～11.80m，顶板标高-23.40～-43.20m。顶板埋深15.00～22.60m。ac：39°，am：32°，N：15.5击。该层揭露于ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK14孔，分布于场地东北之顶部。
(Ⅷ)粉、细砂夹淤泥质粘土(Q4al+ pl)
灰～青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚4.90～11.50m，顶板标高-25.85～-38.99m。顶板埋深18.50~27.00m。 ac：40°，am：35°，N：11.8击。该层揭露于ZK6、ZK15、ZK16孔，呈透镜体状分布于场地的中部。
(Ⅸ)粉、细砂(Q4al+ pl) ⅠⅡⅢⅤⅥⅦⅨ
灰~青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚2.80～3.60m，顶板标高-34.30～-37.35m。顶板埋深25.00～30m.00m。 ac：40°，am：33°，N：16.5击。该层揭露于ZK15、ZK16孔，呈透镜体状分布于场地的东部。
(Ⅹ)角砾(Q4al+ pl)
锈黄色，饱和，密实。骨架颗粒呈棱角状，石英岩、石英砂岩质地，粒径10～20mm，最大达40mm，其间充填以中、细砂，厚：0.70～0.75m。顶板埋深-5.64一-25.59m。顶板埋深2.35~13.35m，N：31.0击。该层揭露于ZK9、ZK10、ZK11孔，呈带状分布于场地西部，受地形的控制，该层顶、底板标高变化较大。
(Ⅺ)粉质粘土(Q4al+ pl)
灰绿～褐黄色，饱和，可塑。揭露厚度0.10～13.90m，顶板标高：-26.00~-29.81m，顶板埋深25.80~33.00m。ω： 30.0％，γ：18.9kN／m3，e ：0.88， IP ：16.2，IL： 0.51，al-2：0.31MPa-1。该层揭露于L2、 L3、L4、L5、L7，分布于场地内高漫滩区。
(Ⅻ)碎石(Q1-3 el+ dl)
褐色，饱和，密实。骨架颗粒呈棱角状，石英砂岩质地，粒径15～70mm，含量60～70％，其间充填以粘质粉土。厚：0.50～1.60m，顶板标高-9.14~ -28.14m，N：9.3击，顶板埋深0.00～15.90m。揭露于ZK1、ZK10、ZK11、ZK19孔，分布于场地西部基岩的上部。
(XⅢ)强风化石英岩(D3w)
褐红色，潮湿，坚硬，变晶结构，块状构造，风化裂隙和构造裂隙密集发育，岩芯呈碎石状。揭露厚度0.10～2.57m，顶板标高：-6.34~ -48.10m，顶板埋深0.50～35.10m。N：24.2击。该层仅在ZK20、ZK21、L5、L6、L7孔未揭露到。
(XⅣ)弱风化石英岩(D3w)
灰白色，潮湿，坚硬，变晶结构，块状构造，具三组闭合裂隙，相交呈网状，岩芯呈碎石、碎块状。揭露厚度0.30～2.87m，顶板埋深-7.39～-44.29m。单轴饱和极限抗压强度Rb：163.7MPa，软化系数K：0.80。该层揭露于ZK1、ZK2、ZK3、ZK5、ZK6、ZK8、ZK9、ZK10、ZK17孔，在场地内连续分布，为场地内的基底岩层。
3.8 地震
拟建码头所在区的基本地震烈度为六度，水工建筑物按六度设防。
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；工程区陆域场地平整，紧邻港区的滨江大道及通港路与港外道路相连，水、陆交通十分方便；施工用电接自邗江县供电局；施工用水接自江阴市邗江滨江自来水有限公司；通信引自江阴电信局邗江电信分局，施工条件良好。
