综合管沟在自动化集装箱码头中的应用

摘要： 结合上海国际航运中心洋山深水港区四期工程的建设案例，分析总结综合管沟的设计要点，提出在自动化集装箱码头设置综合管沟的设计思路和存在问题，为类似工程提供参考。

关键词： 港口；自动化集装箱码头；综合管沟

    上海国际航运中心洋山深水港区四期工程的综合管沟又称缆线型综合沟[1]，是指集电力管线、通信管线、给水管线和排水沟等于一体的集约化沟渠，它既区别于城市的综合管廊，又区别于港区单纯的电缆沟，是1种"简化版"综合管廊。
    洋山深水港四期工程规划建设自动化集装箱港区，其"高密度"集装箱码头堆场的利用率高，堆存容量大，围网区内无人操作，但电力驱动的装卸机械数量众多，其中AGV对行驶区域的要求较高。[2]

    综合管沟与自动化集装箱港区的结合既实现港区用地的集约化，又不同于市政综合管廊，省去照明、监控及消防等诸多设施，降低综合造价，且能避免场地不均匀沉降可能造成的管线损坏、维护不便等问题。

    本文以洋山深水港区四期工程综合管沟的设计为例，阐述自动化集装箱堆场采用综合管沟的独特优势，可供类似工程参考。

1　工程概述

    洋山深水港区四期工程位于长江口与杭州湾交界处崎岖列岛海区，拟建设7个5万～7万吨级集装箱泊位（水工结构按靠泊15万吨级集装箱船设计）、工作船码头及必要的配套设施等，码头岸线长度2 770 m（集装箱码头岸线长度2 350 m，工作船码头等岸线长度420 m），港区陆域总面积223.16万m2，设计年通过能力初期为400万TEU，最终达到630万TEU。洋山深水港区四期工程总平面布置见图1。

    洋山深水港区四期工程总平面布置呈现以下主要特点：堆场与码头垂直布置，码头岸线较长，堆场纵深受限；后方陆域设置纵向排水设施，经AGV行驶区通过码头前沿出水口排出（在陆域吹填时，码头前沿已预留11座出水口）；码头、堆场AGV小车行驶区域布设磁钉，面层需避免钢性材质；码头与堆场连接段宽度较大，排水量较大；自动化集装箱装卸设备较多，用电量大，电缆数量多，需采用较大的电缆沟敷设电缆。

2　综合管沟设计要点

    针对项目特点，在设计中考虑将电力、通信、控制和给水等4种管线与排水沟结合在一起，集中布设于码头与堆场之间，设置综合管沟，既解决管线分开设置可能导致的平面空间与立面空间的交叉问题，又兼顾到码头预留船舶岸电等各项功能，且便于检修、维护。

2.1　断面设计

    综合管沟的断面设计主要分为陆侧水电综合沟和海测水电综合沟等2个部分。综合管沟基本断面见图2。陆侧水电综合沟上部为电缆沟，布设电力、控制管线；下部为排水沟，联通陆域堆场排水暗管和海侧排水口。海侧水电综合沟上部布设电力、控制管线，底部设置给水管。海侧综合管沟顶部不设泄水孔。

 2.1.1　管线相容性

    给水管线与电力、通信、控制等管线无相互影响，排水沟与电力、通信、控制等管线之间的影响视情况而定。陆侧综合管沟沟底标高高于设计高水位，在极端高水位情况下，陆侧综合管沟最底下2层电缆有被浸泡的可能。

 2.1.2　排水

    陆侧综合管沟上下采用格栅板分隔，顶部设有垂直于码头岸线的泄水孔，见图3。泄水孔宽度小于电缆桥架间隙，用于排除码头后沿AGV行驶区的地面雨水。海侧综合管沟内每隔20 m设置DN100排水管与陆侧综合管沟排水沟相连，排除渗漏水。

 2.1.3　照明

    本工程为全自动化集装箱码头，综合管沟位于自动化无人区，平时不考虑人员进出，不设置照明。当确需停机检修时，由检修人员配带照明设施。

 2.1.4　检修和通风

    海侧和陆侧综合管沟净空高度均达1 900 mm，顶部间隔约40 m设置检修人孔。当电缆需要检修时，开启检修段的两侧人孔，可确保检修段自然通风和人员通行安全。

2.2　综合管沟设计特点

 2.2.1　区别于城市综合管廊[3]

    本工程综合管沟是浅埋的，结构顶面即场地。管沟内没有煤气、热力等危险性相对较高的管道。为避免对AGV行驶造成影响，管沟顶部考虑局部封闭，间隔约40 m设置检修人孔。

    城市综合管廊一般设置在交通运输繁忙、地下管线较多的城市主干道或为配合轨道交通、地下道路和城市地下综合体等建设的地方，管廊内需布置城市燃气和热力管道，逃生口间距不大于200 m。

 2.2.2　区别于港区电缆沟[4]

    港区电缆沟是1种只纳入电力电缆的专业缆线沟，本工程采用的综合管沟布设更加集约，集电力、通信、控制、给水管线及排水明沟等于一体，充分考虑项目自动化无人区不便于开挖检修的特点，在各管道相互兼容的条件下，解决给排水管道、电缆管道的相互交叉问题。

2.3　综合管沟设计优势

 2.3.1　有效解决管线交叉

    采用综合管沟的布设方式，能有效解决堆场前沿电缆沟与后方堆场排水明沟、排水暗管交叉重叠的问题，既有效地实现排水，又避免排水管道从电缆沟下方穿越可能产生的排水管道压坏、检修不便等问题。

    在综合管沟布设时，排水沟设于陆侧，有利于避免排水管与电缆沟基础发生碰撞。

 2.3.2　充分考虑AGV行驶需要

    本工程为全自动化集装箱码头，综合管沟的布设正好位于AGV行驶区，由于其通行依赖于地面浅层布设的磁钉牵引，因此行驶区需尽量避免、减少钢铁类井盖、盖板的使用。综合管沟的设置有效地避免独立排水明沟和电缆沟（活动盖板）的设置，避免密集排水检查井和给水阀门井的设置，有效地减少面层干扰源。

 2.3.3　便于维护

    港区陆域大部分为吹填区，即使进行过较为有效的地基处理，仍然会存在一定的不均匀沉降，这将对给水管道、排水管道等产生较大影响。管道设于管沟内，不仅减少管道因不均匀沉降导致的破裂，而且便于维护保养，尤其对于全自动化集装箱码头，无人化区域一旦发生管道破裂，码头将面临全面停产，对港区生产作业产生巨大影响。

3　问题与建议

3.1　安全性

    由于兼顾考虑AGV的通行，将综合管沟顶板封闭，顶板设置检修人孔（间距不小于40 m），其安全可靠性有待在港区投入运行后进行进一步验证。

3.2　缺少相应的规范支撑

    由于港区内部综合管沟有其特殊性，生搬硬套城市综合管廊相关规范，既无意义，又会大幅度提高工程造价。因此，建议根据港区性质，尽快完善相关法规和规范。

3.3　不均匀沉降

    大多数沿海港区陆域一般由陆上回填和水上吹填形成，其地基承载力相对薄弱，容易产生不均匀沉降。设置综合管沟，虽然可以减小不均匀沉降对管线敷设的影响，但综合管沟内外管线连接处仍然会因不均匀沉降损坏管道，切不可掉以轻心。

4　结语

    综合管沟在全自动化集装箱港区具有较好的应用前景，它的集约化布设方式有效地契合全自动化集装箱港区对于陆域的高效利用，同时综合管沟的应用可以有效减少管线的维护，使全自动化集装箱港区运营更为高效。

参考文献

[1] 王璇,陈寿标.对综合管沟规划设计中若干问题

的思考[J].地下空间与工程学报,2006(8):523-527.

[2] 刘广红,程泽坤,林浩.自动化集装箱码头总体

布置[J].水运工程,2013(10):73-78.

[3] GB 50838-2015,城市综合管廊工程技术规范[S].

[4] GB 50217-2007,电力工程电缆设计规范[S].

                                                                                                                                 来源于：港口科技