港口铁路装卸线布置方案设计.pdf

Port Operation2023.No.3(Serial No.270)港口铁路装卸线布置方案设计陶元洪1肖云鹏袁万富莫丽丽?1中国路桥工程有限责任公司2中交水运规划设计院有限公司摘要：以东非某已建港口拟引人铁路装卸线的项目为例，分析已建工程的现状条件及设施情况,结合港口陆域的约束条件，提出铁路装卸线引人港口不同区域的4 种方案，并对各个方案的优缺点进行分析论证比选，可供同类型港口铁路装卸线设计参考。关键词：港口；铁路装卸线；集装箱堆场Design of Layout Plan for Port Railway Loading and Unloading LineTao Yuanhong Xiao Yunpeng Yuan WanfuMo Lili?1China Road and Bridge Corporation Co.,Ltd.2 CCCC Water Transportation Consultants Co.,Ltd.Abstract:Taking the project of a built port in East Africa to introduce a railway loading and unloading line as anexample,the current conditions and facilities of the built project are analyzed,combines the constraints of the port land area,four schemes for the introduction of railway loading and unloading line into different areas of the port are proposed,and theadvantages and disadvantages of each scheme are analyzed,demonstrated and compared,which can be used as a referencefor the design of railway loading and unloading line in the same type of port.Key words:port;railway loading and unloading line;container yard1引言集装箱港口的集疏运方式通常分为公路、铁路和水路3 种形式。短距离的运输中，公路具有灵活便捷、时效快等显著优势；但大于5 0 0 km的长距离运输中，铁路的装卸成本和时间成本均远低于公路运输；水路运输具有安全、低价、业务多元等优势。铁水联运具有污染少、能耗低等特点，发展铁水联运可降低物流成本 2 。基于未来铁路疏运量的需求及避免送取集装箱的外部车辆进人港口造成交通拥堵，东非某已建成码头拟设计铁路装卸线项目。以此项目为例,分析已建工程的现状条件及设施情况，结合港口陆域的约束条件，提出铁路装卸线引入港口不同区域的4种方案,并对各个方案的优缺点进行详细分析论证比选，以选取最优方案。2工程概况本工程已建成3 个1 0 万t级集装箱码头，码头通过能力为1 2 0 万TEU。码头岸线长度1 2 0 0 m，陆域纵深1 0 0 0 m（已建陆域纵深7 0 0 m，其余3 0 0 m纵60深陆域已形成并作为预留区）。码头装卸设备采用12台岸边集装箱起重机（以下简称岸桥），堆场装卸设备采用轮胎式集装箱龙门起重机（以下简称RTG），水平运输设备采用集装箱拖挂车（以下简称集卡）。集装箱堆场采用顺岸布置方式，设置集装箱重箱堆场、集装箱空箱堆场、冷藏箱堆场和危险品箱堆场。港区设置1 个2 0 车道的进出港智能闸口，进出港车道各1 0 道。港区后方设置海关查验区、机械维修区、综合办公楼、员工宿舍楼、消防站、水塔、污水处理站、变电所、卫生间、港内停车场、港外停车场和加油站等配套设施。3设计原则由于港区内预留泊位位于本工程的东侧,后续码头岸线及集疏运通道均将向东延伸。因此，项目设计时需要统筹考虑港区的近远期发展，做好各方面衔接。本工程将铁路装卸线引入港口的设计原则如下：利用既有陆域形成区域，减少围填海工程量；减少对港口生产运营的影响；减少对既有设施港口装卸2 0 2 3 年第3 期（总第2 7 0 期）及管线的影响；减少对既有集装箱堆场容量的影码头前沿，方案二铁路装卸线位于码头东侧垂直码响；保证铁路装卸效率。头，方案三铁路装卸线位于码头集装箱堆场，方案四铁路装卸线位于港区后方平行码头。4方案比选铁路装卸线长度按8 8 0 m，可停靠集装箱车皮分析已建工程的现状条件及设施情况，结合港60节（单层集装箱1 2 0 TEU）考虑。口陆域的约束条件后，提出将1 股铁路装卸线引入4.1 方案一设计港口不同区域的4 种方案：方案一铁路装卸线位于方案一铁路装卸线位于码头前沿（见图1）。1.200.00400.00400.00400.0000OSL00000T009:000%图1 方案一铁路装卸线该方案优点如下。（1)可减少堆场堆存作业环节。铁路装卸线延伸至码头前沿，集装箱船和火车直接进行换装，不经过堆场堆存环节。（2）可减少集装箱装卸作业操作次数。常规集装箱码头的卸船作业操作为岸桥将集装箱卸至集卡,集卡运输至堆场后，RTG将集装箱卸至堆场。客户提箱时,RTG将集装箱卸至客户车辆。在不考虑集装箱倒场翻箱作业的情况下，操作次数至少3次。采用车船直取作业，岸桥将集装箱直接卸至火车上，操作次数仅为1 次。(3)可节省堆场面积。由于车船直取的集装箱不需要进入堆场堆存,可减少集装箱堆场面积,节约陆域形成和堆场面层结构投资。(4)减少堆场装卸机械和集卡数量。由于车船直取的集装箱不需要进人堆场堆存，可减少堆场装卸机械和水平运输设备集卡的数量，节约设备投资。该方案缺点如下。(1)铁路线拐弯半径占用#3 泊位及后方堆场。本工程铁路线拐弯半径按3 0 0 m设计，铁路线拐弯半径轨迹经过现有冷藏箱堆场区和#3 泊位岸桥后轨，占用#3 泊位岸线长度约3 1 0 m。需拆除现有冷藏箱堆场区的部分冷藏箱插座支架,减少冷藏箱堆场容量。铁路线经过岸桥后轨，后轨需要局部断开，阻碍#3 泊位的岸桥协同作业，影响#3 泊位的码头装卸船效率。且铁路车辆停靠时,影响#3 泊位的水平运输车辆在岸桥轨内通行，降低集卡的作业效率。(2)增加岸桥能耗，提高码头运营成本。通常岸桥装卸船作业主要依靠水平运输设备集卡适应岸桥站位，集卡机动灵活，能耗较低。将铁路装卸线引人码头前沿，岸桥装卸集装箱时，需要吊箱行走以适应火车的相应位置。由于岸桥整机重量较大,岸桥吊箱行走的综合能耗较高，将会提高码头运营成本。(3)影响相邻泊位码头装卸作业效率。整列铁路装卸线长度8 8 0 m，需要占用#2 和#3 泊位以及部分#1泊位,集装箱船停泊于#2 泊位时,4 0 0 m的泊位长61Port Operation2023.No.3(Serial No.270)度覆盖不到半列火车。装卸位于#1 和#3 泊位对应的火车时，需要借助集卡倒运和通过#1 和#3 泊位岸桥接力作业，极大影响相邻泊位码头装卸作业效率。(4)码头装卸船和铁路装卸效率不匹配,影响港口服务水平。非洲地区集装箱码头以外贸进口重箱和出口空箱为主，通常装卸船的重箱和空箱比例约1:1,集装箱平均单船装卸量为2 0 0 0 TEU,即装空箱1 0 0 0 TEU和卸重箱1 0 0 0 TEU。采用铁路集疏港，按单次运输空箱1 2 0 TEU进港和运输重箱120TEU出港考虑，单列火车集疏港能力2 4 0 TEU，2000TEU集装箱集疏港需要约9 列火车。按岸桥平均单台装卸效率2 5 move/h,集装箱标准箱折算系数1.6 考虑,岸桥单台作业效率为4 0 TEU/h,单个泊位4 台岸桥装卸作业效率约1 6 0 TEU/h。装卸集装箱2 0 0 0 TEU，需要时间约9 h。按每列火车送车进出港时间约3 h保守计算，运送9 列火车需要27h,即集装箱船的等待时间至少2 7 h。船舶平均在泊位作业时间为3 6 h,船舶平均等待时间为2 7 h。采用国际上通常用指标AWT/AST,即船舶等待时间占在泊作业时间的比例来评价一个港口的服务水平。此方案的AWT/AST值为2 7/3 6=0.7 5 0.2 0.3,说明港口服务水平很低,船舶相对等待时间长，将牺牲船方利益 3-4 （5）占用集疏运通道，影响后续泊位的交通组织。铁路线拐弯半径需穿越既有主疏港通道，铁路频繁接送车时,将会阻隔后续泊位的车辆通行。同1200.00400.00400.00时，为确保火车通行安全，需设置红绿灯对车辆进行时间隔离。车辆通过铁路线时，容易出现跳车现象，存在安全隐患。(6)需拆除及迁建既有地下管线和设施，增加投资。在既有工程上将铁路线引人码头前沿，铺设火车轨道及其配套设施，需拆除及迁建既有地下管线和设施,将增加工程量和投资。在既有工程上将铁路线引人码头前沿，需考虑铁路线轨顶高程与码头高程的合理平稳过渡衔接，避免出现陡坎影响集卡通行，且需确保排水顺畅。（7)减少#3 泊位后方堆场容量。由于整列火车重量较大,为确保护岸结构的稳定性和安全性，需与护岸保持一定距离，占用既有东侧纵向道路，将缩小#3泊位后方堆场宽度，从而减少#3 泊位后方集装箱堆场容量。(8)铁路和港口计划无法无缝衔接。由于火车、集装箱船的到港时间及装卸作业计划不一致，且铁路和港口分属不同的管理部门，无法保证信息和作业计划的无缝衔接，将会影响整体装卸效率。(9)清关手续需要后置，加大铁路端点的清关压力。外贸进出口集装箱需要办理清关手续，如采用海铁联运直取，需将清关手续后置至铁路的端点站，将加大铁路端点站的清关压力。4.2方案二设计方案二铁路装卸线位于码头东侧垂直码头（见图2)。400.00000001EOS00S00091图2 方案二铁路装卸线62港口装卸2 0 2 3 年第3 期（总第2 7 0 期）该方案优点为铁路装卸线位于码头东侧垂直码缝衔接；减少#3 泊位后方堆场容量；铁路装卸线长头，可减少港内水平运输车辆的行走距离，实现集装度仅为5 0 0 m,无法停靠整列火车，需借助后方编组箱就近装卸火车。站编组为整列火车。参考方案一的分析,该方案缺点为：占用集疏运4.3方案三设计通道，影响后续泊位的交通组织；需拆除及迁建既有方案三铁路装卸线位于码头集装箱堆场（见地下管线和设施，增加投资；铁路和港口计划无法无图3)。1.200.00400.00400.00400.000000088000OSL009:000sCVET图3 方案三铁路装卸线该方案优点为铁路装卸线位于码头集装箱堆场，可减少水平运输车辆的行走距离，实现集装箱就近装卸火车。参考方案一的分析,该方案缺点为：占用集疏运通道，影响后续泊位的交通组织；需要拆除及迁建既有地下管线和设施，增加投资；铁路和港口计划无法无缝衔接；减少#3 泊位后方堆场容量；铁路装卸线占用全部堆场纵向路，将影响水平运输车辆在堆场纵向路通行，从而影响堆场运营效率,且集卡通过铁路线时，容易出现跳车现象，存在安全隐患；由于铁路线拐弯半径穿越#3 泊位后方堆场,且与RTG走行方向正交,影响#3 泊位后方堆场RTG的通行,从而影响堆场运营效率。4.4方案四设计方案四铁路装卸线位于港区后方平行码头（见图4)。该方案优点如下。（1)不干扰码头生产运营作业，铁路装卸线位于港区后方平行码头，由于与码头分隔独立，不干扰码头生产运营作业。(2)减少进出港提送箱车流，铁路装卸线位于港外，可减少进出港提送箱车流，缓解港内交通压力。（3)充分发挥现有堆场能力，可充分利用港内集装箱堆场，在港内完成清关手续的办理。(4)减少集卡水平运输距离，铁路装卸线距离码头堆场较近，集装箱完成清关手续后，可就近运输至铁路场站装卸火车。该方案缺点为铁路装卸线长度仅为5 8 0 m,无法停靠整列火车，需要借助后方编组站编组为整列火车。经综合比选，方案四具有不干扰现有港区生产运营且可缓解进出港车流量压力等优点，结合本项目以外贸进出口集装箱为主，存在在港内办理清关手续的需求、东非地区对投资收益较为敏感等特点，推荐采用方案四。63Port Operation2023.No.3(Serial No.270)1200.00400.00400.00400.00O0OSL000001009:000580图4 方案四铁路装卸线取模式的建设关键技术 J.中国水运，2 0 2 2（3）：1 2 2-4结语124.本工程以东非某已建港口拟引铁路装卸线的3铁道第三勘察设计院集团有限公司.铁路物流中心设项目为例,提出铁路装卸线引人港口不同区域的4 种计规范（Q-CR9133-2016）M.北京：中国铁道出版方案,并对各个方案的优缺点进行详细分析、论证比社,2 0 1 6:2 8-3 5.选，可供同类型港口铁路装卸线设计进行参考借鉴。4中交水运规划设计院有限公司，中交第一航务工程勘察设计院有限公司.海港总体设计规范（JTS165-参考文献2013)M.北京：人民交通出版社，2 0 1 4：5 3-5 5.1国巍，余永金.白洋港铁水联运车船直取模式研究J.铁道运输与经济,2 0 2 0(5)：4 4-4 8.2 谢鹏，陈辉，周志立.三峡枢纽白洋港疏港铁路车船直(上接第2 4 页）弃土装船工艺的最终确定,应结合弃土装船点所服务的具体工程建设项目，统筹考虑物料物性参数、项目建设周期、项目服务周期、主管部门的具体政策要求及监管要求等因素，同时也要重点考虑装船点周边道路承载力对于码头泊位能力发挥的影响,最终在建设成本与运营成本、码头能力与外部道路集疏运能力间取得平衡，确定最适合的装船工艺方案。3结语对于具备水路运输条件的临海、临河城市,装船外运将成为工程弃土处置流程中的重要一环,相关城市应尽早进行装船点的规划、选址,并配套出台相64陶元洪：1 0 0 0 1 1,北京市东城区安定门外大街丙8 8 号收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 2D0I:10.3963/j.issn.1000-8969.2023.03.020关建设及运营管理法律法规，为项目建设提供政策保障。同时，应加快弃土装船泊位设计的行业或地区标准的制定,为项目的建设提供技术支撑。参考文献1孙毅，杨智鸿.余泥渣土海上外运临时装船点工程建设方案研究 J.珠江水运,2 0 1 8（7）：8 2-8 4.2中交水运规划设计院有限公司.深圳港弃土外运临时装船点工程工程可行性研究报告R.中交水运规划设计院有限公司，2 0 1 8.王中华：5 1 8 0 5 4,广东省深圳市南山区南山大道南园枫叶大厦1 2 H收稿日期：2 0 2 3-0 1-1 6D0I:10.3963/j.issn.1000-8969.2023.03.008