Лекция 11. Компоновка схемы порта

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОРТОВ

Технологическое проектирование новых, а также расширение, реконструкция и техническое перевооружение действующих морских и речных портов осуществляется на основе специально разработанных нормативных документов – норм технологического проектирования (НТП), а также с учетом мирового опыта портостроения и новых, наиболее эффективных достижений в этой области. Нормативные документы регламентируют основные требования к составу и полноте исходных данных, принципиальным технологическим и планировочным решениям, определению параметров элементов порта (территории, акватории, причалов, перегрузочного оборудования, инженерных сетей, подъездных дорог и т.д.), а также к организации строительства и освоения проектных мощностей.

Основная задача технологического проектирования - получение оптимального решения порта как единого комплекса, удовлетворяющего требованиям безопасного приема, грузовой обработки и комплексного обслуживания морских или речных судов.

Следует учитывать, что порты в первую очередь являются составной частью водного транспорта. В связи с этим, основные вопросы их проектирования должны решаться с точки зрения всего комплекса водного (морского или речного) транспорта, основным элементом которого является флот. Таким образом, комплексный характер проектирования портов должен заключаться в том, чтобы совокупность основных элементов порта соответствовала и удовлетворяла требованиям флота.

Проектированию нового, либо реконструкции расширению) действующего порта предшествует разработка соответствующего технико-экономического обоснования.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) выполняется с целью подтверждения экономической целесообразности и технической возможности строительства или реконструкции порта. Для разработки ТЭО строительства нового порта проводятся соответствующие технико-экономические исследования и инженерные изыскания, определяющие с одной стороны транспортно-экономические условия порта, а с другой стороны - естественные условия предполагаемой площадки его размещения.

Проектирование морских и речных портов осуществляется, как правило, в две стадии: технический проект и рабочие чертежи. В техническом проекте разрабатываются основные проектные решения, определяется сметная стоимость строительства и устанавливается возможность осуществления строительства и освоения мощностей в намеченные сроки.

В технологической части технического проекта разрабатываются следующие вопросы:

1. потребность порта в грузовых причалах соответствующего технологического назначения;
2. выбор схем механизации причалов и технологии погрузочно-разгрузочных работ;
3. определение основных элементов материально-технической базы порта (парка перегрузочного и вспомогательного оборудования, подкрановых и подъездных железнодорожных путей, складов);
4. расчет проектных технико-экономических показателей (комплексной нормы выработки одной грузовой линии, нормы выработки одного рабочего, проектных судо-часовых норм, пропускной способности причалов;
5. определение организации труда и управления портом.

На основании технического проекта порта выполняется заказ основного портового оборудования и осуществляется выполнение второй стадии проектирования: разработка рабочих чертежей.

Коренные изменения в технологии и характере международных перевозок за последние годы оказали значительное влияние на планирование и проектирование морских портов. К таким изменениям относятся значительное увеличение размеров судов, высокая степень механизации грузовых работ, концентрация грузопотоков, а также концентрация транспорта на подходах к порту.

Учитывая многообразие естественных условий побережий морей и рек, а также стремительное развитие флота и перегрузочного оборудование проектирование портов всегда является нестандартной, нетрадиционной задачей и, как правило, выходит за рамки действия соответствующих нормативных документов.

ПЛАН ПОРТА И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЕГО ЭЛЕМЕНТАМ

Проектирование порта начинают с разработки его генерального плана. Под планом порта понимают общее расположение отдельных его частей, рационально скомпонованных в одно целое. В этом смысле, оптимальное решение генерального плана должно наилучшим образом обеспечивать выполнение основных функций порта и отвечать эксплуатационным, техническим, экономическим и экологическим требованиям.

Экономические требования к плану порта предусматривают: разработку различных вариантов расположения порта в пределах водного бассейна с учетом района тяготения грузов; разработку вариантов расположения порта в пределах выбранного района; сравнение вариантов компоновки порта.

Эксплуатационные требования к плану порта включают:

обеспечение условий передвижения и стоянки транспортных средств на акватории и территории порта;

• рациональное взаимодействие водных и сухопутных видов транспорта;
• быстрое прохождение грузов через порт и оперативное обслуживание пассажиров.

Морской и речной порты, расположенные в одном районе, должны быть увязаны между собой. Причалы для речных судов следует располагать в более мелководных зонах. Пути морских и речных судов по возможности не должны пересекаться. Водные подходы к порту должны быть безопасны и доступны в течение всей навигации. Железнодорожные и автомобильные пути также должны иметь как можно меньше пересечений.

В соответствии с техническими требованиями порт должен быть оборудован развитыми инженерными коммуникациями, обеспечивающими бесперебойную работу механизмов и обслуживание судов. Перегрузочные, складские и дорожные устройства должны компактно располагаться на причалах и обеспечивать наикратчайший путь от одного вида транспорта к другому.

Экологические требования регламентируют принятие таких проектных решений, реализация которых в наименьшей степени будет оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Основными критериями оценок оптимального варианта расположения порта и варианта его компоновки являются экономические и экологические показатели.

Компоновку территории порта также производят с учетом требований противопожарной безопасности и соблюдением обязательных разрывов нефтеналивными районами, бункеровочными причалами, складами жидкого топлива, взрывоопасными грузами, складами прочих грузов и административно-бытовыми помещениями.

Генеральный план порта воплощает результаты решения целого комплекса различного рода задач - экономических, инженерно-технических, технологических, архитектурных, экологических, социальных и т.д. Чем больше число факторов, влияющих на разработку генерального плана принимается в расчет, тем больше оказывается вариантов его компоновочных решений. Степень соответствия принятой компоновки предъявляемым требованиям зависит от полноты учета вышеперечисленных факторов.

СОЧЕТАНИЕ ПОРТА И ГОРОДА

Подавляющее большинство как морских, так и речных портов, расположено в пределах крупных городов или в непосредственной близости с ними. В связи с этим одним из ключевых моментов, возникающих при проектировании портов, является правильное сочетание порта и города.

Порт и город неразрывно связаны между собой. Вместе с тем интересы взаимной увязки городских кварталов и территории порта часто оказываются противоречивыми. Как правило, порты отрезают центральную историческую часть города от моря, лишая его набережных, пляжей, зон отдыха (Одесса, Нью-Йорк). В то же время городские кварталы прижимают порт к морю, затрудняя его дальнейшее развитие. В этих случаях портовую территорию приходится выдвигать в сторону моря путем устройства широких пирсов либо образования насыпных территорий.

Строительство морских и речных портов неизменно связано с нарушением гидрологического режима речного русла или морского побережья. Выступающие в акваторию оградительные сооружения могут перекрывать вдольбереговой поток наносов. Следствием этих процессов является накопление наносов с одной стороны порта и размыв берега с другой. В результате размыва берега активизируются оползневые процессы, разрушаются городские пляжи, здания, сооружения (Поти, Сочи, Гагра).

Современные принципы портостроения основаны на гармоничном сочетании интересов порта и города. Грузовые районы должны выноситься за пределы городской застройки, а районы с вредными, пожароопасными и пылевыделяющими грузами располагаться с подветренной, по отношению к городу, стороны (рис.11.1). Развитие грузовых районов речных портов предусматривается вниз по течению реки (рис.11.2). Пассажирские районы целесообразно размещать в пределах городской черты, а морские или речные вокзалы увязывать с общим архитектурным ансамблем прилегающей части города. Между портом и городом обязательно должно быть предусмотрено строительство защитной зеленой зоны.

Реконструкция и расширение старых портов часто наносит непоправимый урон городу, лишая его выхода к морю. Оптимальным решением в таких случаях может оказаться создание портов-спутников (порты Ильичевск и Южный в районе Одессы и др.).

Рис.11.1. Сочетание морского или водохранилищного порта с городом:

1 - город; 2 - защитная зеленая зона; 3 - оградительные сооружения; 4 - порт;

5 - железнодорожные пути; 6 – преобладающее направление ветра.

Рис. 11.2. Сочетание речного порта с городом (а - руслового; б) – ковшевого): 1-городские районы; 2-защитная зеленая зона; 3-районы порта;

4-железнодорожные пути; 5-пассажирские причалы;

Рис. 11.3. Сочетание крупного речного порта с городом: 1 – территория и акватория порта; 2 – защитная зеленая зона; 3 – город; 4 – территория промпредприятия; 5 – причал промпредприятия; 6 – пассажирский район; 7 – железнодорожные пути

Примером оптимального сочетания интересов порта и города служит выполненная реконструкция речного порта в Санкт-Петербурге. Причалы, разбросанные вдоль городских набережных, были сосредоточены в грузовые районы на окраине города. Это позволило с одной стороны очистить город от причальных приспособлений и складируемых грузов, а с другой стороны очистить город применить для специализированных районов высокопроизводительную перегрузочную технику. В итоге, выполненная реконструкция оказалась полезной как городу, так и порту.

РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ПОРТА

Компоновку генерального плана морского или речного порта начинают с зонирования и районирования его территории.

Основной структурной единицей порта является грузовой район (или участок). В то же время в порту представлены и другие службы, беспечивающие его функционирование. В связи с этим, территорию порта можно рассматривать из 2-х позиций:

1. состоящей из отдельных зон различного функционального назначения;
2. состоящей из отдельных районов различного технологического профиля.

Районирование порта следует рассматривать как первый, наиболее общий этап разработки генерального плана порта. Принятый вариант районирования порта определяет план порта и общее его устройство.

Работа морских м речных портов характеризуется выполнением трех основных видов операций:

1. грузовых, обеспечивающий проведение погрузочно-разгрузочных работ;
2. пассажирских, связанных с прибытием, отправлением и обслуживанием пассажиров;
3. комплексного обслуживания находящихся в порту судов транспортного флота.

В соответствии с видами выполняемых операций номенклатура портов включает:

1) грузовые районы;

2) пассажирский район;

3) район комплексного обслуживания транспортного флота.

Грузовые районы порта назначают в соответствии с видами грузов, входящих в расчетный грузооборот и специализацией грузовых причалов (табл. 11.1).

Таблица 11.1

Основные грузовые районы и соответствующая им номенклатура грузов

В соответствии со структурой расчетного грузооборота в порту могут выделяться грузовые районы, либо причалы в пределах этих районов, по видам плавания:

• районы внешнеторговых грузов;
• каботажные районы.

В составе пассажирских районов могут быть выделены причалы дальних, местных и пригородных сообщений.

В каждом отдельном случае районирование порта носит специфический, местный характер, зависящий от расположения населенных пунктов по отношению к предполагаемой площадке строительства, конфигурации реки или очертания в плане морского побережья, характера ветров, волнения и течений, трассирования железных и автомобильных дорог и т.д. В связи с этим разработка конкретных правил районирования, учитывающих все сочетания вышеприведенных факторов, не представляется возможной. Обычно, как в научно-технической литературе, так и нормативных документах излагаются лишь общие принципы районирования портов.

Районирование речного порта, характеризующегося, как правило, рассредоточением отдельных районов по одному или обоим берегам реки (или даже ее рукавам), выполняют с учетом следующих рекомендаций.

Пассажирские причалы целесообразно располагать в центральном городском районе и увязывать с планировкой городских кварталов. В пределах района пассажирских причалов следует выделять специальные участки для местных и пригородных линий.

Причалы для грузов местного потребления также располагаются в городской зоне, в непосредственной близости к потребителю. Грузы, прибывающие в адрес местных промышленных предприятий, обрабатываются на причалах, примыкающих к территории этих предприятий (причалы клиентуры).

Перевалочный грузовой район обычно располагается за пределами городской зоны. В случае значительных потоков однородного груза целесообразно создание отдельных специализированных районов: контейнерного, зернового, угольного и т.п.

Следует по возможности избегать совмещения на одном причале грузопотоков разных направлений (с воды на берег и обратно).

Район нефтегрузов следует выносить на край портовой территории с низовой стороны по течению реки.

Рассредоточенность речного порта приводит к удорожанию строительства создает ряд неудобств в его эксплуатации. В связи с этим при проектировании новых или реконструкции старых грузовых районов стремятся к более компактному его размещению.

Районирование морского или водохранилищного порта выполняют с учетом следующих рекомендаций.

Участки срочных пассажирских линий, в особенности обслуживаемых крупнотоннажными судами, целесообразно располагать ближе к входу в порт, а в отдельных случаях и за его пределами.

Судостроительные и судоремонтные предприятия, а также базу технического флота обычно размещают в стороне от грузовых районов порта.

Районы штучных грузов располагают ближе к городу, а навалочных, наливных и лесных - в удалении от него. Кроме этого район нефтегрузов должен занимать обособленное и достаточно отделенное от других районов место в порту. Акваторию нефтяного района также следует либо отделять от остальной акватории порта внутренними оградительными сооружениями, либо закрывать боновыми ограждениями.

Связанное с общим ростом грузооборота (особенно в морских портах) устройство новых грузовых районов, как правило, связано с определенными трудностями. Это обусловлено отсутствием резервов территории с одной стороны, а также необходимостью создания глубоководных подходов с другой стороны. В ряде случаев оптимальным решением может оказаться создание обособленных специализированных грузовых районов (портов-спутников), удаленных от основной территории порта на 10-30 км.

Наиболее предпочтительным такое решение представляется при наличии специфических требований, предъявляемых к расположению районов наливных, пылевыделяющих и взрывоопасных грузов. В настоящее время в практике портостроения имеется немало примеров подобного рода (порты Южный и Ильичевск в районе Одессы, порт Новоталлинский и т.д.).

ЗОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ПОРТА

В общем случае в составе порта различают следующие функциональные зоны :

1) операционная зона грузовых причалов;

2) производственная (тыловая) зона грузовых районов порта;

3) зона общепортовых объектов;

4) зона пассажирских операций;

5) предпортовая зона.

В первых трех зонах не желательно присутствие лиц не связанных с деятельностью порта, поэтому эту часть порта рекомендуется относить к режимной и ограждать.

Операционная зона грузовых причалов включает основные элементы и технические средства участвующие в перегрузочном процессе: причалы, перегрузочное оборудование, склады, прикордонные и тыловые железнодорожные пути, автодороги. Операционная зона не должна застраиваться объектами, не имеющими прямого отношения к перегрузочному процессу. Размеры операционной зоны принимаются в соответствии с технологической схемой перегрузочных работ. Территория пирсов любой ширины, по обе стороны от которых расположены грузовые причалы, полностью относится к операционной зоне.

Производственная (тыловая) зона грузовых районов непосредственно примыкает к операционной зоне причалов и предназначена для размещения производственных и вспомогательных объектов района. На территории производственной зоны располагаются:

• - железнодорожные районные парки;
• - тыловые и базисные склады;
• - инвентарные склады;
• - мастерские;
• - столовые, бытовки, административные здания.

В зоне общепортовых объектов размещаются службы, деятельность которых связана с портом в целом:

• - базы портового флота;
• - центральные мастерские;
• - материальный склад порта;
• - объекты комплексного обслуживания транспортных судов.

Территория общепортовых объектов может располагаться в порту отдельными участками.

Зона пассажирских операций включает: морской или речной пассажирский вокзал, пассажирские причалы, привокзальную площадь.

В зависимости от конкретных планировочных условий зона пассажирских операций может располагаться на одном или нескольких участках - дальних и местных (пригородных) сообщений.

Предпортовая зона размещается за пределами режимной территории порта. Функции предпортовой зоны тесно связаны с функциями зоны общепортовых объектов, однако нахождение этой зоны на режимной территории нецелесообразно.

Из всех вышеперечисленных территориальных зон порта только площадь оперативной зоны грузовых причалов определяется расчетным путем, в соответствии с принятой схемой механизации. Размеры остальных зон назначают в зависимости от величины площади оперативной зоны грузовых причалов и принимают в пределах:

• - 50% - для производственной (тыловой) зоны грузовых районов;
• - 30-40% - для зоны общепортовых объектов;
• - 20-30% - для предпортовой зоны.

Производственные и служебно-вспомогательные здания зоны общественных объектов территориально должны располагаться с учетом возможности наилучшего выполнения своих функций. Так, например, расположение диспетчерской порта назначается из условия максимального обзора всех основных районов, ремонтно-механическая мастерская - вблизи районов с наибольшим количеством оборудования, пожарное депо - у причалов и складов с наиболее пожароопасными грузами и т.д.

Следует учитывать, что для портов различных категорий разработаны типовые проекты служебно-вспомогательных и производственных зданий.

ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ГРУЗОВЫХ РАЙОНОВ

И ПРИЧАЛОВ РАЗЛИЧНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Перегрузочные процессы осуществляемые в портах, как правило, ухудшают экологическую обстановку в прилегающих районах и отрицательно воздействуют на здоровье людей. Кроме этого некоторые (особенно пылевыделяющие) грузы могут также отрицательно воздействовать на качество других видов грузов (например пищевых), перегружаемых на соседних причалах.

В связи с этим одной из главных задач, возникающих при разработке принципиальной схемы порта, является достижение такой компоновки, при которой отрицательные воздействия были бы устранены, либо сведены к минимуму. Это можем быть достигнуто в результате: 1) правильного расположения порта по отношению к населенному пункту и пассажирскому району; 2) правильного расположения грузовых районов; 3) правильного взаимного расположения грузовых районов порта и причалов по отношению друг к другу; 4) соблюдения санитарных разрывов достаточной ширины между грузовыми районами и причалами различного технологического назначения.

Главным при районировании территории порта является принцип учета господствующего направления ветра. В соответствии с этим требованием порт должен быть расположен с подветренной стороны по отношению к городу или населенному пункту. Грузовые районы и причалы с пылевыделяющими или газовыделяющими грузами также располагают с подветренной стороны по отношению к другим районам и причалам (рис.11.4).

С целью уменьшения отрицательных воздействий порт необходимо отделять от города санитарно-защитной зоной. Ширина этой зоны назначается в зависимости от санитарной характеристики технологического перегрузочного процесса на участке, граничащем с городом (табл.11.2).

Необходимость разрывов как между портом и населенным пунктом, так и отдельными районами и причалами рассматривается в разных аспектах. В санитарно-гигиеническом отношении разрывы должны локализовать влияние производственных вредностей (пыль, шум, вредные выделения) на персонал порта, пассажиров и население прилегающих жилых районов. С экологической точки зрения санитарно-защитные зоны должны минимизировать отрицательное воздействие порта на окружающую среду. И, наконец, разрывы должны предотвращать вредное воздействие одних грузов на другие.

Рис.11.4. Взаимное расположение грузовых районов и причалов различного технологического назначения с учетом преобладающего направления ветра

Таблица 8.2.

В дополнение к изложенным выше положения при компоновке принципиальной схемы порта необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

Пассажирский район порта желательно располагать вне режимной территории. В пределах режимной территории пассажирские операции целесообразно выполнять во втором уровне, исключая возможность попадания пассажиров на эту территорию.

Крупные судоремонтные заводы обычно располагают за пределами порта. У одной из границ порта могут быть выделены 1-2 судоремонтных причала.

При значительном (>12-15 млн.т/год) объеме нефтегрузов районы их переработки выносятся за пределы порта на расстояние не менее 1 км. При небольших объемах нефтегрузов, причал может быть расположен ближе к выходу из порта, либо в корневой части мола на расстоянии не менее 300 м от грузовых или пассажирских причалов.

Районы генеральных грузов размещаться в любой части порта.

Районы лесных грузов устраивают на участках с меньшими глубинами, но значительной площадью прилегающей территории.

Районы по переработке угля и руды должны находится с подветренной стороны по отношению к населенному пункту и на значительном расстоянии от него.

Причалы, на которых расположены элеваторы, холодильники и т.п. следует выносить за пределы расположения грузовых районов, желательно ближе к границам порта. Следует учитывать, что зерновые элеваторы требуют наличия 5-6 сквозных железнодорожных линий.

Для переработки взрывоопасных, а также химических опасных грузов специальные причалы, как правило, не предусматривают. В этих случаях перегрузка осуществляется на наиболее удаленном причале, имеющем соответствующее оборудование.

Под карантинный причал может быть отведен участок с внутренней стороны оградительного мола, либо внутреннего рейда.

Под вспомогательные причалы целесообразно использовать торцевые причалы широких пирсов.

Для стоянки судов портофлота оборудуются участки причального фронта непригодные для производства грузовых операций.

Причалы для судов технического флота целесообразно размещать ближе к границе порта или в районе судоремонтных причалов.