成果簡介勘察設(shè)計獎
南通港呂四港區(qū)東灶港作業(yè)區(qū)一港池通用碼頭一期工程
（2022～2023年度第二批優(yōu)秀設(shè)計一等獎）
申報單位 華設(shè)設(shè)計集團股份有限公司
一、項目基本情況
本工程為中天綠色精品鋼（通州灣海門港片區(qū)）項目的配套海港碼頭工程，設(shè)計環(huán)節(jié)以“五化五一流”為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮設(shè)計主導(dǎo)性，為建成高起點、高標準、高水平全產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)添磚加瓦。海港碼頭位于南通港呂四港區(qū)東灶港作業(yè)區(qū)一港池，主要建設(shè) 8 個 5 萬噸級通用泊位，碼頭泊位總長度 2034m，設(shè)計年通過能力 2027 萬噸，貨種主要為煤炭、礦石、輔料等散貨及鋼材、廢鋼、預(yù)制件等件雜貨。 在港池西側(cè)由外向內(nèi)分別布置7 個50000噸級泊位（1～7#泊位），泊位長度為 1761m，碼頭寬度 36m。其中，1～3#泊位主要用于礦石和輔料的卸船作業(yè)，4～7#泊位主要用于鋼材、廢鋼、合金和預(yù)制件等的裝卸作業(yè)。碼頭平臺通過 5 座引橋（1～5#引橋）與后方廠區(qū)連接。 在港池東側(cè)端部布置 1 個 50000 噸級泊位（8#泊位），泊位長度為 273m，碼頭寬度 36m，用于煤炭卸船作業(yè)。碼頭平臺通過 1 座引橋（6#引橋）與后方廠區(qū)連接。
二、技術(shù)難點和特點
1.作為綠色化散雜貨專業(yè)碼頭，面臨高標準的環(huán)保要求，需做到“滴水不漏”。
2.項目規(guī)模大，涉及貨種復(fù)雜多樣，同時綠色、環(huán)保、節(jié)能等方面對工藝設(shè)計要求嚴格。
3.打造示范性智慧港口，鏈接集團內(nèi)部各個系統(tǒng)，實現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈有機結(jié)合。
三、創(chuàng)新點
1. 綠色、環(huán)保
（1）滴水不漏：傳統(tǒng)設(shè)計中碼頭結(jié)構(gòu)縫通常采用角鋼+泡沫板形式，由于使用期存在位移、泡沫板損壞等情況，雨污水會從結(jié)構(gòu)縫直排入海。為從根本上解決此問題，設(shè)計人員借鑒橋梁結(jié)構(gòu)縫成熟技術(shù)，將通長的異型鋼伸縮縫優(yōu)化為齒形，以滿足碼頭結(jié)構(gòu)縫的使用，后期橡膠伸縮帶損壞后易于更換，實現(xiàn)碼頭真正意義上的滴水不漏。
（2）全自動鏈斗清洗池：本工程在江蘇沿海范圍內(nèi)率先設(shè)計了全自動鏈斗清洗池，搭配沖洗槍，實現(xiàn)無死角清洗鏈斗。池內(nèi)清洗后剩余的污水可通過一體化旋流澄清器和板框壓濾機進行泥水分離，然后分別回收利用，基本實現(xiàn)物料零損耗。
（3）運輸車輛無污染：本工程工藝設(shè)計中件雜貨水平運輸車輛全部采用電力驅(qū)動，避免對環(huán)境產(chǎn)生污染。
2. 高效、節(jié)能
（1）鏈斗卸船機：針對大型專業(yè)化碼頭而言，裝卸設(shè)備的選取影響裝卸效率、能源消耗、經(jīng)濟效益以及環(huán)境保護等方面。設(shè)計初期設(shè)計人員調(diào)研國內(nèi)多個設(shè)備生產(chǎn)廠家，實地考察設(shè)備運行效果，對比多項數(shù)據(jù)，最終說服業(yè)主在礦石卸船泊位引進鏈斗連續(xù)式卸船機。鏈斗式卸船機僅卸船效率方面比抓斗式卸船機高 15%，能耗方面平均節(jié)約 20%。
（2）外轉(zhuǎn)子式永磁直驅(qū)傳動技術(shù)：傳統(tǒng)皮帶機輸送系統(tǒng)一般采用“電機+減速機”的驅(qū)動模式，此模式存在傳動效率低、漏油、噪音大、維護成本高等亟待解決的問題。 在本項目設(shè)計過程中，設(shè)計人員查閱多項資料，最終嘗試將在采礦工程中應(yīng)用較為廣泛的永磁直驅(qū)傳動技術(shù)優(yōu)化后引進港口散料輸送系統(tǒng)。該技術(shù)的應(yīng)用大幅減小了驅(qū)動系統(tǒng)的占用空間，機械傳動效率高達 100%，系統(tǒng)效率達 95%以上，節(jié)能效果顯著。解決了驅(qū)動系統(tǒng)漏油、噪音大、維護成本高等問題，是省內(nèi)港口工程首個應(yīng)用實例。
3. 智慧港口管控平臺
智慧港口是大勢所趨，但是放眼目前行業(yè)內(nèi)的多個智慧港口系統(tǒng)，大多是較獨立的港口 ERP 系統(tǒng)直接應(yīng)用，無法與后方產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)交互和聯(lián)動，本工程搭建的智慧港口管控平臺開發(fā)一個平臺——基于港口實際業(yè)務(wù)的全流程管控平臺，實現(xiàn)船舶、機械、人員、環(huán)境等要素協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提高港區(qū)作業(yè)、管理效率；一個系統(tǒng)——統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)核心，鏈接集團內(nèi)部各個系統(tǒng)，實現(xiàn)集疏運數(shù)據(jù)的采集、匯聚、服務(wù)一體化；一張網(wǎng)——覆蓋全港口的有線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、視頻網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)港區(qū)全方位的動態(tài)感知和監(jiān)控，主要包含物流管理系統(tǒng)、運行監(jiān)測系統(tǒng)、安全監(jiān)管系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、三維可視化系統(tǒng)。其中：
（1）安全監(jiān)管系統(tǒng)：本工程是目前全國首個采用軌道巡檢機器人系統(tǒng)巡檢皮帶運輸機的項目，系統(tǒng)主要包含巡檢機器人本體及后臺算法服務(wù)器，算法部分由部門算法工程師自主研發(fā)，可以實現(xiàn)全覆蓋、無死角、全天候巡檢；高精度排查、高靈敏度反饋，且運行維護成本較低。本工程設(shè)計約1km 長皮帶機廊道，軌道巡檢機器人的誕生解決了長廊道人工巡檢面臨的諸多問題。
（2）三維可視化系統(tǒng)：本工程設(shè)計階段全程應(yīng)用 BIM 技術(shù)，通過部門自主研發(fā)的高樁碼頭 BIM 模型輔助設(shè)計系統(tǒng)產(chǎn)出的 BIM 成果，融合 GIS 地理信息技術(shù)建立了碼頭三維電子地圖，三維可視化集成了地理信息數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)了視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的地理空間化表達。
四、成果應(yīng)用
本設(shè)計成果已在南通港呂四港區(qū)東灶港作業(yè)區(qū)一港池通用碼頭一期工程中得到全面應(yīng)用。
1. 碼頭結(jié)構(gòu)縫設(shè)計中將通長的異型鋼伸縮縫優(yōu)化為齒形，此項設(shè)計在新建項目及老舊碼頭環(huán)保改造項目中值得積極推廣。
2. 本工程作為江蘇沿海首次采用鏈斗連續(xù)式卸船機的項目，具有鮮明的行業(yè)示范效果。
五、經(jīng)濟和社會效益
工程自竣工投產(chǎn)以來，運營情況良好，進出港作業(yè)船舶絡(luò)繹不絕，降低了中天鋼鐵集團（南通）有限公司物流運輸成本，完善了原料與產(chǎn)成品的集疏運體系，綠色、環(huán)保、低碳的設(shè)計理念也助力中天鋼鐵集團（南通）有限公司早日實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，給集團創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 碼頭建成投產(chǎn)后，2022 年度實現(xiàn)營業(yè)收入 1.375 億元，實現(xiàn)凈利潤 4000 萬元，完成散貨吞吐量 1090 萬噸，件雜貨 35 萬噸。
