12台湾海峡外海港口项目的建设要点

2012 年 1 月

第 1 期 总第 462 期

水运工程

Jan. 2012

台湾海峡外海港口项目的建设要点

徐明飞，何文元

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司， 上海 200032）

摘要：随着海峡西岸经济区开发的加快进行，福建沿海港湾资源的布局正重新整合、调整，煤炭、原油、集装箱等能源、物流基础设施建设正全面展开。尽管海峡西岸具有海域条件良好的兴化湾、湄州湾、泉州港、厦门港等港湾，但随着海运船舶的大型化，港口工程向外海发展也成为趋势。由于特殊的水域条件，在台湾海峡外海建设港口项目有着特殊的要求。结合最近几年在海峡外海按照工程总承包模式建设的几个大型原油、散货码头工程，提出工程建设的经验和体会。

关键词：台湾海峡；港口工程；工程总承包；管理效率

中图分类号：U 65 文献标志码： B 文章编号：1002-4972(2012) 01-0045-04

Construction essentials for Fujian coastal open seas port project in the Taiwan Strait

(CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd., Shanghai 200032, China)

XU Ming-fei, HE Wen-yuan

harbor resources’ layout is being reintegrated and adjusted. The infrastructure construction for energy (such as coal, oil, and container) and logistics is in full swing. The west coast of the strait maintains several ports with good sea conditions such as port of Xinghua bay, port of Meizhou bay, port of Quanzhou and port of Xiamen. Nevertheless, open seas’port becomes the development trend of port engineering in consideration of the large-scale trend of marine transportation vessels. As a result of special water conditions, particular construction requirements are involved in recent years’ EPC contract projects in large crude oil terminals and bulk cargo terminals.

the Taiwan Strait port construction projects. The construction experience and conclusions are presented according to

Abstract: With the speeding up of the development along the west coast of the Taiwan Strait economic zone,

Key words: Taiwan Strait; port engineering; EPC contract; management efficiency

门和东山等。

台湾海峡是典型的季风区，气候的显著特点是风大、浪高、受台风影响显著。由于岸线曲折，港湾、岛屿众多，建港条件差异较大。对港口工程建设而言，台湾海峡外海的自然条件复杂，海域条件恶劣。1.1 台风、季风影响大

台湾海峡是典型的季风区。每年的9月底到10月初，至次年的4月底5月初为东北季风季节，以东北-北向浪为主，西南季风季节以西南-南向

浪为主，在冬季寒潮和夏季热带气旋影响下，可

1 台湾海峡的自然条件特点

台湾海峡是中国台湾岛与福建海岸之间的海峡。属东海海区，南通南海，呈北东—南西走向，长约370 km。北窄南宽，北口宽约200 km，南口宽约410 km，总面积约8×104 km2。

海峡西岸为福建中、南部海岸，海岸线长约

1 900 km，岸线曲折。濒海陆地为闽东山地向东

南延伸的山丘分支直逼海滨，形成较多半岛、海湾、岩岸和近岸岛屿。良好的港湾有罗源湾、兴化湾、湄州湾、泉州湾、厦门港、东山湾等。近岸岛屿500个，重要岛屿有海坛、南日、湄州、金

收稿日期：2011-06-22

作者简介：徐明飞（1955—），男，高级工程师，从事港口工程项目管理工作。

形成8～9级浪。海区全年以风浪和涌浪同时存在于海面的情况最多，波型的季节变化比较明显。根据台湾海峡中部崇武站资料，每年10月至次年2月，NNE 向风浪频率超过35％，而SE 向涌浪频率超过85％[1]。

对港口工程中的水工码头建设而言，水上作业工序较多，特别是重力式结构。由于季风影响时间长，对台湾海峡外海项目，季风对工程建设的影响比台风更大。根据相关工程水上工序可作业天数的统计，一年在30%~40%。但在每年的农历十月，通常也会出现“小阳春”天气，可以充分利用完成一些关键的水上工序。

台湾海峡地区易受热带气旋影响，每年热带气旋影响次数在5次左右。每年的7～9月为热带气旋多发期，此期间的热带气旋次数约占全年总数的80％以上。受热带气旋影响时阵风可达12级以上。根据2005－2010年工程实施期间的统计，影响台湾海峡的夏、秋季台风分别为6次、4次、4次、4次、3次和5次，其中超级台风为3次、1次、3次、2次、1次和2次。

对工程建设而言，季风的影响时间长，但台

北台湾西岸为正规半日潮；海口泊地以南台湾西岸为不正规半日潮；潮差西部大于东部，最大潮差超过7 m。潮差大增加了码头结构的造价，但船舶进出港、调头等又可以充分利用潮差。

由于海峡岸线曲折，沿海半岛、海湾、岩岸和近岸岛屿众多，潮流受工程水域局部地形影响较大，流态大都较复杂，工程前期一般需进行相关的现场实测和数模试验分析流场变化。1.3 山前、岛屿地形多，地质复杂

台湾海峡地质构造以断裂为主，构成了多岛屿、多岩礁和海地正负交错的地形轮廓。对港口工程而言，表层多为沉积层，一般地质分层为软弱覆盖层、残积层、风化岩、岩基等。但由于海岸线曲折复杂，地质分层起伏较大。局部的岩礁、海沟、深槽等特殊地质条件给港口工程的建设带来一定难度。常常由于复杂的地质条件，在一个码头泊位的建设中就需要采用不同的结构形式和多种基础处理方式。

台湾海峡外海的自然条件具有“风大、浪高，潮差大、潮流地质复杂”的特点。港口工程的建设期、使用期可作业天数少，需要采用工程措施（防波堤等）改善作业条件，增加作业天数。在工程建设期，由于防波堤等工程设施还未完成，恶劣的自然条件对工程建设期间的影响更大，施工期的可作业天数非常有限，需要根据自然条件的特点精心策划和组织。2 近期海西外海建设的港口工程实例

随着海西经济区开发的加快进行，交通运输、能源等基础设施建设全面展开，需要充分利用海峡港口资源。

为强化能源保障，优化能源结构，积极利用国际和国内两种资源，海运船舶大型化趋势明显，港口工程向外海发展，福建沿海一批外海大型港口工程项目也正在抓紧建设。

根据台湾海峡外海建设特点，为提高项目建设的管理效率，减少项目业主的工程风险，由设计企业进行工程总承包的管理模式得到运用，并取得了良好效果，最近5年内连续建成了福建最大的原油码头和煤炭卸船码头等外海港口项目。

风对工程的损害更大，需要在建设过程中充分重视和预防。根据现场经验，台湾海峡外海热带气旋对工程建设的影响主要有以下几个特点：移动速度、潮位情况、季节、工程状态等因素有关。2）每年都有一定数量的台风，特别是超级台风的正面袭击。3）5，6月较早的台风，走向沿台湾海峡从南往北的台风，即使风力不太大，但由于能量大和时间长对福建沿海的损害较大，不可忽视。秋季台风较大，但由于北方南下冷空气影响，路径也比较难预测。4）外海台风尽管由于在外海聚居了较大的能量，但由于要经过台湾岛，到达福建沿海后都有所减弱。5）尽管不是正面袭击，但外海或周边的台风通过涌浪影响，对工程建设的影响也较大。6）台风对工程造成的损失较大，但季风和涌浪对工程的影响更大。7）台风影响时都有一定程度的增减水，幅度一般在-1.10~1.50 m。1.2 潮差大，水流复杂

台湾海峡福建沿岸、澎湖列岛和海口泊地以1）台风的损害情况和风力大小、台风路径、

2.1 原油码头

东北水域，为湄洲湾湾口段，其S-ESE 向没有岛屿遮挡，主要受外海大浪的影响。

码头采用栈桥式布置方案，平面上呈“蝶”型布置，通过引桥与后方护岸及库区相连。泊位长度为485 m，由2座靠船墩、6座系缆墩、1座工作平台等组成，码头基础采用圆沉箱结构方案；引桥长约453 m ，宽为8 m （其中管架宽5 m ），与码头相接的二跨采用大跨度钢结构，基础为圆沉箱重力墩，其余部分采用预应力混凝土空心大板，现浇钢筋混凝土墩台，基础海侧为钢管桩，陆侧为嵌岩桩。人行便桥及靠船墩与工作平台之间的联络桥采用大跨度钢结构[2]。

由于停靠船型大，船舶吃水深，要求码头前沿具有相当的水深条件，设计泥面高程－27.0 m。相应的沉箱质量大，高度高，预制、浮运和安装都具有一定的技术难度，对施工船机设备的要求高。

由于复杂的地质条件，码头和引桥结构复杂，基础有重力式沉箱结构，也有钢管桩和嵌岩桩结构；上部结构除一般的迭合梁板结构外，还有大跨钢结构联系桥，也有大跨的预应力空心板和后张预应力T 梁结构。

工程施工现场位于开敞式水域，自然条件较为恶劣，水上施工受风、浪、流影响较大。项目主要为水上作业：水上孤立墩基础炸礁、水上抛石整平、水上安装、水上桩基施工等工作量大，工序多，现场的作业条件给施工效率带来较大的影响。2.2 散货码头

散货码头工程位于福州长乐沿海，设计为7万吨级（兼靠10万吨级）散货码头。工程建设规模为7万吨级散杂货泊位（兼靠10万吨级），设计年吞吐量165万t 。

工程泊位总长335 m，宽30 m，采用重力式沉箱结构形式。为方便船舶带缆，码头前沿设置2层平台。沉箱基础为抛石基床，基槽土质为强风化花岗岩或中风化岩，基槽顶高程落差较大，从炸礁段的-17 m至-40 m，基槽开挖为-4.0 m至-40 m，是省内目前开挖最深的基槽。抛石基床顶高程

30万吨级原油码头位于湄洲湾南岸的青兰山

为-15.5 m，基床厚度厚达25 m，也是当时省内最厚的抛石基床。基床夯实采用分层爆夯工艺以保证抛石基床密实减少厚基床码头的后期沉降。码头基础为预制C40钢筋混凝土方形沉箱。沉箱数量为20件，单件质量为2 400 t左右，沉箱安放后箱内抛填块石，箱顶现浇C40钢筋混凝土沉箱顶板及胸墙。码头主体结构后抛10～100 kg块石棱体[3]。

由于工程地处外海开敞式海域，防波堤工程也正在建设中，受风浪影响，作业条件较差，特别是挖泥、炸礁、夯实、整平等基础施工和沉箱的安装施工。

根据业主要求，工程水工结构工程工期不足500 d，包括台风影响等自然条件因素。根据当地气候特点，工程开始后即进入台风季节，期间还有冬季季风影响，相对而言不确定因素多，工期紧张。

2.3 煤炭卸船码头

域，直面台湾海峡，为外海开敞式码头。为了减少东北向-西南向风浪的对码头作业的影响，增加码头作业天数，满足电厂生产需要，工程采用建设防波堤并在防波堤内侧设置码头的总平面布置方案。

外侧为防波堤，防波堤长350 m；防波堤内侧为直立式码头，泊位长度310 m，码头宽度为30 m。

根据电厂总平面布置，电厂陆域边线前方80 m 设置电厂陆域防波堤，防波堤内设置电厂取水明渠。因此码头通过长770 m 、宽14 m 的引堤及80 m长、14 m宽的引桥与电厂陆域连接。船舶停泊水域和调头水域均设在码头前沿水域。防波堤内侧码头采用重力式沉箱结构，沉箱基础为夯实抛石基床，基床座落在强风化岩顶面上。

引堤结构采用斜坡式抛石堤结构，由于引堤外侧和内侧较大部分区域均有波浪，所以堤顶道路两侧设有混凝土挡浪墙。堤心采用10～300 kg 块石。引堤护面块体采用相对应质量的扭王字块体，堤脚处底部为护底块石。

引堤根部80 m范围内，为电厂的引水明渠，此处采用高桩墩式引桥与陆域联接 [4]。

由于地处外海，直面台湾海峡，工程水域常10万吨级煤炭卸船码头位于泉州湾口南侧海

年受台风、季风、涌浪、潮汛等恶劣自然条件影响，H 1%设计波浪超过8 m，年平均水上可施工天数在日历天的1/3左右，建设难度相当大。秋冬季的寒潮和夏季的台风对工程造成相当的影响，在近2年的施工中，附近洋面先后生成了38个热带风暴，其中对本工程造成一定影响和破坏的台风有7个，其中200903#“莲花”台风直接造成安装好的沉箱发生倾斜，给工程造成了极大的破坏。 海峡北到南，均有自然条件复杂、水域条件差、工程量大、工期紧等特点，采用了由设计企业工程总承包的管理模式。整个建设过程中受恶劣气候条件影响大、困难多，建设期都受到过台风的正面袭击，给工程的建设带来相当大的困难。在台湾海峡外海项目的建设中具有一定的代表性。3 建设经验和体会

3个项目建设期从2006－2010年，地理位置从

作部门。设计、采购与施工各环节有序衔接，不同环节界面间的协调工作由传统的单位与单位间的外部接口，转变为总承包商之间部门或专业之间的内部接口，形成专业间的交叉融合与紧密协调，系统化、专业化、整体化的项目管理在更大程度上保证了资源使用的有效性。上述3个项目均由设计单位担任工程总承包商，组织整个项目的实施，取得了很好的效果。

3）合理的建设工期和造价。

由于水上自然条件恶劣，应给工程的建设期留有足够的时间，以选择合理的建设方案，保证工程建设质量和控制工程造价。同时，由于特殊的建设条件，控制工程造价重点应放在选择合理的设计方案上。建设期的投入必须充足和及时，否则工期就可能失控。项目实施中业主不能一味追求低造价，确保合适的承包商和足够的资源投入是保证在恶劣条件下及时完成工程的关键，对整个项目而言反而是有效益的。

4）全面统筹的考虑和关键节点的保障。实施过程中对质量、进度、费用、HSE 、资源等管理内容应统筹考虑。避免由于恶劣的条件，出现为保证工程进度而忽视质量等情况。桩基施工、基槽开挖、炸礁、水上抛填、基床整平、沉箱安装等水上工序往往是工期的关键节点。由于季风等特殊工况影响，一旦这些关键节点无法保证，往往会影响半年以上的工期。对这些关键节点需要投入资源来确保，甚至是不惜代价。

5）合适的建设时机和充分的实施准备。选择合适的建设时机也非常重要。港口工程开始往往是水下基础施工，而受台风、季风的影响，水上可作业天数有限，一般开工时间宜在每年的3－4月，这样季风结束后就可以马上开始水上工序的施工。同时，施工前期的准备应工作充分，计划周全。大型临设建设、沉箱预制场选择、施工方案确定等都对整个项目起着关键作用，任何失误可能延误工程的正常实施。由于特殊的建设条件，在台湾海峡外海建设类似的港口项目可能根本没时间来弥补这些延误，更多的可能是形成恶性循环而造成整个工程实施的失控。

（下转第87页）

1）统一的目标和管理理念。

充分发挥业主在项目中的主导地位，通过建立和谐的建设环境，增强项目实施过程中相关各方的协作关系，提高工程管理的效率。作为工程总承包商，按照 “以诚为本、合作共赢”的管理理念，建设过程中加强和业主、分包商的协调，提高相互信任度和管理效率，使工程在恶劣的自然环境下得以顺利实施。

2）合适的管理模式。

以设计企业为牵头方的工程总承包模式解决了项目建设过程中设计、采购和施工脱节问题，具有职责明确、价格确定和管理高效的特点。设计是项目的龙头与灵魂，是整个项目执行的关键环节。总承包管理模式下，以设计企业为主的总承包商在项目中参与早，项目立项、工可、初步设计阶段就可以规划延伸到施工图设计方案，把工程设计的经验与现场施工的经验融为一体，从而更好实现投资节约和加快工程项目建设进度。总承包管理模式有利于资源优化配置，管理有序衔接，专业间紧密融合。在总承包管理模式下，设计、采购与施工等各管理环节不再分属不同的合同主体，而是统一归结为总承包商的3个内部工

量，维持船舶现有过闸条件。

实施航道清淤与爆破清除左侧航道上的礁石是必要的工程措施，但还得同电站调度管理相结合才能有效保证施工阶段船舶安全有序通过施工河段，实现航运畅通。

由于一阶段二期右岸纵向混凝土围堰施工时，河床缩窄率约66%，左河槽内水流集中、流速大，特别是纵向土石围堰上游头部附近水域，漩涡、跌水现象突出，流态较乱，对于船舶航行极为不利；三阶段四期围堰施工时，水流集中从右岸船闸外侧与混凝土纵向围堰间62 m宽的溢流坝段通过，下游船闸引航道口门区水流条件较差，是施工期保证航运畅通的关键阶段。

尽管施工二阶段三期围堰时间较长，需经历两个洪水期，但是河床缩窄率较小，过水断面较宽，水流能平稳顺畅地通过施工河段。电站下泄流量通航要求，根据电站建成后13 a下泄流量统计结果得知满足该条件的通航保证率可达86.05%。Q ≤3 934 m/s时，施工河段航道上的水流条件满足

3

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江水口坝下水位治理工程施工围堰设计研究报告[R]. 杭州: 中国电力顾问集团华东勘测设计研究院,

（本文编辑 武亚庆）

2009.

（上接第48页）

6）合理的建设方案和特殊的技术措施。

上岸提高设备安装效率等等。

台湾海峡外海建设条件特殊，应结合项目具体情况，从技术、管理等各个方面统筹考虑，通过保证资源投入、提高项目管理效率等措施，为工程的顺利建设创造有利条件。参考文献：

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中交第三航务工程勘察设计院有限公司, 2007. [4] GB/T 50358—2005 建设项目工程总承包管理规范[S].

（本文编辑 郭雪珍）

港区牛头湾作业区2#泊位工程初步设计文件[R]. 上海: 工有限公司一体化项目码头工程初步设计文件[R]. 上电厂煤码头工程初步设计文件[R]. 上海: 中交第三航

整个项目的策划和建设方案确定应充分考虑特殊的建设条件。设计要充分考虑施工要素，技术方案上对恶劣的条件有充分的认识和足够的风险意识。比如码头采用的结构形式应尽量多使用预制安装构件，减少现场作业量；合理确定防波堤和泊位的平面布置、建设顺序，可以有效改善工程的建设条件。在工程实施中应充分考虑特殊的建设条件，按照“尽早创造陆上施工条件、尽早形成水陆结构连接”的原则，通过采取特殊、适用的技术措施和施工方案改善施工条件、提高施工效率。比如水上护面结构安装通过大型设备改为陆上安装；通过尽早形成水陆结构的连接改水上混凝土为陆上浇筑；通过先进的定位设备提高水上抛石效率；通过在现场设置抛石装船码头和采用滚装方式提高抛石效率；通过现场预制、出运，提高沉箱安装效率；通过大型设备的整机