浅谈台山核电重件码头防波堤工程EPC总承包设计方案重难点解决措施

王辉+王盟

摘 要：在台山核电重件码头防波堤EPC总承包项目实施过程中，EPC总承包单位从工程设计就开始了项目策划，将工程设计作为工程进行设备材料采购、现场施工的基础和依据。在整个项目中，设计是工程成本控制的重点阶段，设计费虽只占工程全部投资费用的1.5%～3.0%，但对投资的影响程度却高达70%以上，成功的设计可以大幅度降低工程直接费用和管理费用，且有利于项目的快速实施。

关键词：码头防波堤工程 EPC 设计控制 设计方案 实践 探讨

1.项目背景

重件码头是台山核电站工程的一部分，建设规模为3000t级杂货船转驳码头。码头位于珠江崖门及虎跳门出口，黄茅海西侧，在重件码头建好以后，由于为开敞式无掩护码头，外海风浪及涌浪可以无阻拦的进入港池及码头前沿；同时，由于码头所在区域的地形较为复杂，核电重件卸船要求又非常高，致使已建成的重件码头难于正常发挥作用，在2011年1—3月试运营期间，由于码头前沿涌浪过大，超过原有设计基准，导致船身晃动剧烈，无法保证核电精密设备安全起吊和安全卸载作业，试运行期间，连续3个月达不到卸船作业条件，几批已到达的装载有核电设备的船舶只能长期停靠码头附近锚地泊位，使核电设备面临海水腐蚀和与船身碰撞等巨大安全隐患，同时，如2011年7月，核电大件设备还不能卸货，将对台山核电项目主体工程建设产生重大影响，造成经济损失将无可估量。

新建防波堤工程属于大型防波堤工程，位于广东省台山市赤溪镇铜鼓钦头湾台山核电厂自备重件码头港池东面及南面，轴线总长572m，成反L型布置，防波堤轴线距岸线832m，距码头前沿209m。防波堤堤顶高程为4.20m，堤身段顶宽6.50m，底宽77.45m，防波堤进行基础开挖后，采用块石抛填作为基础，堤身的主要材料为连续级配块石堆筑，护面主要采用大型扭王字块。

2.项目设计方案重难点解决措施

设计是工程建设的灵魂，是工程建设的龙头，也是实现工程建设目标的关键性环节，台山核电防波堤工程采用以设计为龙头的EPC建设模式，强化了设计方的责任，使设计人员最大限度地发挥主动性，提高设计效率和效益，使设计产品更符合工程实际，如何解决项目设计存在的重难点，是项目能否快速、有效实施的关键。

2.1泊稳条件苛刻的情况下，优化重件码头防波堤布置方案的控制

核电厂重件设备主要集中在码头建成2-3年内高密度卸船，对港池泊稳要求较为严格，一般规定采用50年一遇或10年一遇波浪重现期来确定的港池泊稳条件不能满足本码头装卸的要求，必须建设满足2年一遇波浪泊稳条件下的防波堤来满足港池水域在大风及波浪作用下的稳定性要求。

项目要确保通航安全需要有相对宽阔的停泊水域，但核电精密设备停靠需要波浪对水域影响降到一定程度，则需要相对狭窄的停泊水域，为此专门开展码头通航安全与防波堤影响海域波浪数学模拟计算联合研究，研究核电精密设备的泊稳条件，项目的波浪数学模型计算以一个整年度的波浪观测资料作为基础数据，统计到2年一遇在只布置岛式防波堤的情况下难以满足作业条件的累积时间，结合核电重件设备装卸船的要求，研究并采用了以下标准作为设计指标：在白天 7：30-18：30，如连续 5 小时以上满足波浪泊稳条件，则该天认为是可作业天。通过数模计算给出的结果，结合通航安全研究多次优化设计布置方案，使建成后码头在本防波堤的掩护下码头夏季（6月-8月）月平均不可作业条件累积小时减少到55小时，其他月份平均不可作业条件累积小时减少到15小时以下，既满足了核电重件码头通航安全的要求，也满足了核电精密设备卸货的使用要求。

通过复杂水域波浪数学计算模拟及通航安全研究，优化防波堤布置方案，成功解决了通航安全要求与核电精密设备泊稳条件之间的矛盾

2.2优化防波堤设计方案，开展项目行洪及泥沙专题研究，将阻水和冲淤影响控制到最小

工程所在水域为黄茅海湾口最西侧的水沙通道，同时又是珠江口门行洪通道，而且码头前沿两侧有大块礁盘出露，工程水域环境复杂。根据珠江流域防洪规划对河口泄洪通道的要求，工程水域原则上不允许建设阻水建筑物，因此防波堤布置需妥善解决工程建设对珠江口门行洪的影响、水域整体冲淤变化的影响以及通航安全的影响，这在一般防波堤建设中极为罕见。

工程建设超出了珠江口门治导线延长线范围，为确保项目建设对口门的防洪纳潮影响最小，开展珠江行洪及泥沙专题研究，采用珠江河口西四口门二维大模型和工程附近局部二维潮流数学模型相结合的方法进行研究，并得出防波堤在建设时若需尽量做到减少阻水面积，需尽量缩短轴线长度，特别是在行洪断面上的投影长度。经优化布置方案，防波堤建设后，与现状条件相比工程附近潮位变化最大值在0.003m以内，工程对黄茅海潮位基本无影响，工程对上游河道及口门的行洪安全影响做到了最小。同时，工程区域在波浪掀沙、潮流输沙的作用下，泥沙亦不会一直在此大量淤积或冲刷，而是处于一种动态平衡状态。

2.3优化防波堤结构设计，使防波堤结构满足快速施工要求

项目场地所处南海海域台风频发且项目建设时间紧迫，需当年建成投入使用，防波堤结构既要能抵御大浪及台风的袭击，又要能满足施工快速的要求。

项目设计结构方案要满足快速施工要求，需结合现有资源、尽量减少原材料采购等中间环节的影响，设计充分考虑了施工现场存有充足的块石及扭王字块体等资源。并经多个方案的比选，确定了堤心为块石抛填，护面为扭王字块体的岛式防波堤结构型式。该方案结构安全稳固性较好、施工快速、建设时间较快。

2.4有限工期下的防波堤基础处理设计方案

2010年12月1日，码头通过交工验收并取得试运行许可证。但在2011年1-3月试运营期间，由于码头前沿涌浪过大，超过原有设计基准，导致船身晃动剧烈，无法保证核电精密设备安全起吊和安全卸载作业，截至目前已连续3个月达不到卸船作业条件，几批已经到达的装载有核电设备的船舶只能长期停靠码头附近锚地泊位，使核电设备面临海水腐蚀和与船身碰撞等巨大安全隐患。由于核电大件设备不能卸货已对台山核电项目主体工程建设产生重大影响，迫切需要解决防浪问题，否则台山核电项目的建设将无法进行。

本工程地基基础根据地质钻探揭示，探区地层表面自上而下依次为2m左右厚的流泥层以及5m左右厚的淤泥层，由于本项目要求工期只有几个月时间，在设计过程中必须考虑地基基础的较快沉降稳定问题，采用传统的基础排水固结方案在时间上不能符合本工程要求，经过多次比选，选择了基础开挖方案，开挖防波堤基础至砂混粘性土层，并在基础抛填大块石护底并在设计过程中预留沉降高程，经过稳定和沉降计算，最终选择的方案符合设计要求。

2.5设计投资控制

项目成本控制从项目设计开始实施，明确设计总量控制的要求。工程量的变动或设计技术要求的提高将对项目投资产生很大影响，主要从以下几点进行控制：

（1）项目总体计划下达限额设计指标，各专业进行限额分解，总包商务部对出图成果及限额成果进行审核及跟踪检查。

（2）对设计变更进行认真分析、审核，从技术、施工、环保、投资等方面比较原设计方案与设计变更的优缺点，分析设计变更的必要性、合理性，严格控制施工图设计的不合理变更。

（3）重点分析对造价产生重要影响的材料消耗量，尽量考虑就地取材。

3.结论

从码头运行一年多以来看，台山核电防波堤工程全方位的设计研究确保了防波堤设计方案的先进、合理及快速有效实施，在项目功能满足要求的情况下，台山核电重件码头防波堤对水域行洪及泥沙输运平衡基本没有产生影响，防波堤结构设计、布置合理。

参考文献：

建设项目工程总承包管理规范. G B / T.50358-2005.