Thiết kế công trình bến tổng hợp cảng cửa lò nghệ an

Xuất phát từ hiện trạng của cảng, vai trò chức năng được phân công trong hệ thốngcảng biển việt nam và nhu cầu thông qua hàng hóa trong thời gian tới cho thấy cảng cửa lòhiện đang đứng t

MỞ ĐẦU

Ngày nay trong hoàn cảnh đất nước đang tiến lên con đường Công nghiệp hóa – Hiện đạihóa một cách mạnh mẽ nhiều nghành sản xuất ra đời, sản xuất ra lượng hàng hóa rất lớn kéotheo nhu cầu trao đổi hàng hóa ngành giao cũng phải phát triển tương ứng để đáp ứng nhucầu của thực tế Cùng với các ngành giao thông khác nghành giao thông thủy có vai trò hếtsức to lớn trong việc vận chuyển và giao lưu hàng hóa nhờ những ưu thế như: vận chuyểnvới lượng hàng lớn, giá rẻ hơn nhiều so với giao thông đường sắt, đường bộ, đường không.Với những ưu thế đó việc đẩy mạnh phát triển giao thông thủy để mang lại hiệu quả kinh tếlớn bằng việc đầu tư xây dựng bến cảng tiếp nhận, vận chuyển hàng hóa là rất cần thiết Sau khi học và hoàn thành các môn học trong chương trình đào tạo kỹ sư Cảng - Đườngthủy của trường ĐHXD em đã được giao đồ án với đề tài Thiết kế công trình bến Tổng hợpCảng Cửa Lò-Nghệ An Cảng thuộc Thị xã Cửa Lò-Nghệ An, đây là khu vực thuận lợi choviêc lưu thông hàng hóa

Nội dung của đồ án như sau:

Mở đầu

Chương I: Tổng quan về dự án đầu tư xây dựng, điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội khu

vực xây dựng

Chương II: Thiết kế quy hoạch

Chương III: Thiết kế kỹ thuật

Chương IV: Thiết kế kỹ thuật thi công

Chương V: Khái toán công trình

Kết luận và kiến nghị

Đề tài của em được sự hướng dẫn của thầy giáo GVC Th.S Đinh Đình Trường Do kiếnthức còn hạn chế và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế đồ án chắc chắn sẽ gặpphải những sai sót Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của thầy giáo và các bạn để đồ ánhoàn thành đúng tiến độ và có chất lượng tốt Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội Ngày…/…/2016

Sinh viên thực hiện

Văn Đình Long

I.1Giới thiệu dự án xây dựng công trình bến Tổng hợp Cửa Lò –Nghệ An

Ngày 21/10/1985 cảng cửa lò chính thức được đưa vào khai thác mặc dù các hạng mục công

trình thiết kế được duyệt chưa được xây dựng toàn bộ khối lượng các công trình xây dựng

trong giai đoạn 1974- 1985 và được đưa vào khai thác đến nay bao gồm:

- 02 cầu bến thỏa mãn cho tàu 10.000 dwt neo cập làm hàng dài 319,6m

- hai kho kín chứa hàng dạng khung kho của tiệp có diện tích sử dụng là 14.924m2.

- bãi chứa hàng có tổng diện tích 48.957 m2

- đường bộ nối quốc lộ 1a với cảng dài 14 km

- đường sắt nối ga quán hành với cảng cửa lò dài 11,5 km

- hồ chứa nước ngọt và hệ thống công trình cấp thoát nước.

- hệ thống cấp điện và thông tin

I.2 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình

Việt Nam có 3.260km bờ biển, 2.360 con sông kênh, rạch có chiều dài từ 10 km trở lên, tổng chiều dài 41.900km, thuộc nước có mật độ sông ngòi cao 0.22km/km2 bờ biển chạy dọc từ bắc – nam, các sông chảy theo hướng tây bắc - đông nam đổ ra biển, trung bình cách khoảng 300km bờ biển có một cảng biển, nhiều cảng nước sâu tiếp nhận tàu trên 1 vạn tấn, hiện khai thác vận tải khoảng 11.500km đường sông, trong đó đáng kể là 2500km đường sông phía bắc và 4500km phía nam trong lịch sử, vận tải thuỷ việt nam giữ vai trò quan trọng đối với quá trình phát triển trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đạt mục tiêu tăng trưởng cao, việc phát triển đường thuỷ có ý nghĩa quan trọng, xây dựng mới một số cảng, cải tạo nâng cấp các cảng bến sông địa phương, nạo vét luồng lạch đều nhằm vào việc phát triển các khu công nghiệp, cải thiện vật chất và môi trường dân cư các cảng biển quốc tế việt nam có ý nghiã lớn trong quá trình hội nhập phát triển với thế giới và khu vực

mục tiêu trong vòng 15 – 20 năm tới là đồng bộ và hiện đại hoá xây dựng hệ thống cảng biển, phát triển đội tàu và xây dựng nền công nghiệp đóng và sửa chữa tàu biển, sớm hình thành cảng trung chuyển quốc tế có sức hấp dẫn đến khu vực việt nam, đông nam á và đông bắc á chủ trương là xây dựng các cảng nước sâu, đầu mối giao lưu hàng hải quốc tế cho tàu

3 – 10 vạn dwt cải tạo nâng cấp hệ thống cảng nội địa hiện đại hoá công nghệ bốc xếp nâng năng lực thông qua cảng từ hơn 35 tr.tấn hiện nay lên 93 – 543 tr.tấn (năm 2010 - 2020)

phát triển đội tàu có qui mô từ 800.000 dwt lên 11 tr.dwt (năm 2010 – 2020), đạt khối lượng vận tải cho nền kinh tế 48 – 269 tr.tấn (2010-2020)

xây dựng ngành công nghiệp đóng tàu và sửa chữa tầu, đóng được tàu trên 10.000 dwt sửa chữa tầu từ 3 – 5 vạn dwt xây dựng đội tầu ven biển đủ mạnh, đầu tư mua tầu có trang thiết

bị hiện đại theo tiêu chuẩn quốc tế, phù hợp với thị hiếu của thị trường khu vực và thế giới Theo chiến lược và nghiên cứu qui hoạch phát triển hệ thống cảng biển việt nam , cảng cửa

lò có vai trò và chức năng chủ yếu như sau:

- cảng cửa lò là cảng biển tổng hợp nằm trong cụm cảng miền trung việt, nam thuộc hệ

thống các cảng biển do cục hàng hải việt nam quản lý.

- mục tiêu phát triển đối với cảng cửa lò đến năm 2010 là có thê tiếp nhận tàu biển có trọng

tải < 10.000 dwt ra vào làm hàng.

- chức năng của cảng cửa lò là bốc xếp hàng hóa xuất nhập khẩu, hàng vận tải ven biểnphục vụ phát triển kinh tế, sinh hoạt cho khu vực nam thanh hóa, nghệ an , bắc hà tĩnh

và hàng quá cảnh cho các nước bạn lào, thái lan.

- theo kết quả nghiên cứu dự báo nhu cầu lượng hàng hóa thông qua từ nay đến năm 2010cho thấy qui mô cảng phải đáp ứng được yêu cầu sau:

+ cho phép thông qua lượng hàng 3.340.000t/n đến năm 2010.

+ cho phép tiếp nhận và làm hàng container cho các tuyến gom hàng.

+ cho phép tiếp nhận tàu 5000 dwt đến 12.000dwt ra vào cập bến làm hàng một cách an

toàn, thuận lợi.

với vai trò chức năng như vậy, cảng cửa lò có thế coi là cảng biển loại ii sau các cảng

tổng hợp chủ yếu như hải phòng - cái lân ; đà nẵng - dung quất; sài gòn - thị vải - vũng tàu.

theo chiều hướng phát triến kinh tế của việt nam và hợp tác phát triển kinh tế việt lào - tháitrong tương lai cảng cửa lò sẽ có một vị trí quan trọng trong sự nghiệp phát triến kinh tế

vùng bắc trung bộ và quan hệ hợp tác kinh tế vùng nam châu á - thái bình dương.

Xuất phát từ hiện trạng của cảng, vai trò chức năng được phân công trong hệ thốngcảng biển việt nam và nhu cầu thông qua hàng hóa trong thời gian tới cho thấy cảng cửa lòhiện đang đứng trước một yêu cầu bức thiết phải cải tạo, nâng cấp, mở rộng toàn bộ cả hệthống công trình hạ tầng lẫn thiết bị bốc xếp

quy hoạch lại tổng thể cảng cho phù hợp với định hướng phát triến cảng, lượng hàng,

cơ cấu loại hàng và công nghệ làm hàng của cảng

- cải tạo và mở rộng các công trình cầu bến, kho bãi luồng lạch để có thể tiếp nhận tàu

10.000dwt với lượng hàng 3.340.000t/n ( năm 2010 ) trong đó có hàng container.

- đầu tư đổi mới và bổ sung trang thiết bị bốc xếp trên bến , kho , bãi

- đầu tư nâng cấp đồng bộ mạng công trình kỹ thuật hậu phương nhằm phục vụ sản xuấttrong cảng cũng như nâng cao chất lượng phục vụ tàu biển

I.3 Vị trí địa lý của khu vực xây dựng

Cảng cửa lò nằm ở bờ phía nam sôngCấm ngay gần cửa sông đổ ra biển có tọa độ địa lý

18049'42" độ vĩ bắc và 105041’45" độ kinh đông lãnh thổ và vùng nước của cảng hiện tại đều nằm trong vùng quản lý hành chính của thị xã Cửa Lò tỉnh Nghệ An.

Cách khoảng 5km về phía đông nam là đảo hòn ngư được dùng làm điểm chuyển tảihàng hoá cho cụm cảng Nghệ An (cửa lò & bến thuỷ)

Dọc theo bờ biển từ hải phòng đến đà nẵng khoảng 700 km , cảng cửa lò là cảng biển

do cục hàng hải quản lý nằm gần như giữa 2 cảng lớn là cảng hải phòng và đà nẵng.ngoài ra

còn nằm giữa các cảng Nghi Sơn – Thanh Hoá và Chân Mây – Thừa Thiên Huế

Hình 1.1Vị trí khu vực xây dưng Cảng Cửa Lò Nghệ An

I.4 Địa hình địa chất của khu vực xây dựng

I.4.1 Đặc điểm địa hình

Theo tài liệu của xí nghiệp kstk cảng - đường thuỷ, khu nước trước bến của cảng cửa lò hiệntại khá hẹp cao độ đáy luồng từ –3,5 đến –4,0m tuy nhiên do có đê chắn cát đã ngăn chặn

được phần lớn dòng ven từ đảo lèn chu nên luồng tầu vào cảng cũng như khu nước của cảngkhá ổn định.

khu cảng hiện tại có độ dao động từ +4,6 đến +4,5m địa hình dốc dần từ phía hậu phương ra phía mép bến

khu đất dự kiến để xây dựng bến mới gồm hai khu: khu đất sát mép nước khá bằng phẳng

và trống trải có cao độ trung bình +2,5m

I.4.2Số liệu địa chất

Theo tài liệu khoan địa chất công trình xí nghiệp kstk cảng - đường thuỷ, địa chất khu vực dự kiến mở rộng cảng như sau:

- lớp 1 : cát màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp này gặp ở hầu hết các lỗ khoan với bề dày khá

lớn, mỏng nhất là 8m và có chỗ tới 15m vẫn chưa hết chiều dầy lớp này các chỉ tiêu cơ lýchủ yếu của lớp này như sau:

góc nghỉ khi khô : a=28o

khối lượng riêng : gs = 2,65 t/m3

- lớp 2 : bùn sét pha màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp này chỉ xuất hiện ở lỗ khoan lk2(dày

4,5m) và lk3 (dày 8m) chỉ tiêu cơ lý của lớp này như sau:

góc nội ma sát : ϕ=14o02'

lực dính : c= 0,06 kg/cm2;

độ sệt : b=0,26

- lớp 3 : sét màu xám trạng thái dẻo chảy, bề dầy trung bình 4,0m chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của

lớp này như sau:

góc nội ma sát : ϕ=12o31'

lực dính : c= 0,13 kg/cm2;

độ sệt : b=0,76

- lớp 4 : sét màu loang lổ, xám sáng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng cao độ mặt lớp biến thiên

từ -12,7m(lk1) đến -16,9m (lk2) chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của phụ lớp này như sau:

góc nội ma sát : ϕ=22o27'

lực dính : c= 0,34 kg/cm2;

độ sệt : b=03

I.5-Điều kiện khí hậu và thủy hải văn

I.5.1 Đặc điểm khí hậu

Nhiệt độ trung bình nhiều nằm ở khu vực xây dựng vào khoảng 2304c mùa đông nhiệt độ

trung bình khoảng 2003c , nhiệt độ thấp nhất sảy ra vào tháng1 và có thể thấp nhất đến 7 toc.

mùa hạ nhiệt độ trung bình vào khoảng 2605c và tháng 8 thường là tháng nóng nhất, nhiệt

độ cao nhất là 3908c đặc trưng về nhiệt độ trong năm đo được tại trạm hòn ngư từ năm

1982 - 1993 cho ở bảng 1.3

Bảng 1.1 - Đặc trưng nhiệt độ

(trạm hòn ngư 1982 - 1993 )

tháng Nhiệt độ cn (toc) Nhiệt độ tb (toc) Nhiệt độ tn (toc)

17,017,119,323,026,828,729,128,326,824,221,818,5

6,910,38,413,317,921,821,022,320,817,412,38,0

I.5.1 a,Gió

Cảng cửa lò nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên chế độ gió ở đây cũng

có hai mùa rõ rệt.

- gió mùa hè thống trị trong thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm gió thịnh hành

trong mùa hè là gió theo các hướng se, sw tốc độ gió trung bình quan trắc được vào khoảng3,50 - 4,0 m/s : mùa hè ở khu vực này cũng là mùa mưa bão tốc độ gió bão ở đây có giá trị

khá lớn.

- gió mùa đông thống trị trong thời gian từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau gió thịnh hành về mùa đông ở đây là gió theo các hướng n, ne tốc độ gió trung bình trong mùa đông quan trắc được đạt giá trị 3,0 - 3,5m/s tốc độ gió mạnhnhất có thể đạt 16 - 21 m/s

- tháng 4 và tháng 9 hàng năm ở khu vực này có thể coi là thời kỳ chuyển tiếp, gió có

hướng tản mạn

các thông số đặc trưng về chế độ gió trong vùng nghiên cứu sử dụng tài liệu của trạm

khí tượng hòn ngư tần suất xuất hiện gió theo các hướng tại trạm hòn ngư năm 1982 - 1993

được chỉ ra ở bảng 1.4

từ các số liệu quan trắc tại trạm hòn ngư đã cho ở bảng 1.4có thể đi đến một số nhậnxét chung như sau:

- gió thịnh hành trong năm là gió theo các hướng n, ne, se, sw tần suất xuất hiện gió

theo các hướng này tương ứng là 27,17% ; 19,53% ; 14,15% và 8,45% ( gió theo 4 hướngtrên chiếm 69,30% )

- gió có tốc độ < 5,0m/s chiếm 80,12% gió có tốc độ > 10m/s chỉ chiếm 2,75%.

- gió có tốc độ lớn trên 15m/s chủ yếu xuất hiện trong các tháng 9 và 10 hàng năm

Bảng 1.2 - Tần suất xuất hiện gió theo các hướng

( Trạm hòn ngư - 1982 - 1993 ) cấp

hướng ts p%0 1 – 5p% 6 – 10p% 11 – 15p% > 15p% tổng cộngp%

1,030,490,010,140,160,470,050,06

0,210,08-0,030,01 0,01

12,2327,1719,532,2514,157,248,453,035,92

I.51 b,Mưa

khu vực nghiên cứu có hai mùa rõ rệt mùa khô thường kéo dài từ tháng 7 đến tháng

5 năm sau mùa mưa thường từ tháng 6 đến tháng 11 theo số liệu quan trắc nhiều năm ở

khu vực cho thấy:

- tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm : 150,6mm

- tổng lượng mưa trung bình mùa khô : 310,7mm

- tổng lượng mưa trung bình mùa mưa : 1.752,6mm

(lớn gấp gần 6 lần mùa khô)

mùa khô thường tháng 5 là tháng có mưa nhiều nhất , tháng 3 có mưa ít nhất

mùa mưa thường tháng 9 là tháng có mưa nhiều nhất và tháng 7 là tháng mưa ít nhất

bảng 1.3 - đặc trưng mưa

( Hòn ngư 1982 - 1993 )tháng Tổng lượng mưa

35,359,234,346,5142,5151,5211,4348,0256,0356,2135,355,5

11,713,410,88,97,99,06,09,312,515,812,09,1

I.5.1 c,Bão

theo số liệu thống kê 20 năm (1970 - 1989 ) cho thấy khu vực nghiên cứu là một

trong số các khu vực chịu ảnh hưởng của bão khá lớn trong danh mục 61 cơn bão thống kê

được đã có tới 14 cơn bão gây ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực xây dựng thời gian bão đổ

bộ vào bờ biển nghệ an nói chung đều thường từ tháng 7 đến tháng 10 hàng năm

bảng 1.4 - đặc trưng bão đổ bộ vào khu vực Nghệ An

( 1970 - 1989 )

tt tên bão thời gian đổ bộ

hướng và tốc

độ gió max(m/s)

khí ápthấp nhất(mb)

tốc độ dichuyển(km/h)

10/1974sang 14/ 9/1980sang 5/ 7/1981chiều 18/

10/1982sang 22/

10/1985tối 22/ 8/1987sang 24/ 7/1989chiều 3/ 10/1989tối 13/ 10/1989

ne, 40

w, 28

sw, 30

n, 331410

e, 28nw,16nw,281622323440

985,3999,5978,0978,3998,01002,0992,4985,0990,0998,0979,1983,4985,1983,4

2118212025202317132523182421

thành atnđ

- nt –

thành atnđ

I.5.2 Đặc điểm thủy Hải văn

I.5.2 a, Mực nước

khu vực xây dựng nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều và ít nhiều còn

chịu tác động ảnh hưởng dòng chảy sông cấm thủy triều vùng biển Nghệ An thuộc chế độ

triều không đều với hàng tháng non nửa số ngày có hai lần nước, hai lần ròng

dao động mức nước ở đây cũng còn chịu tác động của dòng cháy lũ song Cấmthườngxuất hiện vào các tháng 8, 9 & 10 theo số liệu quan trắc tạiCửa Lò và hòn ngư chothấy yếu tố ảnh hưởng dòng lũ sông cấm với quá trình triều là khá nhỏ

Các đặc trưng giao động mức nước theo số liệu quan trắc nhiều năm tại hòn ngư nhưsau :

+ mức nước cao nhất : 350cm

+ mức nước trung bình : 194 cm

+ mức nước thấp nhất : 21 cm

bảng 1.5 - đặc trưng mức nước giờ, trung bình

chân triều, đỉnh triều tại hòn ngư

252241230221217205194185176172166158

344332324312304291278260237227222210

1771681581441351181028464575238

I.5.2 c,Dòng chảy

dòng chảy trong khu vực xây dựng chủ yếu là dòng triều và dòng ven bờ do sóng gây

ra dòng chảy sông cấm trước đây cũng đóng một phần vai trò trong quá trình hình thành và

tồn tại lạch ở trước cảng cửa lò nhưng hiện nay yếu tố ảnh hưởng này có thể coi là quá bé kể

từ khi hình thành hệ thống công trình ngăn mặn nghi quang.

lạch trước cảng hiện tại là lạch triệu, lưu tốc dòng triều trong phạm vi khu nước, kênh dẫn bản thân không có khả năng gây ra xói vì lưu tốc bé

- vùng cửa và dọc đê chắn cát chịu ảnh hưởng cửa dòng triều và dòng ven bờ lưu tốc dòng ven và hướng phụ thuộc chủ yếu vào chế độ sóng ở đây.

I.5.2 d,Sóng

tại cửa lò, theo số liệu quan trắc năm 1984, 1985 của trạm lèn chu cho thấy hướng

sóng thịnh hành trong năm là ne , e sóng theo hướng ne thường xuất hiện từ tháng 8 đến tháng 3 năm sau, sóng theo hướng e xuất hiện trong khoảng tháng 4 đến tháng 7 tần suất xuất hiện sóng hướng ne chiếm 46,4% , hướng e chiếm 20,3% và lặng sóng khoảng 30,8%.

(htb = 0,7m)

CHƯƠNG II THIẾT KẾ QUY HOẠCH

II.1- Quy hoạch tổng thể cảng tổng hợp Cửa Lò –Nghệ An

II.1.1 Quy mô cảng hiện tại

Ngày 21/10/1985 cảng cửa lũ chính thức được đưa vào khai thác mặc dù các hạng

mục công trình thiết kế được duyệt chưa được xây dựng toàn bộ khối lượng các công trình

xây dựng trong giai đoạn 1974- 1985 và được đưa vào khai thác đến nay bao gồm:

- 02 cầu bến thỏa món cho tàu 10.000 dwt neo cập làm hàng dài 319,6m

- hai kho kín chứa hàng dạng khung kho của tiệp có diện tích sử dụng là 14.924m2.

- bãi chứa hàng có tổng diện tích 48.957 m2

- đường bộ nối quốc lộ 1a với cảng dài 14 km

- đường sắt nối ga quán hành với cảng Cửa Lò dài 11,5 km

- hồ chứa nước ngọt và hệ thống công trình cấp thóat nước.

- hệ thống cấp điện và thông tin

Hiện trạng cơ sở vật chất kỹ thuật công trình bến, kho, bãi

* Cầu bến cảng Cửa Lò hiện trạng như sau:

- Trên mặt bến có 2 đường ray cần trục với khẩu độ 10,50m , hai tuyến đường sắt khổ

1,0m, hào công nghệ, 8 bích neo tàu và 06 hố cấp điện nước mép bến.

- Tình trạng hiện tại :

+Hệ thống đệm tựa tàu hầu như bị hỏng hoàn toàn không bảo đảm tiêu chuẩn kỹ thuật

cho tàu neo cập khi làm hàng & có sóng gió

+Gờ chắn xe bị hư hóng nhiều đoạn Các bán nắp đậy hố ga, hào công nghệ, hố cãpđiện nước bị hư hỏng và mất mát

+Mặt bến đoạn tiếp giáp giữa bến số 1 và bến số 2 có hiện tượng lún làm trũng mặt

gây ứ đọng nước mưa trên diện tích 21 x 12m

+Ray đường cần trục và đường sắt nhiều năm không sử dụng nên bị han rỉ và ăn mòn.

* Đường bãi

- Đường và bãi trước bến có kết cấu mặt nhựa thâm nhập Tình trạng hiện tại bình

thường

- Bãi sau bến có kết cấu mặt bằng tấm đan BTCT Tình trạng hiện tại khá tốt ( hai bãi

này vừa mới được nâng cấp trong những năm gần đây )

- Tổng diện tích đường bãi trong cảng ~ 48.957 m2.

* Kho chứa hàng :

- Cảng Cửa Lò hiện có 2 kho có kết cấu dạng khung thép (kiểu Tiệp) tường bao che

bằng gạch xây, nền bê tông, mái lợp tôn Tổng diện tích hai kho S = 14.924 m2

II.1.2 Yêu cầu đối với bến mới xây

- Công trình bến phải đảm bảo cho tàu thiết kế có thể neo cập an toàn khi làm hàng

- Khu nước phải đảm bảo đủ độ sâu cho tàu di chuyển, phải đủ rộng cho tàu quay vòngthuận tiện và an toàn

- Các thiết bị xếp dỡ hàng phải đồng bộ, hiện đại, khả năng tự động hoá cao trong quátrình làm hàng để đáp ứng yêu cầu về bốc xếp đồng thời để phù hợp với xu thế chungcủa các cảng lớn trong khu vực và trên Thế Giới

- Kho bãi phải có diện tích đảm bảo được yêu cầu tiếp nhận, bảo quản hàng hoá trongquá trình lưu kho, lưu bãi về trước mắt và có khả năng mở rộng được về lâu dài nếumuốn sửa chữa và nâng cấp cảng

- Cung cấp tốt các dịch vụ khác như điện, nước, nơi sửa chữa các thiết bị và kiểm trahàng hoá

Với những yêu cầu cụ thể như vậy, trong chương này, ta cần tính toán các vấn đề sau:

- Dự báo về lượng hàng và đội tàu đến năm 2010

- Lựa chọn phương án, giải pháp cho công nghệ xếp dỡ

- Xác định quy mô của bến đến năm 2010

- Bố trí mặt bằng khu nước của cảng và mặt bằng bến

II.2 DỰ BÁO LƯỢNG HÀNG THÔNG QUA CẢNG

Việc dự báo lượng hàng thông qua cảng có một vai trò quan trọng trong quy hoạchquy mô của cảng Từ những dự báo về lượng hàng có thể xác định được hàng loạt các thông

số của cảng như: Số lượng bến, các phương án công nghệ xếp dỡ hàng hoá, quy mô kho bãichứa

II.2.1 Dự báo lượng hàng thông qua cảng Cửa Lò

II.2.1 a, Phương pháp dự báo

Để dự báo lượng hàng có nhu cầu thông qua cảng có thế áp dụng rất nhiều phương

pháp dự báo khác nhau Việc áp dụng các phương pháp dự báo khác nhau dĩ nhiên là có thể

sẽ cho các kết quá dự báo khác nhau nhất là một khi phương pháp dự báo lựa chọn chưa phù

hợp với đặc điểm, tình hình phát triên của nền kinh tế trong khu vực nghiên cứu.

Xuất phát từ đặc điếm nền kinh tế nước ta đang ở trong thời kỳ nền kinh tế thị trường

có điều tiết của Nhà nước, tốc độ phát triên kinh tế chưa ổn định, số liệu thống kê về lượnghàng thông qua cảng chưa nhiều và chưa hình thành qui luật rõ nét nên trong báo cáo nàylựa chọn phương pháp dự báo dựatrên cơ sở chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của khuvực hấp dẫn,Phương pháp này cũng là một phương pháp dự báo hiện đang được nhiều nước

trên thế giới áp dụng cho dự báo lượng hàng có nhu cầu vận tải Có thể nói rằng đây là một

phương pháp dự báo phù hợp và có nhiều ưu điểm để áp dụng trong tình hình phát triểnkinh tế của nước ta vì các lý do sau :

- Đề cập được đặc điểm về tiềm năng phát triển kinh tế lâu dài của khu vực nghiên cứu.

- Tính đến các yếu tố đột biến không mang tính qui luật của nền kinh tế trong một thời đoạnkhông dài mà đặc biệt của nền kinh tế khu vực nghiên cứu đang bước vào thời kỳ chấn hưng

với những phát triên kinh tế nhanh, mạnh.

II.2.1.b, Cơ sở dự báo lượng hàng có nhu cầu thông qua cảng

+ Phương án I: Lượng hàng có nhu cầu qua cảng Cửa Lò lúc này đã tính đến khả năng hình

thành cảng Vũng Áng (Hà Tĩnh) và chưa tính đến nhu cầu thông qua hàng quá cảnh của

vùng Đông Bắc Thái Lan.

+ Phương án II: Lượng hàng có nhu cầu qua cảng Cửa Lò giống phương án trên nhưng có

tính đến nhu cầu thông qua một phần hàng hóa quá cảnh của Thái Lan

Lượng hang có nhu cầu thông qua cảng Cửa Lò được dự báo dựa trên các cơ sở chủ yếu

II.2.1.c, Kết quả nghiên cứu dự báo

Kết quả tổng hợp lượng hàng dự báo có nhu cầu thông qua cảng Cửa Lò đến năm2014

như sau:

Bảng 2.1- Dự báo lượng hàng qua cảng ( 103 T )

Nguồn hàng Hạng mục Đến năm 2014 Loại hàng

II.2.2 Lựa chọn cỡ tàu hợp lý

Cỡ tàu hợp lý thiết kế qui hoạch phát triển cảng Cửa Lò được xem xét lựa chọn trêncác cơ sở sau :

- Tình hình và xu thế phát triển đội tàu vận tải trên thế giới.

- Vai trò, vị trí và chức năng của Cảng Cửa Lò trong hệ thống cảng biển Việt Nam

- Lượng hàng, loại hàng và dự báo thị trường xuất nhập hàng hóa của các loại hàng có nhu

cầu thông qua cảng Cửa Lò.

* Tình hình và xu thế phát triển đội tàu trên thế giới

Theo số liệu tổng hợp của “Lloy's Register ot ships” và “Japanese ship Details”, phân

bố đội tàu theo từng loại và trọng tải được chỉ ra trong bảng 2.2; xu hướng trọng tải của tàuchở hàng rời cho ở bảng 2.3;xu hướng mớn nước của tàu chở hàng rời ở Nhật Bản cho ở

-Bảng 2.3- Xu thế trọng tải của đội tàu hàng rời thế giới

Bảng 2.4- Xu thế về mớn nước tàu hàng rời ở Nhật Bản

Để thêm thông tin cho việc xem xét lựa chọn cỡ tàu hợp lý vào cả Cửa Lò trong tương

lai Bảng 2.5 cho kích thước của các tàu container vào cảng Hải Phòng trong những năm gần đây Bảng 2.6 cho kích thước tàu bách hóa tiêu biểu vào cảng biển Việt Nam

Bảng 2.5- Kích thước các tàu conteiner vào cảng Hải Phòng

( TEU )Mekong

Bảng 2.6- Kích thước của tàu bách hoá tiêu biểu

II.2.2.a, Loại hàng và thị trường xuất nhập khẩu

Theo nghiên cứu dự báo hàng hóa có nhu cầu qua cảng Cửa Lò đến năm 2014 chothấy thị trường hàng hóa xuất nhập khẩu của các loại hàng này chủ yếu là:

- Các tỉnh đồng bằng Nam Bộ với các mặt hàng lương thực, xi măng và gỗ của Nghệ An.

- Các hàng xuất nhập khẩu của Nghệ An, Lào, Thái có thị trường chủ yếu là Trung Quốc,

Hồng Kông, Đài Loan, Nhật Bản và các nước thuộc Asean và Nga.

- Một số mặt hàng xuất nhập bằng container có thểcó thị trường xa như Châu Âu , Mỹ và

Châu Phi.

Từ dự báo thị trường xuất nhập trên cho thấy cự ly vận tải biển của các luồng hàng chủ

yếu là các tuyến biển gần Hàng vận chuyển container chủ yếu vẫn thuộc các tuyến gần (do

các tàu gom hàng; đảm nhận) vì vậy có thể nói thị trường xuất nhập hàng hóa qua cảng Cửa

Lò nằm trên các tuyến vận tải biển trong nước và khu vực biển gần

II.2.2.b, Cỡ tàu hợp lý

Từ các thông tin cho ở các phần trên có thể đi đến một số nhận xét sau:

- Hàng qua cảng Cửa Lò có thể phân làm 3 loại chủ yếu là hàng bách hóa tổng hợp, hàng

bao kiện, hàng container

- Các tuyến vận tải chủ yếu (đi và đến cảng Cửa Lò) là các tuyến đường biển ngắn và trung bình như:

+ Cảng Cửa Lò - đồng bằng Nam Bộ

+ Cảng Cửa Lò - khu vực Bắc Á và Asean.

+ Cảng Cửa Lò đi Hồng Kông, Đài Loan, Singapore (Container đi Mỹ, Châu Âu, Châu Phi

vì hiện ở Việt Nam không có tuyến vận tải container trực tiếp đi Châu Mỹ, Châu Âu vàChâu Phi mà chỉ có các tuyến dịch vụ gom hàng)

Tàu chở container trên các tuyến đường ngắn (gom hàng) chủ yếu là các tàu có trọngtải từ 5000DWT : 12.000DWT

Tàu vận tải hàng bách hóa tổng hợp chủ yếu là các cỡ tàu có trọng tải 1000 :2000DWT và 5000 : 12.000DWT

Xuất phát từ các đặc điểm trên cùng với triển vọng phát triển đội tàu trong nước vàQuốc tế, cỡ tàu thiết kế qui hoạch cho cảng Cửa Lò đến năm 2010 kiến nghị là tàu có trọng

đến 12.000DWT Tuy nhiên cảng Cửa Lò vẫn có thể tiếp nhận tàu lớn hơn nhưng lúc đó cần phải thực hiện chuyển tải tại Hòn Ngư.

1.1.1.1.1.1.1 II.2.2 Các phương án công nghệ làm hàng

Việc lựa chọn phương án công nghệ xếp dỡ hàng hoá cho cảng là một vấn đề quantrọng quyết định đến quy mô của cảng, đến các hạng mục công trình khác của cảng Vì vậy,việc lựa chọn công nghệ xếp dỡ trên bến sẽ quyết định đến khối lượng vốn đầu tư ban đầu,sức chứa của kho bãi, tính cơ động về mặt giao thông vận tải, yêu cầu về mặt bãi, tính tựđộng hoá của dây chuyền xếp dỡ

Hiện nay, trên Thế Giới, các công nghệ xếp dỡ hàng hoá được sản xuất với rất nhiềuchủng loại phong phú và đa dạng tuỳ theo điều kiện cụ thể Vì vậy, việc lựa chọn sơ đồcông nghệ xếp dỡ của cảng phù hợp với yêu cầu khai thác của cảng cần phải thoả mãn cácyêu cầu sau:

- Công nghệ và thiết bị xếp dỡ đồng bộ, có khả năng cơ giới hoá cao, hiện đại tiên tiến, phùhợp với xu hướng phát triển chung của các cảng khác trong khu vực và trên Thế Giới

- Phù hợp với quy mô cảng và đảm bảo được nhiệm vụ xếp dỡ của cảng khi đưa vào khaithác

- Công nghệ thiết bị xếp dỡ phải có hiệu quả kinh tế cao, tính khả thi cao

Căn cứ vào khối lượng, chủng loại, qui cách các loại hàng có nhu cầu thông qua cảngCửa Lò có thể phân loại hàng hóa phục vụ lựa chọn giải pháp công nghệ bốc xếp như sau :

* Hàng bách hóa, bao kiện gồm các mặt hàng lương thực, và hàng nhập khẩu phục vụ sinh

hoạt, sản xuất.

* Hàng gỗ và sắt thép

* Hàng container

* Hàng xi măng và Eminít ( Được làm hàng ở bến số 1 & 2 )

Khối lượng hàng tương ứng với từng loại được chỉ ra trong bảng 2.7

Bảnq 2.7- Lượng hàng hoá qua cảng Cửa Lò

- Hàng bao kiện, bách hóa

* Hàng xuất: Hàng đến cảng bằng ô tô, 30% lượng hàng đến thẳng ra tuyến bến để xuất

xuống tàu ,70% lượng hàng còn lại qua kho cảng Hàng từ kho ra tuyến mép bến được vận

chuyển bằng xe nâng hàng kết hợp với ô tô và xe kéo rơ móc Hàng bốc xếp từ mép bến

xuống tàu bằng cẩu mép bến có sức nâng Q = 10 - 20 tấn

* Hàng nhập: Hàng đến cảng bằng tàu biển ≤ 12.000DWT được bốc lên bờ bằng cần cẩu

của tàu và các cần cẩu tuyến mép bến 70% lượng hàng đến được xe nâng hàng kết hợp ô tô

tải vận chuyển qua kho , 30% lượng hàng còn lại được ô tô tải vận chuyển thẳng đến các nơi

tiêu thụ Hàng từ kho đến các nơi tiêu thụ vận chuyển bằng ô tô

- Hàng gỗ và sắt thép

* Xuất khẩu gỗ: Gỗ xuất khẩu chủ yếu là hàng xuất quá cảnh của Lào Gỗ đến cảng được chuyển chở bằng các xe chở gỗ chuyên dụng và được tập trung tại bãi của cảng Gỗ từ bãi

ra mép bến được vận chuyển bằng xe nâng gỗ Bốc gỗ từ bến xuống tàu bằng cần cẩu tuyến

mép bến có sức nâng10 - 20 tấn Tàu chở gỗ đến cảng có trọng tải từ 5000 DWT : 12.000

DWT.

* Nhập khẩu sắt thép : Sắt thép đến cảng bằng tàu biển có trọng tải < 12.000 DWT và được

thiết bị bốc xếp tuyến mép bến, trên tàu bốc lên bờ Sắt thép sẽ được qua kho 100% Từ cảng sắt thép về đến các điểm tiêu thụ bằng ô tô Bốc xếp sắt thép trên bãi bằng cẩu bánh lốp có sức nâng 10 - 20 tấn.

- Hàng container

* Xuất khẩu : Hàng xuất khẩu đến cảng bằng ô tô chở container và được đưa vào bãi chứa 1

phân loại Hàng từ bãi ra mép bến dùng xe chuyên dụng.

Bốc container xuống tàu bằng cẩu chuyên dụng với sức nâng Q = 40T kết hợp với cầncẩu của tàu bốc xếp container và vận chuyến trên bãi sử dụng cần cẩu container và xe nângchuyên chuyên dụng

* Hàng nhập : Công nghệ nhập container tương tự như với xuất chỉ theo chiều ngược nhau

Ngoài hàng đến và đi khỏi cảng bằng container, cảng còn bố trí kho CFS để gia cônghàng container và cho phép rút hàng ngay tại cảng đối với một số mặt hàng

II.3.1-Các đặc trưng cơ bản của bến

• Các thông số của tàu thiết kế và mực nước tính toán

- Căn cứ số liệu đầu vào tàu khai thác trên bến là 1 tàu tổng hợp 15.000DWT

Các đặc trưng cơ bản như sau:

* Cầu bến cảng Cửa Lò hiện trạng như sau:

MN cao thiết kế: +3.5 với suất bảo đảm 1% mực nước giờ

MN thấp thiết kế: +0.21 với suất bảo đảm 99% mực nước giờ

MN trung bình: +1.94 với suất bảo đảm 50% mực nước giờ

• Chiều sâu trước bến:

Ho = Hct + z4 trong đó

Hct = T + z1+z2+z3+z0 là mực nước chạy tàu

T : mớn nước của tàu tính toán, lấy = Tđh

Z1: dự phòng chạy tàu tối thiểu (đảm bảo an toàn và độ lái tốt của tàu khi chuyểnđộng) lấy = 0.03T

Bảng 2.8- Chiều sâu trước bến

- Cao trình mặt bến

Theo quy trình thiết kế cảng biển, CTMB là giá trị lớn hơn trong hai giá trị sau:

+ Theo tiêu chuẩn chính

a2(m)

MNCTK(m)

CTMB(m)

- Chiều dài bến

Chiều dài bến : 370m ( Lb1 = 185m ; Lb2 = 185m )

- Chiều rộng bến

Chọn chiều rộng cầu tầu theo yêu cầu về địa chất và công nghệ lấy B = 11m

- Luồng tàu vào cảng

Luồng tàu vào cảng tổng hợp Cửa Lò được thiết kế theo luồng 2 chiều, các kíchthước của luồng được xác định theo các công thức trong “ Chỉnh trị cửa sông ven biển “ củatác giả Phạm Văn Giáp, Lương Phương Hậu:

- Chiều rộng luồn chạy tàu

B’c = 2Bhd +2C1+C+ΔBTrong đó :

C1: độ dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của tàu và mái dốc kênh

C1 = 0.5Bt

ΔB : chiều rộng dự trữ tính tới sa bồi

ΔB = 2Z4m0

Z4 : chiều sâu dự trữ do sa bồi ,lấy = 0.4m

m0: mái dốc của luồng vào thời điểm vừa kết thúc nạo vét cơ bản (theo bảng tra 4-7 ,

có mo = 3)

Bhd : chiều rộng dải hoạt động của tàu thiết kế cho luồng vào cửa sông

Bhd = Lt x sin(α1+α2) trong đó Lt là chiều dài lớn nhất của tàu tính toán, α1 : góc lệch

do dòng chảy, α2: góc lệch do gió

C: chiều rộng dự phòng giữa hai dải hoạt động ngược chiều (C = Bt)

Bảng 2.9 - Chiều rộng luồng tàu

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

- Chiều sâu luồng tàu

Hct = T + z1+z2+z3+z0 là mực nước chạy tàu, các thông số đã giải thích ở trên

Hct1 = 11.3m

- Vũng đợi tàu

Số lượng tàu đồng thời đậu trên vũng xác định theo công thức sau:

ntd = Trong đó:

Qn : Lượng hàng thông qua cảng trong năm bằng 1000000 Tấn

td : thời gian đỗ tàu trên vũng = 3.0 ngày

k= 1.3 :hệ số không đồng đều

G = 30000 Tấn :Tổng trọng tải các tàu đỗ trên vũng

Tn = 300 ngày , số ngày khai thác trong năm

2: là 1 lần tới + 1 lần ra khỏi cảng

Thay số :

ntd = = 0.95Lấy ntd =1

- Diện tích vùng đợi tàu

- Bán kính quay vòng tối thiểu

Do điều kiện khu nước chật hẹp nên khu quay vòng tàu chọn phương án dùng tàu laidắt kết hợp với trụ xoay Khi đó , bán kính tối thiểu để quay tàu là:

R1 = 1,1.Lt = 1.1x196= 216 (m)

II.3.2-Tính toán kho bãi

Hàng hóa tổng hợp bao gồm hàng conteiner, hàng kiện và thép tấm:

Lượng hàng tính toán là:

Bảng 2.10- Lượng hàng tính toán của cảng trong năm (sl năm 2015)

Lượng hàng tínhtoán (Tấn) ,(m3)1

Hàng conteiner 1396000T

3 Hàng gỗ,sắt thép 786000T4

6

Hàng qua cảng được bảo quản tại hai nơi trên bãi và trong các kho

II.3.2.a, Tính toán kho bãi bến conteiner

• Bãi container

Diện tích bãi chứa được tính theo công thức :

SN = Trong đó:

C: số lượng container tính theo Teu trong năm (C = 116333Teu)

td: thời gian trung bình đặt container tính theo công thức:

td =

T là thời gian tối đa lưu giữ container nhập trong cảng ( T = 16 ngày )

 td = 6 ngày

m : hệ số diện tích sử dụng trung bình , lấy = 0.7

r : hệ số phụ thuộc vào chiều cao chất trung bình/chiều cao chất danh nghĩa, lấy = 0.8F: diện tích cần thiết cho 1 Teu kể cả đường đi lại của thiết bị (m2), có thể lấy theokinh nghiệm phụ thuộc vào hệ thống bốc xếp và chiều cao chất container Theo bảng 7.4trang 98 “Cảng chuyên dụng “ của Trần Minh Quang, sử dụng RTG , chiều cao chất 5 tầng

N : lượng hàng qua kho CFS trong 1 năm, trung bình 20% lượng hàng qua cảng qua kho CFS N = 0,2 Qn = 0,2.1396000 = 279200 (tấn)

II.3.3.b, Tính toán kho bãi bến thép

• Bãi thép xuất:

Thép dạng tấm:

Sức chứa của bãi:

Eb =

Eb : sức chứa của bãi tính cho 1 tấn (T)

Qn : lượng hàng của bến trong năm

Kq : hệ số không đồng đều của lượng hàng trong năm

Tn : thời gian khai thác trong năm của cảng lấy 300 (ngày đêm)

Tb : thời gian tồn bãi của cảng (tra phụ lục QHC)

II.3.3.c, Tính toán kho bãi bến hàng kiện

• Sức chứa của bãi xuất hàng kiện :

Eb =

Trong đó :

Ek : sức chứa của bãi tính cho 1 tấn (T)

Qnb : lượng hàng của bến trong năm

Kq : hệ số không đồng đều của lượng hàng trong năm

Tn : thời gian khai thác trong năm của cảng lấy 300 (ngày đêm)

tk : thời gian tồn trên bãi của hàng (tra phụ lục QHC)

Eb =

=3860.33m3

Với diện tích cần thiết :

b : lượng hàng của bến trong năm

Kq : hệ số không đồng đều của lượng hàng trong năm

Tn : thời gian khai thác trong năm của cảng lấy 300 (ngày đêm)

tk : thời gian tồn kho của cảng (tra phụ lục QHC)

Eb = = 9168.13m3

Với diện tích cần thiết :

Tổng diện tích bãi của bến là: Sb = 30000+9000 + 2270 = 41270 (m2)

Tổng diện tích kho của bến là: Sk = 4800 + 5400 = 10200 (m2)

Diện tích toàn khu bãi là 41270 + 10200 = 51470 (m2)

Đường đi và các công trình phụ trợ khác 75210 (m2)

Tổng diện tích khu cảng khoảng 93220 (m2)

Chiều rộng bến là: Bb = = 295 m

II.3.4- Tính toán năng suất thiết bị và số lượng bến

II.3.4.a,-Tính toán số bến

Chế độ làm việc của Cảng:

+ Khối lượng hàng qua cảng 1 năm: 2531.000 Tấn (tính theo số liệu dự báo

lượng hàng qua cảng năm 2015)

+Số tháng hoạt động trong năm : 12 tháng

+ Số ngày ảnh hưởng gió bão trong năm: 60 ngày (chủ yếu trong tháng 9,10)

+ Sô ngày làm việc trong năm: 300 ngày

+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca

+ Số giờ làm việc mỗi ca: 8.0 giờ

+ Tàu tính toán có tải trọng 15.000DWT

+ Hệ số qua kho α = 1

+ Hệ số không đều k = 1,3

• Thiết bị bốc xếp mép bến và số lượng bến

+Năng suất cần cẩu CBW 40/32 phân cấp U5 lắp trên khung chạy ray

Các thông số kỹ thuật của cần trục giàn CBW 40/30 do hãng Liebherr thiết kế

và chế tạo như sau:

Bảng 2.11 - Đặc trưng kỹ thuật của cần cẩu CBW 40/32

Các thông số cơ bản

Các thông số tốc độ

- Chu kỳ bốc xếp của cần trục dàn xác định theo công thức

Tck = (2t1+2t2+2t3).ε + t7+t8+t9+t10+t11Trong đó:

2t1 = +4” :thời gian nâng và hạ có hàng = +4 = 199”

2t2 =+4” : thời gian nâng hạ không hàng