Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Основы проектирования гидротехнических сооружений, лесных бирж и рейдов приплава

Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,

1.3. Классификация, характеристики и условия работы береговых лесных складов (портов) и ГТС

Лесные порты или участки грузовых портов для переработки лесных грузов, береговые лесные склады, лесные биржи и рейды (далее, для краткости – береговые склады и порты), предназначенные для приемки и (или) отправки лесоматериалов, представляют собой комплекс сооружений, оборудования и технических устройств, служащих для обеспечения выгрузки древесины из судов или плотов на берег, погрузки лесоматериалов с берега в суда или для сплава. При таких предприятиях помимо погрузочно-разгрузочных работ часто осуществляются операции по сортировке древесины, ее складированию, внутрискладской
транспортировке и др. [6, 7].

Основным показателем работы таких предприятий, обеспечивающих механизированную передачу лесоматериалов с водного на другие виды транспорта и наоборот, а также организующих сортировку и временное хранение древесины, является грузооборот, представляющий собой общее количество переработанных лесоматериалов в кубометрах за навигацию (навигационный грузооборот) или за сутки (суточный грузооборот).

Грузооборот G, т или м3, подразделяют по направлению движения на грузы, прибывающие в порт водой G_при отправляемые в судах G_отпр [8]. Тогда общий Gо грузооборот составит

G_об = G_пр + G_отпр. (1.1)

Расчетная величина каждой составляющей грузооборота (суточного) gсут может быть определена по зависимости

g_сут = Q_гk_месk_сут/T_н, (1.2)

где Q_г – годовой грузооборот, т или м 3 ;
T_н – длительность навигации, сут;
k_мес и k_сут – коэффициенты  соответственно  месячной  и суточной  неравномерности прибытия и отправления груза. 

Обычно принимают коэффициент k_мес в пределах 1,2–1,7, коэффициент k_сут – 1,15–1,55. Если имеется несколько взаимозаменяемых причалов, то значения коэффициентов могут быть уменьшены на 15–20 %.

Береговые лесные склады в зависимости от навигационного грузооборота в кубометрах подразделяются на 4 категории:

I категория – навигационный грузооборот свыше 3,5 млн;

II категория – навигационный грузооборот 1 – 3,5 млн;

III категория – навигационный грузооборот 300 тыс. – 1 млн.;

IV категория – навигационный грузооборот менее 300 тыс.

Важной характеристикой берегового склада является пропускная способность, т.е. количество лесоматериалов, которое предприятие может переработать (перегрузить, отсортировать и т.д.) за определенный интервал времени. Пропускная способность предприятия зависит от многих элементов, из которых важнейшими являются: применяемое оборудование, водные подходы, причалы, размеры складской территории, транспортные пути. Пропускная способность каждого из этих элементов зависит от многих факторов. Например, пропускную способность водных подходов лимитирует их глубина, ширина, допустимая скорость движения судов и плотов. Существенное влияние на пропускную способность порта и берегового склада оказывают причальные гидротехнические сооружения (причалы).

При проектировании берегового склада расчетной величиной является суточная пропускная способность Pсут грузового причала (в т/сут или м3/сут)

P_сут = n_мP_rty, (1.3)

где n_м – число прикордонных однотипных перегрузочных машин;
P_r – производительность перегрузочных машин, т/ч или м 3 /ч;
t – продолжительность работы машины (грузовых операций) в сутки, ч;
y – коэффициент,  учитывающий  потери  времени  на  вспомогательные операции.

Более предметно пропускную способность причала определяют (для целей нормирования обслуживания судов в зависимости от технологической схемы работ) по технической производительности перегрузочных машин [9]

Pсут = Pчnмkснty, (1.4)

где P_ч – техническая производительность одной перегрузочной машины, т/ч или м 3 /ч;
k_сн – коэффициент,  учитывающий  снижение  производительности  машин  при их концентрации на причале. 

Коэффициент y определяется по формуле

y = t_гр/(t_гр + t _м), (1.5)

где t_гр – время грузовой обработки судна, ч;
t_м – время занятости причала, необходимое для выполнения вспомогательных работ. 

Пропускная способность причала рассчитывается по родам грузов отдельно на погрузке и выгрузке. Рекомендуются нормы снижения пропускной способности причала: при переработке двух родов грузов – 10 %, трех – 20 %, четырех – 30 %.

Пропускная способность Pнав причала за навигацию [9]

P_нав = P_сут(T_н – t _рем – t_му), (1.6)

При погрузке лесоматериалов в суда и выгрузке их из судов пользуются показателем, характеризующим количество судов, обрабатываемых на данном складе за определенный период времени. Этот показатель называется судооборотом (суточным, месячным, навигационным) и определяется по формуле:

n = G_об/kW, (1.7)

Справочные данные технических характеристик судов приведены в приложении А, в табл. А.1, А.2, А.3).

При обработке на предприятии судов различных типов и различной грузоподъемности судооборот подсчитывают для каждого типа судна.

Основными планировочными элементами берегового лесного склада являются его водная поверхность – акватория и береговая территория, размеры которых для обеспечения эффективной работы должны быть взаимоувязаны с таким расчетом, чтобы каждая из них обеспечивала необходимую пропускную способность предприятия. Акваторией называется водное пространство, ограниченное естественными, искусственными или условными границами.

Обычно акватория располагается вне транзитного водного пути, примыкает к причалам и предназначена для стоянки судов и плотов под погрузочно-разгрузочными операциями, формирования и расформирования плотов и караванов судов, стоянки плотов и судов в ожидании их обработки, мелкого ремонта и т.д.

В общем случае акватория речного порта или берегового склада может иметь следующие составные элементы – рейды:

а) сортировочный или формировочный;

б) оперативный или перегрузочный;

в) навигационный;

г) причальный;

д) для отстоя плотов.

Методика определения их размеров подробна рассмотрена в учебном пособие [8].

Не касаясь условий организации рейдов, их наличия и размещения в плане, кратко отметим лишь следующее.

Сортировочный рейд. Определяется число несамоходных судов, одновременно скапливающихся на рейде. Затем определяется площадь акватории, необходимая для свободного выполнения сортировочных операций. Наиболее удобная парная расстановка судов. Тогда с учетом необходимых разрывов между парами судов и устройства аванрейда определяются габаритные размеры рейда.

Навигационный рейд служит для свободного подхода судов к причалу против течения. Минимальная ширина рейда для обеспечения циркуляции судна должна быть равна трем длинам расчетного судна .

Причальный рейд занимает акваторию вдоль причалов. Ширина рейда принимается равной 3–3,5 ширинам расчетного судна, а при наличии прижимного течения и криволинейной трассы судового хода до 6–6,5.

Рейд для отстоя плотов. Площадь определяется исходя из расчетного суточного грузооборота gсут.лес леса, прибывающего в плотах. Площадь ωпл одновременно скапливающихся на рейде плотов будет равна

ω_пл = (g _{сут.лес} t_с )/(ρεδ), (1.8)

Тогда площадь Ω_пл рейда для отстоя плотов

Ω_пл = k_прω_пл, (1.9)

где k_пр – множитель учитывающий проходы между плотами, равный 1,2–1,6.

Отметка территории портов и береговых складов на свободных реках должна соответствовать уровню пика половодья с расчетной вероятностью превышения уровня для портов и складов I категория – 1 %, II и III категория – 5 %, IV категория – 10 %. Для портов и складов, расположенных на водохранилищах, отметка территории принимается на 2 метра выше нормального подпорного уровня воды.

Гидротехнические сооружения в лесных портах и на береговых лесных складах подразделяются на следующие виды: причальные, берегоукрепительные, оградительные, судо- и лесоподъемные и др.

Основные гидротехнические сооружения портов и береговых складов подразделяются по классам капитальности. Отнесение сооружения к тому или иному классу производится в соответствии с табл. 1.2

Причальные сооружения являются основным видом гидросооружений. Основное назначение причальных сооружений состоит в обеспечении удобной и безопасной стоянки судов в периоды их загрузки или разгрузки и плотов – в процессе их приема, расформирования и выгрузки лесоматериалов на берег или на другие виды транспорта.

Месторасположение причальных сооружений выбирается с учетом следующих требований:

– водные подходы к сооружениям должны обеспечиваться естественными
глубинами;

– береговая территория, примыкающая к причалу, должна быть незатопляемой и в то же время ее отметки не должны значительно превышать расчетный высокий горизонт воды;

– береговые транспортные пути к причальному сооружению также должны быть незатопляемыми.

Таблица 1.2

Классы капитальности гидросооружений

Основным показателем лесного порта и берегового лесного склада, определяющим его пропускную способность, является причальная линия, длина которой (причальный фронт) зависит от количества судов и плотов, которые могут быть одновременно обработаны.

Причальная линия отображает плановую конфигурацию расположения причальных сооружений в причальном фронте.

По длине причальной линии располагаются причалы, на которых осуществляется швартовка и грузовая обработка одного судна или одного плота.

Количество причалов n_пр для переработки лесоматериалов расчетного грузооборота определяется по формуле:

(1.10)

Техническая характеристика перегрузочных машин (кранов), применяемых в лесной промышленности, приведена в приложении В.

Судо-часовая норма зависит от вида груза, схемы, технологии и механизации перегрузочных работ, типа судна и других факторов. Судо-часовые нормы для некоторых типов судов, действующие на причалах отгрузки экспортных пиломатериалов Лесосибирских ЛДК в середине

90-х годов, приведены в табл. 1.3. Они также могут быть рассчитаны по реко-
мендациям [9].

В этот же период на причалах отгрузки лесоматериалов Казачинского ЛПХ были установлены нормы времени, приведенные в табл. 1.4

Таблица 1.3

Судо-часовые нормы ЛДК

Таблица 1.4

Судо-часовые нормы Казачинского ЛПХ

Протяженность причального фронта одного причала у набережной, необходимая для безопасного подхода, стоянки и отхода одного судна (плота), называется длиной причала Lпр и определяется по формуле

L_пр = L_р + l_ДВ + l, (1.11)

Длина l_ДВ учитывается только в случае необходимости передвижения судна (плотов) вдоль причала. Длина причала, находящегося в конце причального фронта, должна составлять не менее 5/6 длины расчетного судна, а одиночного причала – не менее 2/3 длины расчетного судна.

Число перегрузочных машин n_м на причале в соответствии с длиной причала определяется из расчета максимальной производительности перегрузки грузов за определенное время

n_м = t_Дk_ремg _сут /P_ч •t, (1.12)

Часовая производительность всех перегрузочных машин на причале должна обеспечивать выполнение установленных судо-часовых норм перегрузочных работ.

Проектная глубина H_пр акватории у причалов зависит от максимальной осадки плота, или грузового и буксирного судна и определяется по формуле

H_пр = h_с + h₁ + h₂ + h₃ + h₄ , (1.13)

h₄ = 0,3h_В – h₁ . (1.14)

Для защиты берегов водоемов от разрушающего действия волн, течений, льда и других внешних воздействий возводят берегоукрепительные сооружения. Основные требования, которые предъявляются к берегоукрепительным конструкциям – устойчивость, прочность, простота в исполнении и ремонтопригодность. При их устройстве по возможности следует применять местные строительные материалы.

Оградительные сооружения возводятся для предотвращения отрицательного воздействия на акватории лесных портов и рейдов волн, льда и наносов. В зависимости от расположения в плане оградительные сооружения подразделяются на молы и волноломы. Молы одним концом примыкают к берегу, а волноломы устанавливают непосредственно в водном пространстве.

Техническое обслуживание и зимний отстой флота лесосплавных предприятий осуществляют в судоремонтных цехах или специальных участках, располагаемых на берегу. Для ремонта судов их вытаскивают на берег, используя для этого специальные гидротехнические сооружения – судоподъемники (слипы и эллинги). Аналогичные сооружения (лесоподъемники) на береговых лесных складах используются для подъема на берег и спуска на воду лесотранспортных единиц.