CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ QUY HOẠCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



2.1. Nguyên tắc bố trí :

2.1.1.

Nguyên tắc bố trí công trình bến

- Tác nghiệp ra/vào của đội tàu thuận lợi.

- Tuyến bến bố trí sao cho có thể hạn chế được các tác động tiêu cực về thủy động lực.

Khối lượng nạo vét giảm thiểu nhất.

- Chiều rộng khu nước phía trước đủ để cho tàu ra/vào, quay trở neo đậu để làm các

thao tác phụ và chờ đợi vào làm hàng. Đảm bảo hành lang bảo vệ luồng tàu.

- Thi công các hạng mục sau, ảnh hưởng ít nhất đến các công trình đã xây dựng.

Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-16-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



- Giảm thiểu các tác động của sóng gió, dòng chảy và dòng triều trong quá trình khai

thác tại bến

- Lựa chọn hướng cập tàu

2.1.2.

Nguyên tắc bố trí tuyến luồng và khu quay trở, vũng đậu tàu

- Tuyến luồng thiết kế thoả mãn cho tàu 70.000 DWT thuận tiện, an toàn.

- Tuyến luồng tận dụng được tối đa độ sâu tự nhiên để giảm thiểu khối lượng nạo vét

cơ bản.

- Có xét đến khả năng phát triển cảng trong tương lai.

2.1.3. Nguyên tắc bố trí đê chắn sóng:

Đê chắn sóng bảo vệ khu nước của cảng phải được bố trí trên quan điểm tận dụng tối đa

các điều kiện tự nhiên, phát huy cao nhất khả năng ngăn sóng, ngăn cát đồng thời cũng xét

đến các vấn đề khác như đầu tư, khai thác và thi công , đảm bảo các điều kiện về môi trường

và cảnh quan. Một vấn đề đặc biệt quan trọng nữa đó là sự phù hợp với qui hoạch chung của

toàn khu vực vịnh và tăng diện tích sử dụng cho khu nước của cảng.

2.2. Số lượng bến :

Số lượng bến phụ thuộc vào những yêu cầu sau:

- Chủng loại hàng dự kiến sẽ nhập qua cảng;

- Lượng hàng mỗi loại thông qua cảng trong năm;

- Cỡ tàu (tàu) vào cảng;

- Năng suất bốc xếp và số lượng thiết bị trên bến;

- Chế độ làm việc của cảng;

Số lượng bến cập tàu N b được xác định từ khối lượng hàng hoá Q m thông qua cảng,

đội tàu đến cảng, năng lực thông qua của bến và được xác định theo “ Qui trình thiết kế công

nghệ cảng biển”.

Số lượng bến cập tàu được xác định theo biểu thức:



Nb =



-



Qm K m

30 Pm K b .K t



Trong đó:

Nb : Số lượng bến

Qm: Khối lượng hàng trong tháng.

Km: Hệ số hàng không đều.

Pm : Khả năng thông qua một ngày đêm (tấn) xác định theo công thức:

Pm=8.m.Dn/(Txd+Tb)



- m: Số ca làm việc trong ngày;

- Dn: Cỡ tàu tính toán (DWT);

- Tb: thời gian bến bận làm thao tác phụ;

Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-17-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



- Txd: thời gian bến bận bốc xếp cho 1 tàu.

- Kb - Hệ số điều độ tàu

Căn cứ vào khối lượng hàng dự kiến thông qua cảng trong các giai đoạn, loại tàu

tính toán và sơ đồ công nghệ bốc dỡ hàng than, tính toán số lượng bến đủ để thông qua loại

hàng này được thể hiện trong sau:

Bảng -1: Số lượng bến nhập than

Th/tự



Chỉ tiệu



Kí hiệu



Đơn vị



K/ lượng



K/ lượng



1



Lượng hàng thiết kế



Qn



t/năm



3.480.000



6.960.000



2



Số tháng hàng hải



Tn



tháng



12



12



3



Hệ số không đều hàng



Ko



1,20



1.2



4



Số ngày trong năm



360



360



5



Số ngày trong tháng



30



30



6



L/hàng tính toán tháng



Qt



t



3.480.000



6.960.000



7



Cỡ tàu tính toán



Dn



t



70.000



70.000



8



Số tuyến xếp dỡ



n



1



2



9



Năng lực xếp dỡ 1 tuyến



Pxd



t/giờ



2.000



2.000



10



Năng lực xếp dỡ n tuyến



Pxd



t/giờ



2.000



4.000



11



Hệ số sử dụng thời gian



Stg



0,90



0,90



12



Hệ số sử dụng thiết bị



Stb



0,90



0,90



13



Hệ số thời tiết



Stt



0,85



0,85



14



Năng lực xếp dỡ tính toán



15



Pxd,tt



t/giờ



1.377,00



2.754,00



Số giờ một ca



tc



giờ



8



8



16



Số ca làm việc trong ngày



m



3



3



17



Thời giam xếp dỡ một tàu



txd



giờ



51



25



18



Thời gian tác nghiệp phụ



tp



giờ



10



10



19



Thời giam tàu chiếm bến



tcb



ngày



2,53



1,48



20



Dự kiến hệ số bến bận



kbb



0,47



0,55



21



Năng lực thông qua bến



27.615,61



47.434,08



Pb/ngày



T



Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-18-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



22



Năng lực thông qua bến



Pb/tháng



23



Năng lực thông qua năm



Pb/năm



24



Số lượng chuyến tàu 1 năm



Ut



25



Tông số ngày bến bận (có tàu)



Tcb



26



Hệ số bến bận thực tế



27



T



389.380,16



782.662,29



4.672.561,92



9.391.947,51



chuyến



55



110



ngày



139



162



Kbb



0,386



0,450



Tổng số ngày không xếp dỡ



To



169



169



28



* Do sóng lớn



Ts



144



144



29



* Do thời tiết khác



Ttt



25



25



30



Số lượng bến cần thiết



Nb



0,74



0,74



31



Chọn



01



01



Với kết quả tính toán trên, số lượng bến nhập than cho Nhà máy nhiệt điện Quảng

Trạch chỉ cần xây dựng 1 bến cho cả hai giai đoạn. Đối với tuyến băng tải, sẽ được đầu tư

theo từng giai đoạn vận hành của nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch.

2.3. Các kích thước của cơ bản bến

2.3.1. Cao trình đáy bến



Bảng -2: Cao trình đáy bến

Thông số

Chiều sâu

trước bến và

cao trình đáy

bến



Tiêu chuẩn Việt Nam



Tiêu chuẩn Nhật Bản



Tiêu chuẩn thiết kế công trình bến cảng biển

22TCN 207-92:



Lựa

chọn



Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình

cảng Nhật Bản OCDI 1/2002:

(Phần 8 chương 2 )



Hđ = MNTTK – H0



Hđ = MNTTK – H0



H0 = T + z1 + z2 + z3 + z4 + z0



H0 = T + 0,1T



a. Tàu 70.000T



a. Tàu 70.000T



H0= 13,7m+0,04T+0+0,01m+0,4+0,026B=15,5 m



H0 = 13,7 x0,1*13,7=15,07 m



Hđ = -0,19 – 15,5 = -15,69m



Hđ = -0,190 – 15,07 = -15,26m



-15,50 m



Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-19-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



 Theo tiêu chuẩn Việt Nam: 22TCN207-92 (mục 5.3 – trang 10/206)

Cao độ đáy bến ∇ĐB = MNTTK - Ho

Chiều sâu bến và khu nước trước bến được xác định theo công thức sau :

Hct = T + Zo + Z1+ Z2 + Z3

Ho = Hct + Z4

Trong đó:

- T: Mớn nước tàu tính toán; (m) 13.7 m

- Z1: Dự phòng chạy tàu tối thiểu; (m) 0.04*T=0.04*1.37=0.548 m

- Z2: Dự phòng do sóng; (m) lấy = 0 do chiều cao sóng đảm bảo tau khai thác được là

(0.5-0.7 )m

- Z3: Dự phòng về vận tốc; (m)

- Z0: Dự phòng cho sự nghiêng lệch tàu; (m) 0.026*Bt= 0.026*32.3=0.8398 m

- Z4: Dự phòng cho sa bồi. (m) 0.4m

 Theo tiêu chuẩn Nhật : Phần 8 -chương 2 -tại mục (3) [chỉ dẫn kỹ thuật]

Chiều sâu tiêu chuẩn đáy bến bằng khoảng cách dự trữ dưới đáy tàu cộng với

mớn nước lớn nhất của tầu thiết kế. Khoảng dự trữ lấy bằng 10%T.

2.3.2. Cao trình đỉnh bến

 Cao trình đỉnh bến được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN207 -92

• Theo tiêu chuẩn chính:



∇MB = (H50% + hnd)+ 2 m



• Theo tiêu chuẩn kiểm tra:



∇MB = (MNCTK + hnd)+1 m



hnd là chiều cao nước dâng do bão chọn hnd = 2.5 m ứng với tần suất 5%

Bảng -3: Bảng xác định cao trình mặt bến



Hệ tọa độ

Quốc gia



Tiêu chuẩn cơ bản



Tiêu chuẩn kiểm tra



∇MB = 0.00+2+2.5= 4.5 m



∇MB =0.94+1+2.5 = 4.44m



Hải đồ

∇MB = 1.07+2+2.5 = 5.57 m

∇MB = 0.94+1+2.5 = 5.51m

 Cao trình đỉnh bến được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế Nhật Bản

Theo mục 2.2 –chương 1 – phần 8 cao trình bến xác định theo kích thước của tàu tính toán

và điều kiện tự nhiên của khu vực. Mực thủy triều được dùng làm tiêu chuẩn để xác định

chiều cao đỉnh của bến phải là mực nước cao nhất trung bình theo tháng.

Khi tàu không xác định được áp dụng :

Bảng -4: Chiều cao đỉnh bến trên mực nước cao

Độ sâu trước bến 4.5 m



Khi biên độ triều 3 m

+0.5 1.5



Khi biên độ triều 3 m

+1.0 2.0 m



Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-20-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



• ∇MB = (MNCTK + hnd)+2 m = 4.44 (m) . theo hệ quốc gia

Bảng -5: Lựa chọn cao trình mặt bến

∇MB

∇MB

2.3.3. Chiều dài bến



+4.5 m

+5.6 m



Quốc gia

Hải đồ



Lb = Lt + 2d

Trong đó:

- Lb: Chiều dài bến;

- d: khoảng dự trữ an toàn



- L t: Chiều dài tàu tính toán

Bảng -6: Tính toán chiều dài bến



Thông số



Tiêu chuẩn Việt Nam



Tiêu chuẩn Nhật Bản



Chiều dài

tuyến bến



Tiêu chuẩn thiết kế công trình bến cảng biển

22TCN 207-92:



Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình cảng



d



Nhật Bản OCDI 1/2002:



Bt

2



d



Lb = (Lt + 2x



Lb



xcotgα)



-Lb = Lt + 2d ( 1

bến)

Lt

Bt

α

Lb



32,3

2



Lb = 233 + 2x25 = 283 m

Lb=233+2x



xcotg450=265,3 m



Để đáp ứng cho tàu 70.000 DWT vào neo cập, làm hàng và phù hợp với công nghệ bốc

xếp trên bến (trên bến có bố trí tháp chuyển hướng cho tuyến băng tải, chiều dài tuyến băng

tải ra tháp chuyển hướng khoảng 70m), vì vậy lựa chọn chiều dài tuyến bến là

Lb = Lt + 70 = 300 m.

(lấy khoảng cách an toàn 2d đã bao gồm trong 70 m)

Tham khảo một số kích thước bến dối với tàu hàng, tàu dầu ở (bảng T-2.1.1) thì tàu có

trọng tải 70.000 DWT khi không có kích thước chiều dài bến là 300m.

2.3.4. Khu nước

a. Vị trí và diện tích

Được xác theo cách bố trí sơ đồ bố trí đê chắn sóng, bến và luồng tàu, và độ yên lặng

khu nước.

Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-21-



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: CAO TIẾN ĐÔNG -8449.52



BỘ MÔN CẢNG ĐƯỜNG THỦY



Diện tích được tính theo tiêu chuẩn công nghệ cảng biển TCCS 04-2010/CHHVN

như sau:

Lkn = 1,5 x Lt

Bkn = 3 x Bt

Trong đó:

- Lkn: Chiều dài khu nước trước bến;

- Bkn: Chiều rộng khu nước trước bến;

- Lt: Chiều dài tàu tính toán

Bảng -7: Tính toán chiều dài và chiều rộng khu nước

STT



Loại tàu



Trọng tải

(T)



Chiều dài

(m)



1



70.000DWT



70000



233



B

(m)

32,

3



k



Lkn (m)



Bkn (m)



1,20



350



97



b. Bán kính quay vòng tối thiểu

Đường kính khu quay vòng tàu tối thiểu trước bến được xác định như sau:

Bảng -8: Tính toán đường kính khu quay vòng

Thông

Lựa

Tiêu chuẩn Việt Nam

Tiêu chuẩn Nhật bản

số

chọn

Đường

Tiêu chuẩn cộng nghệ khai thác

Tiêu chuẩn kỹ thuật công

kính

cảng biển:

trình cảng Nhật Bản OCDI

khu

1/2002:

quay

Dqv = 1,6 x Lt

Dqv = 2 x Lt( có tàu lai dắt)

vòng

Dqv = 3 x Lt( o tàu lai dắt)

Chương 6 mục 4.2.3

Dqv = 1,6 x 233 = 372, 8 m

Dqv = 2 x 233 = 466 m

466 m

Dqv = 372 m

Dqv = 466 m

Để thuận lợi cho tàu quay trở thuận lợi mà có tàu lai dắt mũi, kiến nghị lựa chọn

đường kính khu quay vòng là 466 m.

2.4. Luồng tàu vào cảng :

2.4.1 Nguyên tắc bố trí

Luồng tàu vào bến nhập than của Nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch I được thiết kế

cho tàu 70.000 DWT đầy tải vào làm hàng.

Tuyến luồng thiết kế tuân thủ các nguyên tắc cơ bản sau:

- Tuyến luồng thiết kế thoả mãn cho tàu ra vào cảng thuận tiện, an toàn;

- Tuyến luồng tận dụng được tối đa độ sâu tự nhiên để giảm thiểu khối lượng nạo vét cơ

bản.

- Có xét đến khả năng phát triển cảng trong tương lai.

2.4.2 Hướng và vị trí tuyến luồng



Đề tài : Thiết kế bến cầu tàu 70.000DWT - Cảng than - Nhà máy nhiệt điện- Quảng trạch - Quảng bình



-22-