Наша компетенция
Особенности эксплуатации причалов в морских портах России
В данной статье мы постарались раскрыть специфику функционирования морских причалов как объектов портового хозяйства, рассмотреть особенности строительства, технического оснащения и рабочей эксплуатации причальных сооружений.
Причал – это гидротехническое сооружение (ГТС), предназначенное для швартовки судов при перегрузочных работах, снабжении, отстое и ремонте.
Классификация причальных сооружений морских портов обычно осуществляется по следующим признакам:
3. по сроку службы: постоянные и временные;
4. по классу капитальности: сооружения высотой более 25 метров относятся к I классу капитальности, высотой 20-25 метров – ко II классу капитальности, менее 20 метров – к III классу капитальности;
5. по назначению:
- грузовые причалы, выдерживающие высокие эксплуатационные нагрузки, в том числе: швартовку судов больших размеров, перемещение по поверхности причала тяжелой техники и грузов;
- пассажирские причалы, построенные без значительного усиления конструкции (характерного для грузовых причалов), выполняющие функции приема и посадки пассажиров;
- отстойные причалы, используемые только для отстоя и ремонта судов флота из-за изношенности несущих конструкций, невозможности постановки современных грузовых и пассажирских судов;
7. по конструктивным признакам:
- причалы – больверки, представляющие собой закрепленный ряд свай (шпунтовую стенку), забитый вдоль береговой линии и засыпанный со стороны берега каменным и песчаным грунтом. Для обеспечения устойчивости сваи закрепляются стальными тросами за неподвижные плиты (анкеровка). Поверхность причала бетонируется или укладывается бетонными плитами;
- гравитационные причалы, фундаментом для которых служат массивные железобетонные или каменные блоки;
- причалы - эстакады, выполненные в виде монолитной плиты (ростверка), установленной по всей площади на основания забитых свай (свайное поле). Засыпка грунтом конструкции причала не производится;
- смешанного типа.
Рис. 1 Конструктивные схемы причалов: анкерованный больверк (1), гравитационный (2), эстакада (3)
Особенности строительства причалов
Специфические условия района строительства (состав грунта, диапазон высот, толщина льда во время ледохода) обуславливают тип возводимой конструкции причала и применяемую технологию. Можно выделить следующую зависимость между характеристиками района строительства и оптимальной конструкцией причала:
- На скальных грунтах, не допускающих возможность погружать сваи и шпунт, возводятся гравитационные, сборные и сборно-монолитные конструкции. Эта группа относится к наиболее дорогостоящим конструкциям.
- На грунтах, допускающих погружение свай, используются больверки в основном из стального шпунта, выдерживающие тяжелые ледовые нагрузки.
- В умеренных ледовых условиях и мягком климате при слабых грунтах основания появляются эстакады на призматических сваях, сваях и трубах-оболочках с различной сборкой железобетонной плиты причала.
- При набережных высотой более 10-12 метров, когда исчерпывается несущая способность шпунта, требуется применение различного типа разгрузочных устройств, снижающих давление грунта со стороны берега на забитую свайную стенку. Для предотвращения обрушения лицевой стенки, ее закрепляют стальными тросами (анкерными тягами) за железобетонную плиту, которая может быть установлена горизонтально в засыпанном грунте. Данная «треугольная связка» обеспечивает устойчивость всей конструкции причала.
- В особую группу следует выделить быстровозводимые причальные сооружения – конструкции из наплавных трубчатых блоков – модулей заводской готовности для строительства на малых реках.
Технология грузовых работ на причалах
Под технологией грузовых работ на причале понимается совокупность перемещения грузов при загрузке-выгрузке судов и других транспортных средств (вагоны, автомобили), а также выполнения вспомогательных работ, связанных с перегрузочным процессом.
В зависимости от конструктивных особенностей обрабатываемых судов, типа и расположения перегрузочных средств, складов и подъездных путей, рода перерабатываемых грузов выбирается оптимальная схема технологического процесса грузовых работ.
Погрузо-разгрузочные работы на причале могут осуществляться по следующим вариантам:
- прямому варианту. В этом случае перегрузка производится непосредственно с одного вида подвижного состава на другой, например, из судна в железнодорожный вагон или автомобиль и наоборот. Все грузовые операции производятся в кордонной части причала, обращенной в сторону акватории;
- складскому варианту. При таком варианте грузы выгружаются также на тыловую зону причала и склады порта.
Перегрузка по прямому варианту является более сложной операцией, увеличивающей сроки швартовки судна и общую стоимость работ. Такой способ перегрузки применяют, как правило, при отсутствии у причала тыловой зоны.
Подъемно-транспортное оборудование на причалах
Эффективность применяемой технологии перегрузки определяется технической вооруженностью причала. Для выполнения погрузо-разгрузочных работ на причале, как правило, используются портальные краны. Благодаря своим маневренным возможностям портальные перегрузочные краны могут эффективно применяться для обслуживания больших рабочих площадей.Портальный кран представляет собой полноповоротный стреловый кран в крюковом или грейферном исполнении, установленный на жесткий, передвигающийся по рельсам специальный помост – портал, имеющий три или четыре опоры. В зависимости от количества железнодорожных путей, размещающихся под порталом (максимум три пути), ширина колеи подкранового пути составляет 6, 10,5 и 15,3 метров.
По данным издания «Экспозиция машиностроения», в настоящее время в России эксплуатируется порядка 3 тысяч портальных кранов, значительная часть которых выработала свой ресурс и требует замены, капитального ремонта или модернизации. Среди портальных кранов, получивших наибольшее распространение в российских портах, являются: «Кондор» (Германия), «Ganz» (Венгрия), «Сокол» (Германия), КПП-10-30 (Россия), КПП-5-30 (Россия) и «Альбатрос» (Германия).
Портальный кран представляет собой полноповоротный стреловый кран в крюковом или грейферном исполнении, установленный на жесткий, передвигающийся по рельсам специальный помост – портал, имеющий три или четыре опоры. В зависимости от количества железнодорожных путей, размещающихся под порталом (максимум три пути), ширина колеи подкранового пути составляет 6, 10,5 и 15,3 метров.
По данным издания «Экспозиция машиностроения», в настоящее время в России эксплуатируется порядка 3 тысяч портальных кранов, значительная часть которых выработала свой ресурс и требует замены, капитального ремонта или модернизации. Среди портальных кранов, получивших наибольшее распространение в российских портах, являются: «Кондор» (Германия), «Ganz» (Венгрия), «Сокол» (Германия), КПП-10-30 (Россия), КПП-5-30 (Россия) и «Альбатрос» (Германия).
Ввиду ограниченных финансовых возможностей значительного числа компаний рынок восстановленного б/у оборудования получил активное развитие в России.Таблица 1. Портальные краны, получившие наибольшее распространение в портах России
| № п/п | Наименование | Страна-производитель | Максимальная грузоподъемность (т) | Наименьший вылет стрелы | Наибольший вылет стрелы |
| 1 | "Кондор" | Германия | 40,0 | 8,0 | 32,0 |
| 2 | "Ганц" | Венгрия | 27,5 | 9,0 | 33,0 |
| 3 | "Ганц" | Венгрия | 6,0 | 8,0 | 30,0 |
| 4 | "Сокол" | Германия | 32,0 | 9,0 | 32,0 |
| 5 | "КПП-10-30" | Россия | 12,5 | 30,0 | 8,0 |
| 6 | "КПП-5-30" | Россия | 5,0 | 30,0 | 8,0 |
| 7 | "Альбатрос" | Германия | 20,0 | 8,0 | 32,0 |
По мнению специалистов, немецкие краны «Кондор» и «Сокол» имеют более качественное исполнение, по сравнению с венгерскими. В частности, одним из недостатков кранов «Ganz» является клепаное основание. По имеющимся оценкам, немецкие краны предпочтительней к размещению в морских портах. Краны «Ganz» - в речных портах и на предприятиях тяжелого машиностроения. Приведенные российские краны КПП-5-30 и КПП-10-30 часто используются лесозаготовительными комбинатами (более подробнее об оценке ПТО>>).
Говоря о портовой перегрузочной технике, надо сказать, что в настоящее время основной тенденцией в данной области является широкое применение мобильных перегружателей и создание более универсального оборудования большей производительности и безопасности. Однако, очень многие российские порты ограничены в использовании новой колёсной и гусеничной перевалочной техники из-за недостаточной прочности причалов: в СССР действовала норма допустимой нагрузки на причал — 4 тонн/кв.м. Усиленные балки в конструкции таких причалов были предусмотрены лишь под рельсовыми путями. Фактически, перед российскими портами стоит дилемма: пожизненно использовать традиционные портальные краны или принципиально реконструировать причалы, что в условиях действующего порта практически реализовать очень сложно и дорого.
Пропускная способность причалов порта
Рост грузооборота порта тесно связан с пропускной способностью портовой инфраструктуры, включающей причалы, перегрузочные терминалы, тыловые складские площади, технику, подкрановые пути и другое специальное оборудование. Ключевое же место в грузоперевалке занимают грузовые причалы, обеспечивающие прием и обработку заходящих в порт судов.
Величина пропускной способности причала отражает потенциально возможный объем грузов, который можно обработать средствами механизации, установленными на причале. Если причал способен принимать суда с большей грузоподъемностью, то это повышает его пропускную способность.
Наиболее существенными технико-экономическими показателями, характеризующими эксплуатационные возможности причала, являются:
- глубина у причального фронта;
- длина причала;
- эксплуатационные нагрузки конструкции.
Недостаточная длина причала также может выступить ограничением для обработки крупногабаритных судов. Однако, следует иметь в виду, что при устройстве в морском порту сплошной причальной стенки с едиными подкрановыми путями, тыловыми складскими площадями значительной протяженности (до 1000 – 2000 метров и более), разделение ее на отдельные причалы носит условный характер.
Любопытен анализ эксплуатационного состояния причалов в морских портах СССР, который провели специалисты по морскому транспорту в конце 1980-х годов. Экспертами было установлено, что наиболее существенным фактором, приводящим к функциональному износу (несоответствию причала конструктивным характеристикам судов), является недостаточная глубина у причала. Так, из общего количества причалов, претерпевших функциональный износ на тот период, недостаточные для приема современных специализированных крупнотоннажных судов глубины у линии кордона имеют 95% причалов, недостаточную длину сооружения – 30% и недостаточные эксплуатационные нагрузки – 18%.
Наступление функционального износа имеет объективные причины: предельный срок службы судов – до 25 лет, технологического оборудования – 15 лет, а гидротехнических сооружений – более 40-50 лет.
Таким образом, за один срок службы портовых сооружений меняется два поколения флота и 3-4 поколения перегрузочных машин. При этом следует учесть, что флот и техническое оборудование изменяются во времени не только количественно, но и качественно. Известно, что главная причина функционального старения причала в настоящее время – это интенсивное развитие новых способов перевозок: контейнерных, пакетных, ролкерных, лихтеровозных, а также появление новых типов судов, в том числе большого водоизмещения. Все это приводит к необходимости изменения структуры глубин у причалов, длины перегрузочных комплексов и увеличения эксплуатационных нагрузок на сооружения.
Сегодня в мировой торговле основной объем международных перевозок приходится на океанские суда класса «panamax», полезная грузоподъемность (дедвейт) которых составляет 60 - 80 тысяч тонн. Данный класс получил свое название благодаря возможности судов при максимальной загрузке проходить Панамский канал с учетом предельных размеров шлюзов: длина 298 м, ширина 32,2 м, осадка 12 м. В СССР морские портовые гидротехнические сооружения, в частности причальные, восстановленные или построенные в послевоенные годы (1945-1960 гг.), были рассчитаны на прием и обработку универсальных судов с осадкой до 9 метров.
Изложенное позволяет сделать следующие выводы:
- настоящему времени значительно число морских гидротехнических сооружений в России эксплуатируется на грани срока полезного использования. По данным издания «Прямые инвестиции», общий износ причалов и портового оборудования уже достиг 80%;
- В силу своей специфики причал обладает полезностью, ограниченной его несущей способностью, глубиной прилегающей акватории, длиной конструкции и конкретным видом его использования. Уникальность причала как объекта портового хозяйства подтверждает тот факт, что после распада СССР строительство морских причалов осуществлялось в единичных количествах;
- Сегодня нехватка складских площадей, а также устаревание перегрузочного оборудования и подвижного состава являются основными причинами, ограничивающими рост грузооборота портового комплекса России. Применение на основных международных судоходных линиях новых типов судов океанского плавания обуславливает необходимость реконструкции существующих причалов и строительство новых глубоководных терминальных комплексов, способных быстро обработать крупнотоннажные суда. Таким образом, повышение пропускной способности российских портов связано не столько с модернизацией причальных сооружений, сколько с комплексным развитием всей портовой территории, включая подъездные транспортные пути.
12 августа 2008
Денисов М.В.
к.э.н.
экономист ООО "Центр Экономики Проектов"