CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA CẢNG

Bất kỳ một cảng biển nào cũng được cấu tạo bởi hai bộ phận chính: khu nước và khu lãnh thổ.

Khu nước, hay còn gọi là bể cảng, là nơi bố trí các tuyến bến, tuyến đê chắn sóng, đê ngăn cát – giảm sóng, cửa cảng, luồng tàu vào cảng cùng hệ thống báo hiệu hàng hải và cuối cùng là các vũng quay tàu, vũng chờ đợi tàu, vũng lập đoàn tàu,…

Khu nước của cảng được chia thành vũng ngoài và vũng trong. Vùng ngoài là vùng biển nằm liền kề với cảng trong đó bố trí luồng tàu kể cả phần được nạo vét do không đủ độ sâu tự nhiên và vũng neo ngoài để neo đậu tàu chờ vào cảng. Vũng trong là phần nằm trong giới hạn cảu các công trình chắn sóng.

Vũng trong bao gồm:

a)   Vũng neo trong để tàu có thể di chuyển vào các bến cảng và trong trường hợp cần thiết có thể cho phép tàu neo đậu và thực hiện các thao tác xếp dỡ theo công nghệ sang mạn hoặc tàu đậu để chờ vào bến.

b) Khu nước trước bến là nơi tàu neo đậu vào công trình bến và thực hiện các công tác xếp dỡ.

-     Tiếp giáp với tuyến mép bến là khu lãnh thổ (còn gọi là khu đất cảng) là nơi bố trí các thiết bị làm hàng, các kho bãi, các xưởng sữa chữa, đường sá và các công trình dịch vụ cảu cảng. Khu lãnh thổ có thể chia thành khu tiền phương và khu hậu phương. Khu tiền phương còn được gọi là khu đệm là khu quan trọng nhất năm liền kề với tuyến mép bến. Trên khu tiền phương bố trí các máy móc thiết bị xếp dỡ cố định hoặc di động, đường sắt, đường ô tô và kho tác nghiệp (kho kín hoắc bãi) và các công trình, thiết bị các cần thiết khác nhằm đảm bảo khai thác hàng hoá đi qua tuyến mép bến an toàn và hiệu quả.

-     Trên khu hậu phương cảng bố trí kho, bãi tuyến hai, máy móc thiết bị phục vụ trong kho bãi, khu sản xuất, khu văn phòng cho các lực lượng hoạt động trong cảng như hải quan, cảng vụ, biên phòng, kiểm dịch…các công trình kiến trúc phục vụ sinh hoạt, đường sắt, đường ô tô, bãi lập tàu, các công trình cấp điện và các công trình cấp thoát nước, xử lý nước thải, các công trình thông tin liên lạc…

Ngoài ra, còn có các thành phần rất quan trọng khác là luồng tàu nối cảng với các tuyến vận tải bằng đường biển để tàu ra vào cảng thuận tiện; Hệ thống giao thông sắt bộ nối với cảng để tiếp nhận và phân phối hàng hoá.

Cảng Liên Chiểu – TP. Đà Nẵng

 Cảng Hải Phòng

1. Đê chắn sóng; 2. Kênh dẫn vào cảng; 3. Khu nước của cảng; 4. Khu nước trước bến; 5. Bến nhô;

6. Bến liền bờ; 7. Kho bãi; 8. Đường sắt của cảng; 9. Ga đường sắt; 10. Đập chắn sóng (kè). 

Bố trí khu đất của cảng

Khu hàng bách hoá tổng hợp có chức năng xếp dỡ hàng bao kiện, sắt thép và máy móc thiết bị được vận chuyển trong thùng container vạn năng hoặc chuyên dụng, đơn chiếc cũng như hàng siêu trường siêu trọng.

·       Các bến cùng công nghệ hoặc tương tự được bố trí theo nhóm.

·       Cùng sự phát triển công nghệ vận chuyển và xếp dỡ hiện đại khu bến bách hoá tổng hợp được phân thành các khu chuyên dụng như sau:

·       Khu bến container;

·       Khu xếp dỡ hàng bao kiện cần được bảo quản trong kho có mái che;

·       Khu xếp dỡ hàng bách hoá không có mái che;

·       Khu xếp dỡ hàng hoá theo phương pháp nằm ngang;

·       Khu dịch vụ vận chuyển lighter;

·       Khu hàng dễ hỏng;

·       Khu hàng đặc biệt (hàng nguy hiểm); 

Cảng Tuas-Singapore

Khi bố trí khu bến hàng bách hoá tổng hợp trên tổng mặt bằng cần thiết phải xét đến:

-        Cho pháp bố trí liền kề với khu hành khách, khu hàng gỗ, khu dịch vụ tổng hợp cho đội tàu vận tải và căn cứ cảu đội tàu kĩ thuật

-        Không cho phép bố trí liền kề với khu hàng rời đổ đống (ngoại trừ trường hợp xây dựng bến chuyên dụng có kho kín)

-        Cần xem xét đến việc kết nối giao thông đường sắt và đường bộ từ mạng lưới giao thông quốc gia vào khu cảng bách hoá tổng hợp.

-        Các bến không cùng chức năng nằm cùng trong khu bách hoá tổng hợp khi thiết kế cần xét đến khả năng đổi vị trí cho nhau.

Các khu bến có thể bố trí liền kề là khu container với khu xếp dỡ hàng bách hoá bảo quản trên bãi (không cần kho kín) với khu xếp dỡ hàng theo khu nằm ngang.

·       Khi có nhu cầu bố trí một số bến cùng công nghệ xếp dỡ, khuyến nghị bố trí không nhiều hơn 4 bến liền kề nhau trên cùng một tuyến mếp bến.

·       Khi thiết kế bến nhô cho hàng bách hoá tổng hợp khuyến nghị sử dụng cả 2 phía để bố trí bến xếp dỡ hàng hoá có cùng một sơ đồ công nghệ.

·       Chiều dài của bến nhô rộng được xác định bằng tổng chiều dài 3 đến 4 bến cập tàu ở mỗi phía.

·       Khi lựa chọn hình dạng của bến nhô rộng cần xem xét bổ sung các yếu tố sau:

·       Khả năng đưa đường tàu hoả vào bến

·       Tuân thủ kích thước và hình dạng theo yêu cầu của vũng tác nghiệp liền kề với bến nhô

·       Tính hợp lý của việc bố trí bến chuyên dụng ở phần đầu và (hoặc) ở phần cuối bến nhô

·       Khoảng cách từ tuyến mép bến đến tim đường ray cần cẩu gần nhất được quy định từ yêu cầu an toàn cho tàu và cần cẩu đồng thời đảm bảo chiều dài tay với hữu hiệu nhất.

Số lượng đường sắt trên bến của khu hàng bách hoá tổng hợp được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển.

 Khu đất trước bến của cảng

Cảng Đình Vũ

Khu bến container

·       Khu bến container để tiếp nhận, lưu trữ ngắn hạn và chuyển sang các phương thức vận tải khác những thùng container được vận chuyển đến bằng đường biển và ngược lại.

·       Lựa chọn sơ đồ cơ giới hoá công tác xếp dỡ và bố trí căn cứ container phụ thuộc vào khối lượng container tính toán và hệ thống dịch vụ vận tải (vận tải “ từ cửa đến cửa", rút hàng ra từ container một phần hoặc toàn bộ tại căn cứ …)

·       Khu bến container có các thành phần sau: Khu làm hàng tiền phương; khu làm hàng hậu phương bao gồm diện tích bãi tác nghiệp và hệ thống thiết bị xếp dỡ từ phương tiện vận tải bằng đường sắt và đường bộ chuyên dụng cho các loại hình vận tải.

·       Bãi công nghệ để tiếp nhận container từ các phương tiện vận tải, phân loại container đi thẳng hay lưu giữ ngắn hạn.

·       Kho CFS để chất hàng/ rút hàng một phần hay toàn bộ container

·       Các công trình phụ trợ: gara, xưởng sưả chữa, trạm cân, nhà sinh hoạt – phục vụ.

·       Các hạng mục phục vụ công tác điều hành: trung tâm điều hành, công nghệ thông tin, mạng thông tin liên lạc…

·       Khu tiền phương bao gồm hệ thống cẩu chuyên dụng đặt trên đường ray để xếp dỡ tàu biển và bãi tác nghiệp phục vụ thao tác chuyển container từ bãi công nghệ ra bến và ngược lại.

Khu làm hàng hậu phương bao gồm diện tích bãi tác nghiệp và hệ thống thiết bị xếp dỡ từ phương tiện vận tải bằng đường sắt và đường bộ.

Bố trí khu nước của cảng

 Cảng Vũng Tàu – Tỉnh BRVT 

Các thành phần chính của khu nước

Khu nước theo nguyên tắc càng rộng rãi càng thuận tiện cho khai thác tuy nhiên phải xét đến chi phí xây dựng và khả năng xuất hiện sóng cục bộ trong bể cảng làm gián đoạn công tác xếp dỡ hàng hoá và hoạt động của đội tàu kĩ thuật đồng thời sinh ra tải trọng gây nguy hiểm cho tàu đang neo cập và công trình bến.

Kích thước khu nước và chiều rộng cửa cảng cần được xác định trên cơ sở tàu dự báo dài hạn.

Thiết kế tổng mặt bằng cảng cần phải giải quyết các vấn đề bảo vệ khu nước khỏi tác động của sóng, tàu ra vào cảng an toàn, quay trở và cập bến thuận tiện, đảm bảo an toàn cho tàu tại khu vực bến nổi và tại bến.

Diện tích khu nước bao gồm:

•                Luồng ngoài;

•                Khu quay trở tàu – diện tích khu nước trong phạm vi bể cảng nằm liền kề với cửa ra vào cảng để tàu quay trở trước khi cập bến hoặc khi rời cảng

•            Khu tác nghiệp có công dụng để tàu cập bến và thực hiện các thao tác buộc, cởi dây neo dịch chuyển tàu cũng như các loại phương tiện nổi cập mạn với tàu vận tải.

•               Luồng trong để nối liền các khu cảng với nhau.

•               Vũng neo tàu – khu bến nổi dành cho tàu đợi vào bến làm hàng và cho các mục đích khác.

•                Vũng neo tàu để xếp dỡ hàng hoá theo phương thức sang mạn.

•               Khu dành cho thiết bị xử lý sự cố tràn dầu trong cảng.
•       Các thành phần cơ bản của khu nước khuyến nghị không bố trí kết hợp để mỗi khu thực hiện tốt chức năng của mình.

Trong khu nước của cảng cần thiết phải có vùng nước dành cho căn cứ đội tàu kĩ thuật cảu cảng, các phương tiện nổi của tổ chức khác như cano cảng vụ biên phòng, hải quan, kiểm dịch vệ sinh và các cơ quan chức năng khác.

Cửa ra vào cảng

·       Lối vào cảng được hiểu là một tổ hợp các thành phân kĩ thuật đảm bảo cho mỗi con tàu vào (ra) một lần thông suốt gồm: cửa vào cảng, luồng dẫn tàu nằm liền kề với cửa cảng và vũng quay trở tàu, có nghĩa là tất cả các bộ phận ảnh hưởng đến sự an toàn và thời gian đưa tàu vào, và ra.

·       Cửa vào cảng là khoảng cách giữa 2 đầu đê chắn sóng.

·       Trong trường hợp không có đê chắn sóng có thể đồng thời đưa hai tàu vào (ra) trong trường hợp lối vào ở độ sau tính toán đủ rộng, đặt biệt trong trường hợp luồng tàu vào cảng là luồng hai chiều

·       Chiều rộng tính toán cửa cảng được lấy theo độ dài của đường vuông góc với tim luồng tàu vào cảng tại độ sâu tính toán. Chiều rộng cửa cảng ra vào cảng được xác định bằng công thức:

B_n = B_c + (v_d/v)L_c­ + vt_psinβ + ∆B     (3 – 1)

B_c – bề rộng của tàu tính toán;

L_c – chiều dài lớn nhất của tàu tính toán;

t_p – thời gian đảo lái của tàu (lấy bằng 60 giây);

β – góc đảo tàu;

∆B – dự trữ bề rộng tránh tàu va vào đê chắn sóng hoặc mái dốc.

Bề rộng cửa cảng tính toán theo công thức (3-1) không được nhỏ hơn 0,8L_c.

Bề rộng cửa cảng tối đa cho phép được xác định từ điều kiện đảm bảo cho khu nước của cảng khỏi bị tác động của sóng. Tuỳ theo điều kiện cụ thể cảu mỗi cảng và dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu mô hình.

Vũng quay trở tàu

Vũng quay trở tàu phải có kích thước và hình dáng trong mặt bằng sao cho có thể cho phép thực hiện mọi thao tác manơ cần thiết để đưa tàu vào cảng hoặc ra khỏi cảng, đặt biệt đảm bảo:

-       

     Khả năng tiêu năng của tàu vào cảng;

-       

     Khả năng tự quay trở theo một góc yêu cầu trên vòng tròn;

-       

     Khả năng thả neo và neo đậu tạm thời khi có sự cố;

Những yêu cầu trên được đảm bảo trong những trường hợp sau:

-        Vũng quay trở tàu có đường kính không nhỏ hơn 3,5Lc.

Khoảng cách đoạn thẳng theo hướng lối vào tính từ cửa cảng không nhỏ hơn 3,5Lc.

 Đ    Đê quay – nhà máy nhiệt điện Duyên Hải – Tỉnh Trà Vinh

     Cần bố trí trên mặt bằng sao cho tim của luồng tàu tiếp tuyến hoặc cắt đường tròn của vũng quay trở.

Khoảng cách tối thiểu của đoạn thẳng tính từ cửa cảng có thể tăng lên 4,5Lc có xét đến đặt điểm manơ của tàu vào cảng cũng như điều kiện khí tượng  - thuỷ văn tại khu vực xây dựng cảng.

Tuy nhiên, cho phép thay đổi như sau. Trên diện tích khu quay trở tàu bố trí nữa đường tròn có bán kính không nhỏ hơn 2,5Lc. Vị trí của nữa đường tròn được thiết kế sao cho tim luồng tàu giao cắt gần điểm giữa cung tròn.

                     Vũng quay vòng tàu 

 Đ  Đối với trường hợp tàu lớn vào cảng phải nhờ sự trợ giúp của tàu lai dắt đường kính vũng quay trở được xác định theo công thức:

          D = 1,25Lc +150m

Nhưng không nhỏ hơn D = 2Lc.

Toàn bộ diện tích vũng quay trở có cùng độ sâu tính toán và không bị chồng lấn vũng dành để neo đậu tàu, vũng để đậu tàu làm hàng và vũng tác nghiệp.

Vũng tác nghiệp

·      Kích thước của vũng tác nghiệp được xác định từ điều kiện đảm bảo an toàn và thuận tiện trong quá trình cập bến, neo đậu và làm hàng cho tàu tính toán có xét đến khả năng phát triển để tiếp nhận tàu lớn hơn trong tương lai.

·       Phụ thuộc vào khả năng quay trở của tàu bể cảng được chia thành 2 loại như sau.

o      Bể hẹp không cho phép tàu quay trở;

o     Bể rộng đảm bảo khả năng quay trở của tàu.

Vũng neo đậu tàu và xếp dỡ hàng hoá

Vũng neo đậu tàu và xếp dỡ hàng hoá có thể là vũng neo ngoài hoặc là vũng neo trong.

Những yêu cầu cảu vũng neo ngoài:

·       Nơi neo đậu và luồng dẫn tàu vào nơi neo đậu phải đảm bảo an toàn và thuận tiện cho tàu trong suốt thời gian hàng hải cả ngày lẫn đêm.

·       Độ sâu phải đủ để tàu đậu và quay trở an toàn khi sóng lớn nhất và triều kiệt.

·      Vũng phải đủ để cho số lượng tàu tinh toán neo đậu

·      Địa chất đáy vũng neo đậu phải là loại đất có khả năng thả neo;

·    Tốt nhất, vũng neo đậu tàu được bảo vệ tự nhiên không chịu sự tác động của sóng gió bão thịnh hành và được bố trí ở khu vực kín sóng và không có dòng chảy mạnh (lớn hơn 1,5 m/s).

·     Vũng neo ngoài để làm hàng nên bố trí gần cửa cảng tuy nhiên cần lưu ý để tàu neo đậu tại vũng ngoài không gây cảng trở cho những tàu khác vào và ra khỏi cảng. Trên mặt bằng tổng thể cảng vị trí neo đâu tàu phải được thể hiện bằng số liệu hoặc ký hiệu.

·       Vũng neo đậu cũng là nơi để tàu hàng chờ vào bến, chờ hàng, chờ sự sắp xếp và neo đậu vì lí do khí tượng và cá nguyên nhân khác.

Kích thước của vũng neo đậu được xác định phụ thuộc vào phương pháp neo tàu và số lượng bến neo đậu.

Khi lựa chọn phương pháp neo tàu cần lưa ý những yếu tố sau:

1.     Khi diện tích vũng neo ngoài có diện tích đủ lớn nên chọn phương pháp thả neo vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác

2.     Phương pháp neo tàu vào 2 phao neo hoặc 2 trụ tựa được áp dụng cho vũng trong cảng trên sông khi cần thiết phải bố trí tàu tại vị trí và theo hướng cố định.

3.     Đậu tàu theo phương pháp neo vào phao neo và công trình được áp dụng tại vũng trong và trong điều kiện chật hẹp.

Khi lựa chọn phương pháp neo tàu để làm hàng cần lưu ý.

1.     Tàu thả neo được thực hiện ở ngoài trong điều kiện diện tích khu nước đủ rộng;

2.     Neo tàu vào 2 phao neo hoặc 2 trụ neo được thực hiện khi cần thiết phải bố trí tàu theo hướng cố định.

Để làm hàng lỏng tại vũng ngoài theo phương án "sang mạn" khuyến nghị neo tàu bé vào tàu lớn bằng dây neo.

Sơ đồ neo đậu tàu bằng 1 dây và 2 dây

Vũng bốc xếp hàng và chạy tàu

Độ sâu khu nước  

Độ sâu khu nước tại các vị trí được thiết kế khác nhau như tại cửa cảng (luồng, vũng quay trở) vũng tác nghiệp, khu bến nổi làm hàng và neo đậu tàu, luồng tàu trong cảng nối liền các khu bến...

Xác định mực nước chạy tàu, độ sâu thiết kế các khu nước của cảng cũng như dự trữ sa bồi được tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển.

Bảo vệ khu nước

·       Khu nước của cảng cần được bảo vệ khỏi tác động của sóng và sa bồi. Bài toán này phải được giải quyết đồng bộ.

·       Bố trí lê chấn sóng kè bảo vệ bờ và các công trình thủy công khác phải dựa trên kết quả tính toán trường sóng trên mô hình toán