基建狂魔鬼斧神工 上海港口吞吐量超過美國港口吞吐量總和

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（繁忙的洋山港）

洋山港區是上海航運中心的深水港區，由浙江省舟山群島的大小洋山島等幾十個島嶼組成，是中國首個在微小島上建設的港口。從2005年第一期工程建成使用開始，到目前已經建成三期，第四期工程也即將在2017年年底開港。屆時，上海港的貨物吞吐量將超過4000萬箱，超過全美國港口吞吐量總和。

等等，上海港，為什麼會在洋山？

（一）上海港為什麼不在上海在浙江？

（洋山港，實際位於浙江省舟山群島，與上海通過東海大橋連接）

原來，港口的選址其實大有講究，尤其是對於上海這種國際大港口。從選址到建設，每一步都是要經過詳細論證的。

一方面，這樣的大港口必須要容納萬噸、甚至幾十萬噸的巨輪停靠。這樣的巨輪吃水動輒十幾米深，如若港口的深度不夠，泥沙淤積，船隻觸底擱淺了可是個大災難。

另一方面，在大陸的旁邊下挖出一座深水港，或多或少會削弱大陸上土層的堅實程度，影響海岸以上的穩定。如果地質條件堅實，那還好；可上海本就是「上海灘」，以沙土為主，岸上又布滿了高樓大廈。如果在上海的城市邊上直接修建深水港，在沉重的高樓作用下，地基會發生沉降，並對港口的穩固造成威脅。更何況，上海灘寸土寸金，在這裡修建港口，地價驚人。這樣修，可以說是「花錢買罪受，出力不討好」。

反觀洋山島，則是個很好的選擇。這裡潮流強勁，泥沙不易落淤，地質條件穩定。此外，它又遠離上海本土，工程實施後對城市基本無影響。再通過聯結上海與島嶼的「東海大橋」，港口上卸載的貨物就可以輕易運送到上海，並進一步運送到整個大陸。

（二）修碼頭，不僅僅是挖土那麼簡單

港口碼頭不同於普通海岸的核心一點，就是要留給船舶足夠的停靠深度，防止船隻擱淺，而在天然的海岸，海底地形往往比較複雜，深度也不夠。因此，修建碼頭必然意味著大量地挖土。

1、每天挖土十萬噸，一挖就是9個月

的確，在修建洋山港一期的過程中，施工方在9個月時間內要完成1400萬立方米的挖方量，平均每天要挖出十萬噸泥來。這還不算當地漁民、後勤補給、航船等對施工進度的影響，整個港口清淤工程的任務量巨大。

在洋山港的早期工程中，項目部採用了兩艘4500m自航耙吸挖泥船和一艘13000m帶高壓沖水的挖泥船進行施工，克服了土質變化、潮流影響以及人為阻撓等多重因素，終於趕在最後時刻之前完成疏浚。

這些挖泥船都是挖掘效率不超過2500m/h的小型耙吸船，相比起在近年的南海造島中使用的挖掘效率4500m/h的亞洲第一、世界第三的巨型挖泥船天鯨號，這些名不見經傳的船隻可能非常寒酸，並且，其設備嚴重老化還依賴進口，但正是有了這些船隻的技術積累，才有了我們後來的「鬼斧神工」。

（天鯨號）

2、鋼管樁、高性能混凝土，把碼頭穩穩紮進海里

除了疏通航道和港口外，修建深水港還需要建設碼頭。碼頭需要承擔幾千上萬噸的貨物的重量，並且設計壽命長，不容許出現差池。滿足這一要求的關鍵，就是將樁深深地打入地下，然後用樁將碼頭支撐起來。

（洋山深水港一般段碼頭示意圖，引自上海建設科技第四期）

工程採用了直徑1.2米的鋼管樁，樁長50餘米，深深地打入海底，用摩擦力控制變形和沉降。為了克服海洋環境的腐蝕作用，鋼管樁還採用了0.7毫米厚的聚氨酯塗料，並在水下及泥下區施加了犧牲陽極的陰極保護。

由於無法像橋墩那樣使用預製構件，在碼頭的修建中，洋山港使用了在當時中國還比較新的高性能混凝土。通過改變混凝土的配方和澆注工藝，並在混凝土中添加外加劑，增加混凝土的流動性和緻密性，減小用水量，使得混凝土可以在較短的時間內形成很高的強度，抵抗離子滲透能力和緻密性也大幅度增強，進而提高耐久性，使之能夠抵抗海水的侵蝕。

（三）工程是個「巨無霸」，越修越智能化

像港口、航道這樣的超級工程，總工期往往長達幾年甚至十幾年，因此人們通常將其分為幾期，修好一部分先用著，同時再進行下一期建設，如此可以提高工程的利用效率。洋山港的建設歷時15年，一共分成四期，涉及到的工程技術也在不斷刷新。

洋山港北港區的一期工程始於2002年，到2005年建成使用，碼頭岸線全長1600米，年吞吐能力220萬標準集裝箱。二期工程在它的旁邊，於2006年12月建成，岸線長1400米，年吞吐量210萬箱。三期工程於2008年12月建成，面積相當於一、二期工程的總和，年吞吐量500萬箱，超過一、二期工程的總和。

如果說這三期工程只是尋常的「巨無霸」，那麼由現代自動化技術加持的洋山港四期則已經不是一個普通的土木工程，而是一隻數百萬噸的機器人。即將於2017年12月投入使用的洋山港四期的岸線只有2350米，但年集裝箱吞吐量卻達到630萬噸，效率遠超普通人工碼頭。

（全自動化的洋山港四期工程，港口上見不到一個人）

如此高的效率依賴的是高度自動化。洋山港四期擁有7個全自動化泊位，是全球綜合自動化程度最高的碼頭。

1、自主研發自動化岸橋、引導車、軌道吊克服陸域狹窄對通行能力限制

在陸域縱深不足的條件下，碼頭採用了「雙小車岸橋——自動引導車（AGV）——自動化軌道吊（ARMG）」技術，突破了陸域狹窄對通行能力的制約。輪船靠岸後，完全自動化遠程遙控的岸橋會主動投入工作，由中國自主研發的雙箱自動化軌道吊配合自動化雙箱岸橋作業，相比起人工操作可以提升50%的工作效率，隨後，50輛全自動化引導小車投入工作，為貨物提供後續運輸。這些小車不僅工作是完全自動化的，就連換電池也是使用機器人，全過程只需6分鐘，這一自動化引導小車換電系統全面打破了歐美的技術壟斷。

洋山港四期智能碼頭極大地釋放了勞動力。過去，一台橋吊需要幾十個工人服務，而現在，只需在中控室看看電腦屏幕、敲敲手指，一個工人就可以操作幾台橋吊。

（自動化集裝箱堆場平面布置。可見不同功能區域被交錯布置，提高效率）

2、無懸臂、單側懸臂箱區混合布置解決海、陸側作業不均衡

洋山港同時也是一座轉口港，許多貨物並不在港口卸下，而是從一船直接運上另一船。在洋山港四期，這種「水-水」轉運所佔的比例高達50%，這使得自動化堆場對陸側和海側作業明顯不均衡。為了解決這一問題，工程師採用了無懸臂、單側懸臂ARMG箱區混合布置的方式。無懸臂箱區僅有海側可以進行海側作業，單側懸臂則可以進入箱區內部。如此，海、陸側ARMG均可實現對海側作業，海、陸側作業不均衡的難題得以解決。

3、啟用建築信息系統使工程每個細節都可追溯

與十年前的艱苦條件不同，如今條件好了，工程師們更追求工程的精密與質量。

洋山港四期的建設全程依託建築信息系統BIM，在這一系統的管理下，工程每天的施工進度都會被原原本本地反映出來，港口使用的每一個預製構件、每根管道，其安裝位置、細部尺寸如何、誤差控制在多少、負責人員、生產廠家都可以進行精密管理。這大大提高了工作的效率，未來哪個構件壞了，都可以在信息平台上進行查找。

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