Лесные порты и склады

Общие сведения. Лесные порты и склады представляют собой предприятия, предназначенные для выгрузки лесоматериалов из судов и плотов на берег, их погрузки с берега в суда, перегрузки лесной продукции на различные сухопутные транспортные средства и частичной переработки лесоматериалов. Кроме того, на таких предприятиях помимо погрузочно-разгрузочных работ часто производятся операции по сортировке леса, его складированию в штабеля, внутрискладской транспортировке и по экспортным поставкам лесоматериалов.
Основным показателем работы таких предприятий является их грузооборот за навигацию или за сутки.
По величине навигационного грузооборота лесные порты и склады подразделяются на четыре категории:
I категория - навигационный грузооборот свыше 3,5 млн. м3;
II категория - грузооборот от 1,0 до 3,5 млн. м3;
III категория - грузооборот от 0,3 до 1,0 млн. м3;
IV категория - грузооборот - менее 0,3 млн. м3.
По месту расположения лесные порты делятся на морские, озерные, речные и канальные. Морские и озерные порты отличаются от речных и канальных общей планировкой акватории и береговой линии. Эти порты обычно создаются искусственно при помощи оградительных сооружений в виде молов, волноломов, пирсов и т. д.

На лесные порты и береговые склады лесоматериалы могут поступать в плотах, судах, автомобильным и железнодорожным транспортом. Отгрузка же лесоматериалов может производиться в суда, железнодорожные вагоны или на автолесовозы. Вид поставки и отгрузки лесоматериалов определяет технологический процесс работы предприятия и систему машин.
В зависимости от основных технологических операций выполняемых на предприятиях, лесные порты и склады классифицируются на переформировочные, перевалочные, выгрузочные и смешанные.
На переформировочных предприятиях главным образом производятся переформировка караванов судов и плотов, а также перегрузка лесоматериалов, при этом все операции преимущественно производятся на акватории рейда.
В перевалочных лесных портах обычно производится выгрузка лесоматериалов из воды и судов с целью дальнейшей транспортировки лесных грузов сухопутными видами транспорта.
На выгрузочных предприятиях главным образом выполняются операции по сортировке, выгрузке лесоматериалов из воды и их последующей подаче на переработку в деревоперерабатывающие цеха.
Если в лесном порту или на береговом складе производятся все виды портовых операций с лесоматериалами, то такие предприятия называют комплексными, или смешанными.
В лесных портах для выполнения операций используют на погрузочно-выгрузочных работах различного рода краны, лебедки, автопогрузчики, продольные и поперечные транспортеры, бремсберги; на сортировке леса - раскаточные устройства, продольные транспортеры с карманами-накопителями или сортировочные устройства на акватории рейда; на переместительных операциях - лесовозы, автопогрузчики, транспортеры, гидравлические лотки и т. д.
Основными элементами лесного порта является водная поверхность - акватория и береговая территория, которые должны быть достаточными для выполнения всех технологических операций и обеспечения необходимого грузооборота предприятия.
В состав акватории входят судовые ходы, рейды, участки для отстоя судов и плавучих механизмов (затоны), подходы к причальным сооружение и местам отстоя.
На береговой территории располагаются необходимые сооружения, здания, дороги, погрузочно-разгрузочные устройства и т. д.
Типы и конструкции причальных, берегоукрепительных, оградительных и лесозащитных сооружений. Гидротехнические сооружения лесных портов и береговых складов предназначаются для защиты их акватории и территории от воздействия водной среды, ударов льда, судов и плотов и безопасного обеспечения всех технологических операций. Эти сооружения подразделяются на: причальные, оградительные, берегоукрепительные, ледозащитные и специальные.
Причальные сооружения предназначаются для швартовки судов и плотов и обеспечения перегрузочных операций.
Оградительные сооружения необходимы для защиты акватории порта или склада от воздействия скоростей течения, волн, льда и наносов.
Берегоукрепительные сооружения возводят для предотвращения разрушение берегов под действием волн, льда и течения.
Ледозащитные сооружения предохраняют наплавные и причальные сооружения рейда от неблагоприятного воздействия льда в период ледохода.
К специальным гидротехническим сооружениям относятся: доки, слипы, эллинги и другие сооружения, необходимые для ремонта судов.
Основные гидротехнические сооружения лесных портов подразделяются по классам капитальности (табл. 42).
Причальные сооружения являются основным и наиболее ответственным видом гидросооружений. Эти сооружения проектируются так, чтобы на подходах к ним были обеспечены необходимые судоходные глубины, а береговая территория, примыкающая к причалам, и транспортные пути, были бы незатопляемыми при расчетных уровнях воды.
Отметка территории лесного порта и берегового склада на свободных реках должна соответствовать уровню высоких вод половодья с расчетной вероятностью превышения: для портов и складов I категории -1 %; Il и Ill категорий - 5 % и IV категории - 10 %. На водохранилищах отметка территории портов и складов назначается на 2 м выше отметки нормального подпорного уровня.

Причальные сооружения могут быть в виде причальных стенок, расположенных по береговой линии и эстакад, идущих параллельно ей и соединяемых с берегом съездами. По конструкции причалы подразделяются на гравитационные (рис. 143, а), свайные в виде сплошных стенок (рис. 143, б) или сквозных сооружений (рис. 143, в); шпунтовые на анкерных опорах (рис. 143, г). Возможно применение причалов комбинированной конструкции. По типу основного материала причалы бывают деревянные, бетонные, железобетонные и смешанной конструкции.

Свайные конструкции экономичнее гравитационных, но они применимы только на грунтах, допускающих забивку свай. Деревянные причалы характерны для небольших лесосплавных предприятий; в перспективе целесообразно проектировать причальные сооружения из сборных железобетонных конструкций. Ho условиям производства строительных работ предпочтительно строить причалы свайного и гравитационного типов из крупных бетонных блоков или ряжей, которые не требуют ограждения объекта строительства водонепроницаемыми перемычками. По эксплуатационным соображениям наиболее удобны причалы в виде вертикальной стенки, позволяющие устанавливать суда и плоты вплотную к территории порта или склада.
Наибольшей надежностью обладают гравитационные причалы. На рис. 144 показан ряжевый причал, загружаемый камнем и устанавливаемый на щебеночно-каменную постель толщиною 1,0...1,5 м, которая выравнивает дно и равномерно распределяет вертикальную нагрузку на грунт основания. Каменная призма вместе с обратным фильтром препятствует вымыву грунта и снижает нагрузку на стенку от распора грунта.

На практике получили распространение причальные стенки гравитационного типа из сборного железобетона Гипроречтранса (рис. 145). При высоте причала от 4 до 14 м он выполняется в виде секционной стенки уголкового типа с контрфорсами и длиной каждой секции 5...6 м. Стенку устанавливают плавучим краном на гравийно-каменную постель (рис. 145, а) или на кладку из бетонных блоков при высоте стенки более 7 м. Вариант причала с уголковой стенкой из сборных железобетонных элементов высотой до 12 м представлен на рис. 145, б. Причал состоит из железобетонной плиты основания, вертикальной стенки, стальной анкерной тяги и монолитного железобетонного шапочного бруса.

При проектировании причальных сооружений рассчитывают потребное количество причалов, протяженность причального фронта и минимальную глубину воды у причала.
Потребное количество причалов устанавливается по формуле:

Пропускная способность причала зависит от типа разгружаемых судов, способа укладки в них лесоматериалов и от вида выгрузочных механизмов. Пропускная способность одного причала за навигацию определяется по зависимости

Протяженность причального фронта одного причала, необходимая для безопасного подхода, стоянки и отхода одного судна (плота), вычисляется по формуле

Под оградительными сооружениями обычно подразумевают волнозащитные сооружения - волноломы и молы, которые обеспечивают нормальные условия для технологического процесса работы предприятий: входа и выхода судов и плотов на акваторию рейда, отстоя их в навигационный период и т. д. Молы одним концом примыкают к берегу, а волноломы не связаны с береговой линией.
Молы могут быть из каменной наброски или бетонных массивов, они выполняют роль причалов, на которых размещаются механизмы для погрузочно-разгрузочных работ.
Волнозащита акваторий рейдов и лесных портов необходима при высоте волны hв > 0,5 м.
Выбор типа оградительного сооружения зависит от волнового режима, глубин воды, геологических условий, ледового режима, наличия местных строительных материалов и других факторов. Одним из главных факторов являются параметры ветровой волны: её высота hв и длина λ.
При длине разгона волны L до 30 км для расчета высоты волны hв можно воспользоваться формулой В.Г. Андреянова:

В ответственных расчетах основные элементы ветровых волн устанавливаются по методике, изложенной в нормативном документе СНиП 2.06.04-82 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения».
Волноломы отличаются по форме поперечного сечения и по принципу гашения волновой энергии. Важнейшие типы волноломов схематично показаны на рис. 147.
Волнолом вертикального профиля (рис. 147, а) выполнен из крупных бетонных блоков, уложенных на каменную постель, его верхняя часть представляет собой железобетонную надстройку. Этот волнолом применяется при достаточно прочных грунтах основания и глубинах воде от 6 до 25 м, он гасит волны любой высоты. Однако удар волны о вертикальную стенку дает значительные волновые нагрузки на сооружение.
Волнолом откосного типа (рис. 147, б) возводится путём наброски в воду крупного камня или бетонных массивов, иногда строительство ведется намывным способом с укреплением откосов и гребня сооружения бетонными плитами по обратному фильтру. Волноломы используются при высоте волны до 4 м. Обычно высота волнолома не превышает 10...15 м, он может использоваться при любых грунтах и любой глубине воды. Эти волноломы весьма эффективно гасят волновую энергию за счет наката волны на откос сооружения и проникновения воды в поры его кладки.

Сквозные волноломы (рис. 147, в) строят из отдельных бетонных быков с опирающимися на них ограждающими элементами. Так как в верхних слоях воды сосредоточена основная часть волновой энергии, то она гасится, в основном, этими ограждающими элементами. Такие волноломы применяются при глубинах H ≤ 3 м; hв/λ ≥ 1/12 и Н ≥ 4hв.
Плавучие волноломы (рис. 147, г, д) состоят из волногасящей наплавной системы, которая закрепляется якорями. Конструкции таких волноломов весьма разнообразны, наиболее эффективно они работают при Н ≥ 4hв.
На лесных рейдах применяют ряжевые волноломы (рис. 147, г) при hв до 1,0...1,5 м. Ряжевый бездонный сруб имеет размеры в плане 26x10 м, высоту в 2 м и размер клеток 2x2 м. Секция ряжа закрепляется четырьмя тросовыми шеймами за якоря. Они устанавливаются в шахматном порядке или в линию перпендикулярно к господствующему направлению ветра.
В перспективе получат распространение наплавные волноломы из пластинчатых материалов (рис. 147, б), его плавучесть обеспечивается за счет заполнения ячеек мата пористым материалом.
Простейшими волнозащитными сооружениями, применяемыми на лесных рейдах, также являются четырехбрёвенные или семибрёвенные пакетные боны, которые эффективно работают при высоте волны до hв < 0,5 м.
Широкое распространение получили и плавучие волноломы из хлыстовых пучков (рис. 148). Этот волнолом состоит из отдельных секций, состоящих из 1...3 ниток четырехпачковых хлыстовых пучков объемом 80...100 м3. На каждый пучок накладывают по две обвязки из стальных канатов диаметром 13 мм. Эти обвязки крепятся пластинчатыми сжимами к канату-лежню диаметром 34...36 мм, прокладываемому по рядам пучков. Концы лежня крепятся за шеймы донных опор-якорей. Торцы пучков закрываются щитами, которые не позволяют выплывать отдельным бревнам из пучка при ветро-волновом воздействии на него.
Береговая полоса лесных складов и причалы портов подвергаются воздействию течения, волн, льда и других природных факторов, поэтому для её защиты возводятся берегоукрепительные сооружения. Эти сооружения подразделяют на тяжелые, легкие и в виде вертикальной стенки. Сооружения тяжелого типа - это бетонные или железобетонные плиты, асфальтовые покрытия, каменная наброска и т. д. К легкому же типу относятся гравийная или щебеночная отсыпка, фашинные и хворостяные покрытия, посадки растений и т. д.
На практике используют и другие способы крепления берегов: наброска из фасонных бетонных блоков, ящики из проволочной сетки (габионы), заполняемые камнем и т. д.
При проектировании берегоукрепления коэффициенты откоса назначаются с учетом угла внутреннего трения грунта и вида крепления. По условиям устойчивости откоса коэффициент откоса т0 назначают: при покрытии гравием т0 ≥ 4, грунтосмесями т0 ≥ 3 и при других конструкциях т0 ≥ 2.

Ледозащитные сооружения - ледорезы - применяются для защиты наплавных сооружений лесных рейдов и причалов от ударов льдин, дробления ледяных полей и направления льда по безопасному направлению в обход защищаемых объектов рейда.
Выбор конструкции ледореза зависит от продолжительности и мощности ледохода, величины и характера колебания уровней воды, а также геологических условий в месте размещения ледозащитных сооружений.