Quy hoạch cảng phân 1 (1984)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
PHÙNG VĂN THÀNH - DƯƠNG VĂN PHÚC

QUY HOẠCH CẢNG

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG
HÀ NỘI - 1984


1

LỜI MỞ ĐẦU
Để đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của cán bộ sinh viên trong các trường đại học
thuộc ngành cảng và đường thủy, chúng tôi biên soạn giáo trình “Quy hoạch cảng”.
Giáo trình “Quy hoach cảng” phù hợp với chương trình giảng dạy và học tập trong các
trường đại học và trung học chuyên nghiệp. Giáo trình gồm ba phần với mười bảy chương và
phần phụ lục. Nội dung bao gồm những vấn đề cơ bản nhất về cảng, các đặc trưng cơ bản về
cảng cũng như các trang thiết bị của cảng: thiết bị bốc xếp và vận chuyển trong cảng, kho bãi,
giao thông cảng, các tòa nhà cảng, cung cấp điện nước và hệ thống thông tin liên lạc của cảng…
Trong khi biên soạn, chúng tôi đã chọn lọc đưa vào những kiến thức cơ bản và hiện đại về
cảng đã và đang được áp dụng ở trong nước cũng như ở nước ngoài. Đồng thời, chúng tôi đã cố
gắng bám sát thực hiện ở Việt Nam.
Chủ trì biên soạn là tập thể bộ môn cảng và đường thủy trường Đại học xây dựng Hà Nội.
Trong đó, các cán bộ phụ trách biên soạn chính là: Phùng Văn Thành và Dương Văn Phúc.


2

MỤC LỤC
PHẦN I:KHÁI NIỆM VỀ CẢNG – CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƢỞNG ĐẾN THIẾT KẾ CẢNG

CHƢƠNG I : Khái niệm chung về cảng.
§1- Vai trò của giao thông đối với nền kinh tế quốc dân.

Trang 8
8

Các loại giao thông.
§2 – Sơ lƣợc lịch sử phát triển cảng.

9

§3 – Cấu tạo cảng.

13

§4 – Phân loại cảng.

14

CHƢƠNG II: Các điều kiện tự nhiên

Trang 19

§1- Điều kiện địa hình và thủy địa hình.

19

§2- Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn công trình.

20

§3- Điều kiện khí tƣợng.

21

§4- Điều kiện thủy văn.

23

CHƢƠNG III: Đội tàu.

Trang 26

§1- Phân loại tàu.

26

§2- Kích thƣớc chính và hình dạng của tàu.

33

§3- Các đặc trƣng cơ bản của tàu.

36

§4- Kết cấu và độ bền của vỏ tàu.

42

§5- Động cơ và chân vịt.

46

§6- Các trang thiết bị trên tàu.

49

CHƢƠNG IV: Đặc trƣng kinh tế giao thông cảng.

Trang 51

§1- Vùng ảnh hƣởng của cảng.

51

§2- Lƣợng hành và lƣợng khách của cảng.

53

§3- Khả năng cho phép của cảng.

54

§4- Lƣợng tàu cảng.

54


3

PHẦN II: CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CỦA CẢNG
BÌNH ĐỒ CẢNG
CHƢƠNG V: Chiều sâu và cao độ cảng.

Trang 56

§1- Chiều sâu cảng.

56

§2- Cao độ lãnh thổ cảng.

61

CHƢƠNG VI: Chiều dài và số lƣợng bến.

Trang 65

§1- Khái niệm về bến.

65

§2- Chiều dài bến.

66

§3- Số lƣợng bến.

74

CHƢƠNG VII: Khu nƣớc và khu đất của cảng.
§1- Khu nƣớc của cảng.
§2- Khu đất của cảng.

CHƢƠNG VIII: Bố trí mặt bằng cảng.

Trang 83
83
104
Trang 107

§1- Yêu cầu tổng hợp bố trí mặt bằng cảng.

107

§2- Yêu cầu và nguyên tắc bố trí các phần tố riêng

111

trên mặt bằng cảng.
§3- Đặc điểm bố trí các loại cảng khác nhau.

134

§4- Bố trí tuyến bến.

142

§5- Bố trí công trình bảo vệ cảng.

151

CHƢƠNG IX: Kênh tàu và tín hiệu đƣờng thủy.

Trang 157

§1- Khái niệm chung và phân loại.

157

§2- Phân tố cơ bản của kênh.

161

§3- Sa bồi trên kênh .

167

§4- Tín hiệu đƣờng thủy.

168


4

PHẦN III: THIẾT BỊ CẢNG.
CHƢƠNG X: Cơ giới hóa bốc xếp trong cảng

Trang 173

§1-Giới thiệu chung
−

173

Ý nghĩa của công tác bốc xếp đối với hoạt động của

cảng.
−

Tình hình bốc xếp trong cảng của ta hiện nay.

−

Hƣớng phát triển của công tác bốc xếp trên thế giới.

§2- Máy bốc xếp làm việc liên tục.
−

Phân loại máy bốc xếp làm việc liên tục.

−

Năng suất của máy bốc xếp làm việc liên tục.

−

Băng chuyền cao su.

−

Băng chuyền xích.

−

Băng vít (Băng ruột gà).

−

Băng quán tính.

−

Gầu chuyền liên tục .

−

Máy vận chuyển bằng khí.

−

Máy vận chuyển bằng sức nƣớc

−

Thiết bị hút rót dầu và sản phẩm dầu.

§3-Máy bốc xếp làm việc chu kỳ .
−

Cần cẩu ô tô ,cần cẩu bánh hơi.

−

Cần cẩu bánh xích,cần cẩu chạy trên ray.

−

Cần cẩu pooc tích ,cần cẩu trục cầu.

−

Cần cẩu cổng.

−

Cần cẩu nổi .

−

Thiết bị lật toa xe.

§4- Các phƣơng tiện vận chuyển hàng trong cảng.
−

Xe chuyển hàng và xe nâng hàng vạn năng.

−

Ô tô và rơ mooc

−

Năng suất của máy làm việc chu kỳ.

§5- Hệ thống cơ giới hóa bốc xếp hàng ở trong cảng.

176

193

206

216


5

−

Những điều lƣu ý khi chọn hệ thống bốc xếp.

−

Cơ giới hóa bốc xếp hàng kiện.

−

Cơ giới hóa bốc xếp hàng gỗ.

−

Cơ giới hóa bốc xếp hàng rời.

−

Cơ giới hóa bốc xếp hàng ngũ cốc.

−

Cơ giới hóa bốc xếp hàng lỏng.

CHƢƠNG XI: Kho cảng.

Trang 252

§1- Khái niệm chung và phân loại.

252

§2- Xác định sức chứa kho .

252

§3- Xác định diện tích kho.

261

§4- Kho hàng kiện.

262

§5- Kho thực phẩm .

272

§6- Kho gỗ.

277

§7- Kho hàng chất đống .

283

§8- Kho hạt.

289

§9- Kho chứa hàng lỏng và hơi.

293

CHƢƠNG XII: Khu bến hành khách.

Trang 298

§1- Khái niệm chung.

298

§2- Xác định số bến khách.

300

§3- Nhà ga hành khách.

306

§4- Bố trí tổng thể khu hành khách.

309

CHƢƠNG XIII: Giao thông của cảng .

Trang 315

A- Giao thông đƣờng sắt.
§1- Khái niệm chung và phân loại đƣờng sắt.

315

§2- Các số liệu cơ bản đƣờng sắt của cảng.

316

§3- Các phân tố cơ bản của đƣờng sắt.

317

§4- Cấu tạo chung của hệ thống đƣờng sắt .

321

§5- Đầu máy và toa xe.

328

§6- Ga và hệ thống đƣờng sắt trong

431

đầu mối giao thông của cảng.
§7- Tính toán thiết bị đƣờng sắt.

425


6

§8- Hệ thống đƣờng sắt trong đầu mối giao thông của cảng.

432

B- Đƣờng ô tô.
§9- Công dụng và phân loại

435

§10- Các yếu tố chính của đƣờng ô tô.

437

§11- Các số liệu cơ bản của đƣờng ô tô.

439

§12- Tuyến bốc xếp hàng và bố trí đƣờng ô tô trong cảng.

442

CHƢƠNG XIV – Các tòa nhà cảng.

Trang 446

§1- Bố trí phân vùng và liên hợp các tòa nhà cảng.

446

§2- Biên chế cảng.

453

§3- Xác định sơ bộ kích thƣớc các tòa nhà cảng.

457

§4- Cơ sở sửa chữa và xây dựng .

459

CHƢƠNG XV:Cấp thoát nƣớc của cảng.

Trang 465

A- Cung cấp nƣớc cho cảng.
§1- Hệ thống cấp nƣớc của cảng.

465

§2- Xác định khối lƣợng tiêu thụ nƣớc của cảng trong ngày đêm. 466
§3- Mạng lƣới cấp nƣớc.

470

B- Hệ thống kênh máng.
§4- Xác định khối lƣợng nƣớc thải.

474

§5- Mạng lƣới kênh máng.

474

CHƢƠNG XVI:Cungcấp điện,hệ thống thông tin liên lạc của cảng. 477
§1- Tính chất và phân loại sử dụng điện của cảng.

477

§2- Phụ tải điện.

478

§3- Xác định năng lƣợng tiêu thụ điện trong năm.

482

§4- Trạm biến thế cảng.

483

§5- Cung cấp điện cho cảng.

484

§6- Hệ thống thông tin liên lạc của cảng.

488

CHƢƠNG XVII: Các trang thiết bị khác của cảng.

Trang 490

§1- Phục vụ kỹ thuật cho tàu.

490

§2- Đội tàu phục vụ cảng.

495

§3- Thiết bị phòng hộ và bảo vệ cảng.

501


7

PHỤ LỤC
1. Đặc trƣng một số loại tàu biển.
2. Đặc trƣng một số loại tàu sông .
3. Đặc trƣng một số loại tàu phục vụ của đội tàu cảng biển.
4. Đặc trƣng kỹ thuật toa xe hàng khổ 1524.
5. Đặc trƣng môt số đầu máy nhiệt ở Liên Xô.
6. Đăc trƣng một số đầu máy điện ở Liên Xô.
7. Số đƣờng sắt trƣớc bến.
8. Đặc trƣng một số ô tô hàng.
9. Đặc trƣng một số ô tô chở xi măng .
10. Đặc trƣng một số ô tô chở vật liệu xây dựng (loại tự đổ đống).


8

PHẦN I

KHÁI NIỆM VỀ CẢNG
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN THIẾT KẾ CẢNG
CHƢƠNG I

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẢNG
§1 – VAI TRÒ CỦA GIAO THÔNG ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ

QUỐC DÂN – CÁC LOẠI GIAO THÔNG
Cảng là tổng hợp những công trình và thiết bị kỹ thuật bảo đảm thuận lợi cho tàu tiến hành
công tác bốc xếp hàng hóa và các quá trình khác. Nhiệm vụ cơ bản của cảng là vận chuyển hàng hóa
hay hành khách từ đường thủy (biển hay sông) lên các phương tiện giao thông khác và ngược lại.
Vai trò của giao thông trong nền kinh tế quốc dân vô cùng quan trọng. Cảng là một bộ phận
của giao thông, là đầu mối của chúng. Bất kỳ một loại sản phầm nào chỉ được sử dụng sau khi nó
được vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng bằng phương tiện giao thông khác nhau (đường
thủy, đường sắt, đường ô tô…). Cảng biển, cảng sông, cảng trên hồ cũng như các ga đường sắt là
nơi chuyển tải hàng hóa từ một loại giao thông này đến giao thông khác. Đó là đầu mối giao thông.
Có nhiều loại giao thông khác nhau: đường thủy (biển sông hay hồ), đường sắt, đường ô tô, đường
ống và đường hàng không. Mỗi loại có một lĩnh vực hoạt động riêng. Trên đất nước chúng ta, do
nền kinh tế phát triển có kế hoạch nên các loại giao thông là một khối thống nhất phát triển. Sự phân
phối hàng hóa và hành khách giữa các loại giao thông khác nhau do kế hoạch nhà nước điều chỉnh
xuất phát từ đặc tính riêng của các loại giao thông và lợi ích kinh tế tốt nhất của nhà nước. Dựa trên
điều kiện đó, nhiệm vụ cơ bản là nâng cao đáng kể khả năng cho phép của cảng, bảo đảm sự lớn
mạnh của ngành vận tải thủy và làm tốt hơn nữa quan hệ giữa giao thông thủy và các loại khác.
Cảng sông thường là đầu mối của hai loại giao thông (đường sông, đường ô tô) hay ba loại
giao thông (đường sông, đường ô tô và đường sắt). Cảng biển và cảng hồ là đầu mối của ba loại giao
thông. Cảng cửa sông là đầu mối phức tạp hơn gồm 4 loại (đường biển, đường sông, ô tô và đường
sắt).
Trong những đầu mối giao thông quan trọng còn có thêm một loại giao thông đường ống dùng
vận chuyển các chất lỏng.


9

Trên thế giới, giao thông đường đường biển được sử dụng rộng rải không những vận chuyển
trong nước mà còn vận chuyển ra nước ngoài. Giao thông biển, xét về lợi ích kinh tế, so với các loại
giao thông khác có những ưu điểm sau:
− Không cần chi phí nạo vét đường đi vì chiều sâu biển và đại dương lớn.

− Chi phí vận chuyển giảm. Ví dụ: chi phí nhiên liệu tính cho 1000T – km đối với đường ô tô là
200kg, đường sắt 59kg, đường sông 35kg, đường biển 34kg.
− Giá thành vận chuyển hạ, năng suất lao động cao (hơn 3 lần so với đường sắt)

§2 – SƠ LƢỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẢNG
Đã từ lâu, đường thủy có liên quan mật thiết đến loài người. Con người đã sống và giao lưu
nhiều trên những bờ sông, bờ biển. Đặc biệt cửa sông là nơi đầu tiên dùng cho tàu ẩn nấp tránh gió
bão. Cửa sông như là “một cổng” cho tàu đi từ biển vào trong trú ẩn, từ đó xuất hiện ở thời cổ xưa
của La-mã tiếng “Cảng” (theo chữ La tinh “portur”) có nghĩa là “cửa ngõ”. Sau đó, danh từ này
được dùng phổ biến trong các ngôn ngữ Châu Phi đương thời.
Đầu tiên, cảng chỉ là nơi tự nhiên dùng cho tàu bè trú ẩn. Dần dần, do thương nghiệp phát triển
xuất hiện những hành trình bằng đường thủy nên tại những nơi trú ẩn tàu người ta đã xây dựng
những thiết bị cần thiết và cảng ra đời. Cảng xuất hiện đầu tiên trên thế giới là cảng Địa-Trung-Hải,
xây dựng năm 3400 trước công nguyên. Sau đó, dọc bờ biển Địa-Trung-Hải hàng loạt cảng được
xây dựng (cảng Tir và Si đôn).
Hình I – 1, bình đồ cảng đời xưa trên bờ Địa-Trung-Hải được xây dựng năm 1200 trước công
nguyên.


10

Bình đồ cảng Tir (Hình I – 2), trong đó thành phố Tir xây dựng trên hai hòn đảo bị phân chia
ra hai phần do co biển. Cảng có 2 bể: bể phía nam có 2 đê chắn, 3 cửa vào; bể phía bắc có 1 đê chắn
sóng, 1 cửa vào. Có 2 đê nối với nhau bởi co biển. Phần dưới nước của đê là những khối đá đổ, tảng
lớn. Để ngăn chặn tàu địch, người ta dùng những xích chắn cửa cảng.

Cảng đời xưa, nổi bật nhất là những cảng xây dựng ở La mã có công trình bảo vệ cảng hoặc
thẳng đứng bằng những khối lớn từ dung dịch pyzolan (pyzolan là tuýt núi lửa nghiền tan có khả
năng rắn chắc dưới nước).
Hình dạng công trình trên mặt bằng tương đối phù hợp (Hình I – 3). Để làm theo kiểu “khung”

bao gồm những trụ riêng, phía trên là những vòm nửa hình tròn. Dưới mái vòm, giữa các trụ đê, đôi
khi dùng làm nơi ẩn nấp cho tàu quân sự, đồng thời cũng là nơi tránh mưa, nắng cho tàu.


11

Một trong những cảng lớn ở La mã là cảng Oxchia (Hình I – 4). Cảng này xây dựng gần cửa
sông Tibr vào thời đế quốc La Mã thứ tám.
Một trong những điểm nổi bật về tổng thể Cảng ở La Mã là cảng Anchium và Txenrly (N I – 5
và H I – 6) dạng của chúng tương tự như cảng hiện đại bây giờ
Cảng La Mã có một gía trị cao đóng góp lớn vào nền văn hóa kỹ thuật lúc đó. Các cảng này bị
phá hủy cùng với sự suy sụp của Đế quốc La Mã.
Trải qua hàng nghìn năm sau, vào thời kỳ Phục Hưng, dưới chế độ phong kiến, thương nghiệp
phát triển đã xuất hiện những cảng đầu tiên ở Hà Lan, Ý, sau đó ở Anh. Điều này, trùng với sự phát
triển đường thủy và sự khám phá châu Mỹ.
Đầu thế kỷ XIX, kết cấu cảng thay đổi cơ bản, kích thước tàu tăng lên, đòi hòi chiều sâu trước
bến tăng cần phải nạo vét bể cảng và lạch tàu. Điều này tạo điều kiện xuất hiện các máy móc nạo
vét. Sự xuất hiện đường sắt làm giảm nhẹ vận chuyển, thúc đẩy cảng phát triển.
Sau này, do khoa học kỹ thuật phát triển, cảng ngày càng được mở rộng và hoàn thiện hơn.
Cảng đã được sử dụng những trang bị hiện đại, tăng năng suất bốc xếp hàng, nên dần dần cảng được
cơ giới hóa, tự động hóa quá trình sản xuất.


12


13

§3 - CẤU TẠO CẢNG
Cảng hiện đại là tổng hợp những công trình và những thiết bị bảo đảm cho tàu đậu lâu yên

tĩnh để thực hiện quá trình bốc xếp hàng từ tàu lên bờ và ngược lại (chỉ trừ một vài trường hợp cảng
có ý nghĩa riêng, không có tính chất giao thông). Tất cả các cảng đều cấu tạo thành hai khu: khu đất
và khu nước (H.I – 7).

1. Khu nƣớc của cảng.
Khu nước của cảng bao gồm: lạch tàu vào cảng; khu nước dùng cho tàu quay vòng khi ra vào
cảng (chờ đợi tuyến bốc xếp hàng hay chờ đợi ra khơi) ; khu nước dùng cho tàu bốc xếp hàng hóa
và đi lại ở ngay sát với đường bờ; khu tăng bo của tàu (khu nước dùng cho tàu bốc xếp hàng ngay
trên nước) dùng chuyển hóa hàng hóa từ tàu này sang tàu khác.

Ở những cảng có công trình bảo vệ cảng (đê chắn sóng) ta cần phân ra khu nước bên ngoài và
bên trong (so với công trình bảo vệ cảng). Khu nước ngoài bao gồm: lạch tàu, khu chờ đợi tàu được
bố trí ngoài phạm vi đê chắn sóng – khu nước trong bao gồm khu nước còn lại.
Kênh dẫn tàu vào cảng chỉ có ở những cảng bố trí ở bờ nông cạn, tàu bè không đi lại được.
Muốn từ ngoài khơi vào cảng người ta phải đào một kênh dẫn tàu vào trong. Chiều dài kênh dẫn tàu
từ 10 cây số đến hàng trăn cây số.

2. Khu đất của cảng.
Khu đất của cảng gồm khu trước bến và khu sau bến. Khu trước bến là khu đất kề liền với khu
nước, bao gồm: tuyến bến; thiết bị bốc xếp; đường cần trục và đường giao thông trước bến; khu kho
bãi chứa hàng. Đối với cảng khách, khu trước bến bao gồm cảng tuyến bến, nhà ga hành khách.


14

Thành phần cấu tạo khu trước bến, tùy theo loại cảng và tính chất của cảng có thể hơi khác nhau một
chút.
Khu sau bến bao gồm: Tuyến bốc xếp hàng sau kho, khu kho chứa hàng bảo quản dài hạn (dãy
kho thứ hai) , các tòa nhà phục vụ cho sản xuất như: nhà sinh hoạt công nhân, xưởng sữa chữa, nhà
ăn, y tế,…

Khu trước bến và sau bến tạo thành lãnh thổ cảng. Ngoài ra ta còn lãnh thổ ngoài cảng là khu
vực lãnh thổ cảng nằm ngoài phạm vi cảng. Lãnh thổ ngoài cảng được bố trí nhà ở công nhân viên
chứa của cảng: nhà ăn, xưởng giặt, bách hóa,thư viện, câu lạc bộ, rạp hát và chiếu bóng, xưởng sữa
trung tâm….
Để phục vụ cho công tác bốc xếp và vận chuyển hàng hóa cần thiết phải có các thiết bị cảng.
Thiết bị cảng bao gồm: các máy bốc xếp và vận chuyển ở tuyến trước bến trong kho, ngoài kho; các
thiết bị sữa chữa các phương tiện trong cảng; thiết bị cung cấp nước và thoát nước; thiết bị cung cấp
năng lượng (điện năng, nhiệt năng…); thiết bị thông tin liên lạc; hệ thống giao thông (đường sắt và
đường ô tô); thiết bị an toàn lao động và phòng chống cháy; các tòa nhà sản xuất và phục vụ sản
xuất.
Ngoài các nhân tố trên, trong cảng còn có các phương tiện cung cấp nhiên liệu cho tàu,
phương tiện lai dắt tàu ra vào cảng (xuồng, ca nô lai dắt…).
Trong phạm vi khu nước và khu đất của cảng, đôi khi bố trí các yếu tố không liên quan đến
quá trình hoạt động của cảng như: xưởng đóng, sữa chữa tàu; các thiết bị nâng hạ tàu, cơ sở trang bị
cho đội tàu kỹ thuật; các cơ quan xây dựng cảng. Các yếu tố này, nếu bố trí trong cảng, cần phải bảo
đảm không làm trở ngại đến công tác cảng.
Trong thành phần của cảng, còn bao gồm các công trình thủy như: công trình chắn sóng và
bảo vệ bờ; công trình bến cảng; công trình nâng hạ tàu ( nếu trong cảng có bố trí phương tiện này).

§4 – PHÂN LOẠI CẢNG
Cảng có rất nhiều loại khác nhau. Ta có thể phân loại cảng theo công dụng, vị trí địa lý, theo ý
nghĩa kinh tế giao thông và theo lượng hàng.

1. Phân loại cảng theo công dụng bao gồm:
Cảng quân sự hay là cơ sở phục vụ cho hạm đội tàu của hải quân. Cảng này, khác với cảng
thương nghiệp, có độ sâu lớn để đổ tàu và di chuyển tàu, có khu nước lớn để cung cấp cho nhiệm vụ
quân sự và sữa chữa tàu. Sau đó là khu đạn pháo và các hầm dự trữ lương thực thực phẩm. Ngoài ra
còn các thiết bị xây dựng công sự.

15

Cảng dân sự có thể chia ra các nhóm: nhóm cảng giao thông hay cảng thương nghiệp, còn gọi
là cảng thông dụng hay cảng tổng hợp, nhóm cảng chuyên dụng.
Thương cảng hay cảng tổng hợp dùng chủ yếu để bốc xếp và vận chuyển hàng hóa và hành
khách. Thường hàng hóa của cảng này bao gồm nhiều loại khác nhau (hàng bao kiện, hàng than,
quặng, vật liệu xây dựng, hạt, gỗ, dầu…). Ở nước ta có cảng Hải Phòng, Hà Nội, Nam Định…
Cảng chuyên dụng là cảng chuyên môn bốc xếp một loại hàng nào đó (ví dụ cảng than, cảng
gỗ…). Đôi khi loại cảng này có nhiều loại hàng nhưng loại hàng chính phục vụ cho cảng vẫn giữ vai
trò nổi bật. Các thiết bị của cảng được chuyên môn hóa rất lớn để phục vụ cho loại hàng nói trên. Ở
nước ta có cảng Cửa Ông, Hòn Gai chuyên môn bốc dỡ than.
Cảng trú ẩn ( H I – 8 ) phục vụ cho tàu hàng và khách, trú ẩn trên đường đi tránh gió bão và
sóng lớn.


16

Cảng gồm có khu nước kín sóng gió dùng cho tàu đổ. Trong một vài trường hợp, cảng này còn
dùng làm cảng đánh cá và trên bờ có trang bị các thiết bị phục vụ cho bốc xếp và vận chuyển cá.
Trên biển, cảng trú ẩn còn có tác dụng đỗ tàu bị tai nạn ở dọc đường. Trên hồ chứa nước, cảng trú ẩn
dùng cho tàu sông và bè mảng tránh bão và sóng lớn. Trong cảng có các phương tiện sữa chữa, nâng
hạ tàu phục vụ cho tàu bị tai nạn.
Cảng cấp nhiên liệu trên những hành trình đại dương lớn gọi là những “ nhà ga biển”. Cảng
này cung cấp nhiên liệu cho tàu đi đường để giảm lượng dự trữ nhiên liệu quá lớn của tàu khi đi
quãng đường xa, tăng sức chứa hàng có lợi cho tàu. Tàu đi qua, ghé vào những “nhà ga biển” này
lấy nhiên liệu rồi lại tiếp tục cuộc hành trình. Ngoài ra, cảng còn cung cấp cho tàu nước ngọt, thực
phẩm cần thiết… hoặc có thể tiến hành sữa chữa nhỏ cho tàu. Ví dụ “nhà ga biển” được xây dựng
trên đường hành trình đại dương lớn từ Châu Phi sang Viễn – Đông vòng quanh Ấn Độ Dương hay
đi theo đường biển Liên Xô.
Ta còn có nhóm cảng công nghiệp phục vụ cho các xí nghiệp trên biển, sông hồ. Quan trọng

nhất của nhóm cảng này là cảng của xí nghiệp đánh cá phục vụ cho cơ sở chế biến cá và tàu dánh cá.
Cảng có được trang bị kho ướp lạnh và các cơ sở chế biến cá, ngoài ra cảng còn phục vụ cho tàu săn
cá voi và các động vật biển khác.
2. Theo vị trí địa lý ta phân ra:
Cảng biển, cảng sông, cảng hồ, cảng đầm, cảng trên đảo.
Cảng biển có nhiều loại: cảng hở bố trí trên bờ biển chịu trực tiếp sóng gió ngoài khơi. Để bảo
đảm cho cảng hoạt động bình thường, cảng cần có đê chắn sóng vào cảng.
Cảng trong vịnh kín sóng gió, được các địa hình thiên nhiên che chắn như cảng Cửa Ông, Hòn
Gai trong vịnh Hạ Long.
Ngoài ra, còn có nhóm cảng trong vịnh nữa kín, nữa hở chịu tác dụng theo một hướng sóng
gió nhất định.
Cảng kín hay cảng thủy triều được bố trí trên bờ biển cửa sông có dao động mực nước triều
lớn. Khu nước của cảng ăn sâu vào bờ tách riêng với biển bằng âu tàu. Mực nước trong cảng khác
khác với mực nước ngoài biển.
Cảng đầm hay vùng bố trí trong những vùng riêng ngăn cách với biển bởi các cồn cát. Những
cảng này phần lớn bố trí trên bờ những đầm lớn hay hồ lớn, có những kênh dẫn nối cảng với biển.
Những cảng này không cần công trình bảo vệ (H I – 9).


17

Cảng trên đảo là cảng bố trí trên những hòn đảo thiên nhiên hay nhân tạo cách xa bờ.
Cảng cửa sông bố trí ở những cửa sông lớn ra phía biển hay vào sâu trong sông cách cửa sông
không lớn. Ở ta có cảng Hải phòng bố trí ở cửa sông Cấm vào sâu phía trong sông.
Cảng trên hồ bao gồm cảng đầu mối thủy lợi và cảng của xí nghiệp hồ. Cảng trong đầu mối
thủy lợi dùng cho tàu đỗ trước khi qua âu để phân chia thành lập đoàn tàu (H I – 10). Cảng của xí
nghiệp trên hồ để cung cấp nguyên liệu và xuất sản phẩm của xí nghiệp.
Cảng sông được bố trí dọc trên hai bờ sông, ở phía bờ lõm của đoạn sông để đảm bảo độ sâu
cho tàu và tránh bồi lắng của bùn cát.

18

3.

Theo ý nghĩa kinh tế giao thông ta chia ra:
Cảng quốc tế, cảng trong nước và cảng địa phương. Cảng quốc tế mang tính chất trung tâm
thương nghiệp. Cảng trong nước phục vụ cho vận chuyển ven biển. Cảng địa phương phục vụ cho
các khu vực nhỏ kề liền với cảng.

4.

Theo lƣợng hàng của cảng ta có:
Cảng cấp I , II , III , IV . Ở chúng ta đang tiến hành phân cấp cảng theo lượng hàng.


19

CHƢƠNG II

CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ẢNH HƢỞNG ĐẾN
THIẾT KẾ CẢNG
Các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng rất lớn đến thiết kế và xây dựng cảng là:
1. Điều kiện địa hình và thủy địa hình (đặc trưng vùng bờ và đáy bờ)
2. Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn công trình khu vực dự định xây dựng cảng (cơ cấu địa
chất, thành phần và tính chất đất)
3. Điều kiện khí tượng (gió ,mây, mù, mưa, độ ẩm, độ bốc hơi, nhiệt độ không khí)
4. Điều kiện thủy văn (dao động mực nước, sóng ,dòng chảy…)

§1 – ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH VÀ THỦY ĐỊA HÌNH

Điều kiện địa hình và thủy địa hình ảnh hưởng lớn đến lựa chọn vị trí cảng, sự đi lại của tàu bè
và vốn đầu tư xây dựng cảng. Khu vực địa hình cần khảo sát đối với cảng gồm: khu đất gần bờ, khu
nước đáy vùng gần bờ có tính đến kênh dẫn vào cảng cũng như các tòa nhà và công trình khác.
Chúng ta lần lượt khảo sát một số đặc trưng và tính chất bờ và đáy sông hay biển ảnh hưởng đến
thiết kế và xây dựng cảng.

1. Địa hình vùng ven biển, phụ thuộc vào hình dạng đƣờng bờ ta có các loại sau:
Loại bờ thẳng có dạng địa hình bằng phẳng, thoải đều, bờ khúc khuỷu hình thành các vịnh,
vũng đầm… có những cồn cát, che chắn gió tốt. Bờ biển vùng núi có đường bờ dốc, cao, độ sâu lớn
có địa hình che chắn tự nhiên tốt. bờ biển hình loa thường gặp ở vùn cửa sông. Vùng này thường bị
bãi bồi chắn, nông cạn, tàu bè ra vào khó khăn cần phải nạo vét luôn.
Để bảo đảm lựa chọn vị trí đặt cảng cũng như giải quyết các vấn đề bố trí tổng thề cảng, ta cần
thành lập các tài liệu sau:
Bình đồ địa hình và thủy địa hình khu vực xây dựng cảng với tỷ lệ 1: 10000; 1:5000 ; 1:2000.
Đối với vùng địa hình phức tạp cần thành lập với tỷ lệ 1:1000 ; 1:500.
Diện tích khu vực xây dựng cảng cần đảm bảo từ 5 đến 10km2 , đường đồng mức độ cao và
chiều sâu cách nhau 0.5~1m.

2. Địa hình cửa sông
Địa hình cửa sông thường gặp là cửa sông hình loa hay tam giác châu. Tại cửa sông hình loa
chiều sâu nhỏ có nhiều bãi cát ngầm. Cửa sông hình tam giác châu nhiều bùn cát lắng đọng tạo


20

thành những roi cát. Cồn cát, bãi cát ngầm và lòng sông bị chia thành nhiều nhánh nhỏ độ sâu khác
nhau.
Đề xây dựng cảng cửa sông, ta cần khảo sát đầy đủ địa hình vùng cửa sông, vấn đề bồi sói,
dòng chảy, khối lượng bùn cát di chuyển trong năm.

3. Địa hình bờ sông
Bờ sông luôn luôn chịu tác dụng của sóng và dòng chảy tạo thành dạng hình sin trên mặt bằng.
Dòng chảy là nguyên nhân chủ yếu làm biến dạng bờ tạo thành bờ lõm và bờ lồi. Bờ lõm, khu nước
sâu, nên thường chọn đặt cảng. Trái lại, phía bờ lồi, chiều sâu nhỏ, dòng chảy yếu có nhiều bồi cạn.
Ngoài những điểm đặc biệt trên những nơi bờ sông cao rất nguy hiểm dễ xảy ra hiện tượng trượt và
lở bờ không lợi cho cảng.

§2 – ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT
THỦY VĂN CÔNG TRÌNH
Tất cả các công trình cảng như đê chắn sóng , công trình bến , kho, nhà cửa, đường sắt , đường
cần trục… đều bố trì dựa vào điều kiện địa chất cẩn phải đảm bảo ổn định và hoạt động bình thường
trong quá trình khai thác. Ngoài ra cần phải tính đến tính chất đất dưới đáy vùng gần bờ khi tiến
hành nạo vét, thả neo, đổ tàu… Địa chất là một trong những điều kiện vô cùng quan trọng, quyết
định hình dạng và loại công trình cảng, quyết định giá thành xây dựng và quá trình hoạt động của
cảng, cho nên trong giai đoạn thăm dò cần phải biết đầy đủ các yếu tố sau: tính chất của đất, mặt cắt
địa chất khu vực xây dựng cảng. Để xác định tính chất của đất, ta cần nghiên cứu và thí nghiệm các
mẫu đất lấy từ các lỗ khoan, cũng như bằng phương pháp thí nghiệm đất ngoài hiện trường. Mạng
lưới lỗ khoan thao trục công trình cách nhau 10 ~ 50 m và 150~ 250m về hai phía trục của công
trình (phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể, sự đồng nhất của đất, sự xắp xếp các lớp đất và từng giai
đoạn thiết kế). Các mặt cắt địa chất của đất được thành lập dựa vào mạng lưới các lỗ khoan và kèm
theo các đặc trưng của đất.
Nước trong đất đóng vai trò quan trọng trong xây dựng và hoạt động của cảng. Chúng ta cần
nghiên cứu chế độ mực nước trong đất, giao động mực nước trong năm, thành phần hóa học và tính
xâm thực của nước đối với vật liệu công trình. Cần nghiên cứu tốc độ chuyển động của nước ngầm
để xác định khả năng sói lở nền công trình và độ lún không đều của chúng. Nước trong đất còn là
nguyên nhân gây ra hiện tượng trượt.


21

§3 – ĐIỀU KIỆN KHÍ TƢỢNG
Các điều kiện khí tượng ảnh hưởng lớn đến thiết kế cảng bao gồm: gió bão, độ ẩm không khí,
mây mù, mưa, bốc hơi, nắng, nhiệt độ không khí…
1. Gió:
Gió ảnh hưởng đến lưa chọn vị trí cảng để đảm bảo phòng hỏa và vệ sinh của cảng cũng như
dân cư xung quanh. Phụ thuộc vào tần suất và hướng gió chủ yếu trong năm, ta bố trí các khu bến
hàng hóa ( ví du: hàng than bụi bố trí cuối hướng gió chủ yếu so với các loại hàng khác, khu bến dầu
bố trí cuối hướng gió để tránh hỏa hoạn). Gió ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của các thiết bị bốc
xếp như: cần trục cổng, băng vận chuyển hàng rời… Hướng gió quyết định hướng cửa cảng và lạch
tàu vào cảng. Lực của gió ảnh hưởng đến tính toán công trình bến và công trình bảo vệ. Dưới tác
dụng của gió gây ra lực va cộp của tàu, lực neo tàu và gây ra sóng tác dụng vào công trình ảnh
hưởng đến điều kiện làm việc của tàu. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới của ta, ngoài ảnh hưởng
của gió còn xét ảnh hưởng của bão với gió cực mạnh (lớn hơn 30 m/s) đến thời gian khai thác của
cảng, đi lại của tàu bè tránh gió bão.
Để thiết kế và xây dựng cảng, ta cần biết các đặc trưng của gió: tốc độ, hướng gió, tần suất
gió, chu kỳ gió thổi, chiều dài đá gió. Tất cả các số liệu về gió cũng như các số liệu khí tượng khác,
ta có thể sưu tầm ở các trạm khí tượng trung ương hay các địa phương. Hướng gió được ghi theo 8
hướng có khi 16 hướng.
Để biểu thị tính chất của gió đối với cảng ta thành lập hoa hồng gió theo tần suất và tốc độ gió
( H II – 1). Để dựng hoa hồng gió ta cần có đủ số liệu về gió để quan trắc lớn hơn 10 năm.


22

2. Độ ẩm không khí
Độ ẩm không khí ảnh hưởng đến việc bào quản hàng hóa trong kho. Độ ẩm được đặc trưng
bởi độ ẩm tuyệt đối và tương đối, độ ẩm lớn nhất, nhỏ nhất trong năm hay tháng độ ẩm trung bình
của nhiều năm thống kê.
3. Mây mù
Mây mù thường xuất hiện trên mặt biển, mặt sông, ảnh hưởng tàu bè ra vào cảng và thời gian

khai thác của cảng. Vì vậy, ta cần biết số ngày có mây mù trong năm và độ đậm đặc của mù.
4. Mƣa và dộ bốc hơi
Mưa ảnh hưởng nhiều đến công tác bốc xếp hàng của cảng. Ở nước ta có những trận mưa lớn
kéo dài làm tê liệt hoạt động của cảng. Để có số liệu về mưa ta cần biết: lượng mưa (lớn nhất, nhỏ
nhất, trung bình) trong năm, tháng. Lượng mưa thường đo bằng (m.m). Ngoài ra, cần biết thời gian
kéo dài của những trận mưa, số ngày có mưa trong năm.
Độ bốc hơi ảnh hưởng đến bảo quản hàng hóa. Độ bốc hơi phụ thuộc vào tốc độ gió, nhiệt độ
và độ ẩm không khí.
5. Nhiệt độ và áp lực không khí
Nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến việc bào quản hàng hóa. Về mùa hè, nhiệt độ không khí ở
nước ta có thể đến 35~400C, ảnh hưởng lớn đến các bãi hàng hóa dễ cháy (như dầu hỏa, xăng…)


23

cũng như bào quản các loại hàng chống thiu thối (cá thịt, rau, hoa, quả…). Nhiệt độ không khí ảnh
hưởng đến thiết kế kho bảo quàn hàng hóa và điều kiện làm việc của công nhân. Chúng ta cần biết
các số liệu như: nhiệt độ không khí cao nhất, thấp nhất, trung bình từng năm tháng.
Áp lực không khí có ý nghĩa thực tiễn đối với thời gian khia thác và hoạt động của cảng. Áp
lực trung bình của không khí bằng 760 mm cột thủy ngân. Gần đây, trên thế giới sử dụng đơn vị áp
lực mới là bar. Một bar bằng 106 đin/cm2 tương ứng với 750.1mm cột thủy ngân.

§4 – ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN
Các yếu tố thủy văn trong thiết kế xây dựng cảng cần xét tới: giao động mực nước, sóng, dòng
chảy, sa bồi và tính chất nước biển.

1. Giao động mực nƣớc.
Giao động mực nước ảnh hưởng đi lại của tàu bè ra vào cảng, gây ra chìm ngập lãnh thổ khi
nước lũ, hoặc gây ra bồi cạn khi nước kiệt. Giao động mực nước nhiều hay ít cho phép ta xác định
đúng đắn các thiết bị bốc xếp phù hợp, phương thức làm việc và sơ đồ cơ giới hóa hợp lý, các kiểu

kết cấu bến…
Giao động mực nước sông hay biển do các nguyên nhân sau: các yếu tố thiên văn gây ra thủy
triều; các yếu tố khí tượng: gió gây ra hiện tượng nước dâng, nứơc hạ, thay đổi áp lực khí quyển gây
ra hiện tượng sóng đứng, bốc hơi làm mực nước hạ xuống, dòng nước sông chảy ra biển cũng làm
ảnh hưởng đến giao động nước biển.
Thủy triều là hiện tượng giao động mực nước biển và đại dương do ảnh hưởng của sức hút mặt
trời và mặt trăng. Các số liệu về thủy triều cần biết: chế độ thủy triều, trị số cực đại (nước lớn) và
cực tiểu (nước dòng) và biên độ thủy triều.
Hiện tượng nước dâng và hạ thường xảy ra ở các bờ cạn, trong các vịnh dài, hẹp hay cửa sông
khi chuyển động của khối nước trùng với hướng gió, gió thổi vào bờ làm mực nước tăng lên ta có
hiện tượng nước dâng, ngược lại ta có nước hạ trong trừng hợp này, giao động mực nước đạt tới 2 3m và lớn hơn, chu kỳ kéo dài 2 – 3 ngày đêm.
Sóng đứng chỉ có ở rất ít một số biển ( biển Ban tích, Caspien, Adop…) có biên độ từ
7~100cm, chu kỳ từ một vài phút đến hàng chục giờ.
Người ta thường quan sát và ghi lại các giao động mực nước trong ngày, tháng, năm và thành
lập hành trình mực nước, các trị số của nó và xây dựng đường cong tần suất, đường cong bảo đảm
mực nước. Để thiết kế và xây dựng cảng, ta cần biết các đường cong tần suất và bảo đảm mực nước,


24

từ đó xác định theo quy phạm các mực nước cao nhất và thấp nhất thiết kế ứng với các tần suất và
suất bảo đảm khác nhau.

2. Sóng.
Sóng xuất hiện trên sông biển và hồ chứa nước ảnh hưởng đến các thiết kế và xây dựng cảng .
Sóng ảnh hưởng đến bố trí công trình bảo vệ cảng và xác định kích thước của chúng , bố trí lối vào
cảng và quá trình bốc xếp hàng của tàu
Các thông số cơ bản của sóng cần khảo sát (H II – 2 ): chiều dài sóng , chiều cao h, chu kỳ ,
tốc độ c, tần suất lặp lại của sóng theo các hướng khác nhau, áp lực sóng v..v… Các thông số sóng
phụ thuộc vào chiều dài đà sóng , tốc độ và chu kỳ gió thổi , chiều sâu nước , hình dạng bờ và đáy

bờ . Sóng gây ra do các nguyên nhân sau : gió , động đất , hiện tượng thủy triều ( ta có sóng gió ,
sóng động đất , sóng thủy triều ) sóng xuất hiện

khi có gió hoặc khi không có gió . Loại thứ hai : ở nơi khi gió ngừng thổi hay khi sóng lan rộng ở
khu vực không có gió.

3. Dòng chảy
Sự di chuyển của khối nước đáng kể trên khoảng cách lớn gọi là dòng chảy . Dòng chảy có thể
xuất hiện ở sông , hồ và ở biển ( ở biển gọi là dòng hải lưu ). Trên kênh dẫn tàu vào cảng và trong bể
cảng , trong một vài trường hợp dòng chảy làm trở ngại chuyển động của tàu . Dòng chảy gây ra di
chuyển bùn cát làm bồi lắng lối vào cảng , bể cảng , kênh dẫn tàu.
Hải lưu là dòng chảy do lực tiếp tuyến của gió với mặt biển tạo thành . Hướng dòng chảy do
lực côriôlis ( do quả đất tự xoay ) nên thường bị lệch với hướng gió một góc nhất định . Càng xuống
sâu , lưu tốc dòng chảy giảm rất nhanh và hướng dòng chảy so với hướng gió càng lệch nhiều hơn .
Dòng chảy do lực hút thiên thể gây ra gọi là dòng triều , Ngoài ra dòng chảy còn do mật độ
nước biển gây ra , do phân bố khí áp …