湄洲湾罗屿作业区港口铁路支线方案优化
1 前言
湄洲湾位于福建东南沿海中部，根据《福建省沿海港口布局规划》，湄洲湾将重点发展石化、能源、原材料、装备制造业、修造船等临港工业，建设成为具有大宗干散、液散等货物储备、中转、运输功能的综合性港口。

湄洲湾东吴港区罗屿作业区位于湄洲湾北岸中部，作业区前沿海域宽阔、深槽稳定，地质优良、掩护条件好，是理想的建港场所。

2 港口的性质与功能
罗屿作业区以矿石等大宗干散货运输为主，重点为后方临港产业开发和腹地大宗散货转运服务，逐步发展成为服务水平高、通过能力大、辐射范围广的现代化散货物流中心。

根据罗屿作业区的性质、作用以及经济社会对其发展要求，罗屿作业区将具备装卸配储、中转、运输组织管理、综合服务等功能。

3 集疏运量预测
罗屿作业区货种以矿石、煤炭、木片等大宗干散货为主，兼顾钢材、机械设备、纸浆等件杂货，根据中交水规院2008年对福建、江西、湖南等腹地经济运量调研和分析预测，罗屿作业区到2015年货物吞吐量约2930万t，2020年约4840万t，2030年预计为8300万t，罗屿作业区集疏运主要依靠公路、铁路、皮带输送机运输，其中铁路运量2030年将达3390万t。

4 罗屿作业区规划
罗屿岛天然面积0.86 km2，环岛天然岸线长度4.4km。

规划形成人工岸线约8.5km，其中西侧及西北侧岸线水深条件最优，天然水深多在15~25m，为主要的深水码头岸线（长约4.2km），规划建设5~25万t级大型专业化干散货泊位（见表1和图1），港口通过能力将超过1亿吨。

通过填海工程在罗屿岛南北部形成约4.67km2的陆域（纵深约500~1000m），用于码头装卸、堆场、公路铁路装卸、管理商务及生产辅助等区域的建设，再通过公路、铁路、皮带机把罗屿岛与后方陆域有效连接。

表1 罗屿作业区泊位规划一览表
5 陆岛连接方案
罗屿作业区原规划陆岛连接方案自塔林至罗屿中部架设公路、铁路和皮带机三座桥，上岛后铁路分叉一条进入8#、9#泊位，一条平行于西侧岸线（见图1）。

原方案在设计时，仅考虑罗屿作业区9#、10#泊位的使用需求，未考虑整岛开发需要，因此选择距离最近的连接方案。

随着湄洲湾周边地区基础设施的建设，港区可与铁路、高速公路、国道、省道和机场等有机地连接，集疏运条件不断改善，若干大型临港工业项目亦即将建设，将有力地促进港口建设的跨跃式发展。

罗屿作业区近期将进行整岛连片开发，规划建设大型专业化干散货泊位。

如何解决其与后方陆地连接关系到罗屿作业区的持续健康发展，合理而顺畅的连接对于提高码头作业装卸效率、提高集疏运能力、保证港口中远期发展具有极为重要的意义。

图1 罗屿作业区原规划平面图
5.1 原陆岛连接方案分析
原陆岛连接方案的跨海桥梁路径最短，有利于节约建设成本，但在实际运营过程中，原陆岛方案布置主要存在以下问题：
（1）铁路作业线偏短，降低铁路装车效率
原罗屿作业区铁路支线设计列车牵引质量4000t、到发线有效长度850m，铁路支线设计通过能力约800万t/年。

铁路上岛后分为两条路径，一条垂直西侧岸线（至9#、10#泊位后方），另一条平行于西侧岸线位于堆场后方。

受场地限制，两条铁路装卸线的直线段长度分别约为700m 和1000m；铁路跨海大桥标高13.85m（当地理基，下同），而罗屿岛规划陆域高程为9m，铁路经由跨海大桥进入堆场区须放坡降低高差，桥与陆域衔接段放坡高差近4m，导致装卸线有效长
度进一步压缩，岛上须增设公铁立交，对公路交通也产生阻碍。

经核算，9#号、10#泊位后方铁路车场有效长度仅能满足半列车到发装卸的需求，列车到港需首先在莆田港湾站进行解编，以半列车长进入车场装卸，完成后再进入港湾站重新编组，该装卸工艺布置对铁路装车作业效率影响较大（约为整列车到发作业效率的40%），限制了铁路疏运能力发挥。

根据罗屿作业区深水岸线资源条件，港口吞吐量随腹地需求逐步增长，将达到或超过1亿t，但是因铁路装卸线有效长度不足，远期铁路疏港条件将成为制约罗屿作业区大规模发展的瓶颈。

（2）铁路不合理用地使罗屿岛土地更为紧张
罗屿岛土地面积相对于其优良的深水岸线明显不足，尤其是大宗干散货堆场要求尽量规整，而铁路弯段占用大面积宝贵陆域，土地利用不经济不合理；进岛铁路分为两条支线，比集中布置占用更多的土地资源，且两线到发列车增加了调度协调难度，制约装卸能力的提升，同时过多的铁路支线对公路交通也有一定的影响。

（3）桥墩的阻水作用减少了纳潮量
原方案分别建设公路、铁路、皮带机3座桥， 3座桥桥墩距分别为40m、32.7m和40m，桥墩迎水面宽度分别为14×2m、19×2.3~3.75m和14×2m，各桥桥位、墩距、墩径不同，对水流具有较为明显的阻碍作用，每座桥造成海峡过水面积减小4%~10%，根据数模研究成果三座桥叠加影响后造成罗屿岛东汊道的纳潮量减少超过20%。

5.2优化后的陆岛连接方案
在对罗屿作业区港口货物吞吐量、公铁集疏运总量、港口功能定位等进行分析论证后，提出新的铁路进出岛方案，即从石门澳中部经林浆纸厂区北侧至罗屿岛北端上岛，公路和皮带机沿铁路线布置，岛上铁路布置在罗屿作业区东侧（见图2）。

优化后的陆岛连接方案突破规划铁路运输能力瓶颈、完善装卸工艺系统、降低对水动力影响，并有效地控制了成本
图2 新陆岛连接方案平面图
图3 潮流分界位置示意图
（3）降低罗屿作业区开发建设成本
原方案拟分别建设公路、铁路、皮带机桥，总造价约2.07亿元，其中公路桥0.94亿元，约合15.4万元/延米；铁路桥0.37亿元，约合3.8万元/延米；皮带机桥（宽度16.3m）0.76亿元，约合12.4万元/延米。

新方案连岛路径采用堤桥结合方式，估算总投资约2.29亿元，其中引堤长2000米，投资约1.66亿元。

北端连岛堤/桥相对于原方案总费用增加约0.22亿元。

虽然新陆岛连接方案投资略大于原方案，但由于连岛堤的建设，使得罗屿岛填海造陆工程得到一条便捷的施工通道，也是供水、供电、通信等配套设施建设的最佳依托条件，对罗屿作业区港口整体项目施工成本的降低和工期的缩短均是有利的。

6 结论与建议
通过对综合运输能力、装卸效率、土地利用、节能环保、工程投资等方面分析比较，并对地形地貌、流场等进行了初步分析，推荐采用新的陆岛连接方案。

建议下阶段统筹考虑罗屿及石门澳作业区围垦填海方案，并深入开展相关模型试验研究，对连岛堤/桥方案进行深入论证，包括：全线连岛堤、堤桥结合等方案对潮流泥沙的影响，以及桥长和跨度的技术经济论证。

参考文献：
【1】JTJ212-2006, 海港总平面设计规范.
【2】JTJ213-1998, 海港水文规范.
【3】JTJ/T233-98, 海岸与河口潮流泥沙模拟规程.
【4】湄洲湾（南北岸）港区控制性详细规划（2009,4）
【5】莆田市石门澳海域使用规划之水文研究专题报告（2006,4）
（１）突破规划铁路运输能力瓶颈
湄洲湾港口铁路支线罗屿段主要服务罗屿作业区，提供煤炭、铁矿石等大宗干散货的运输服务。

就目前罗屿作业区拟建码头泊位而言，由于铁路疏运量不多、装卸效率要求不高，原规划铁路进线方案基本能够满足要求。

但是该方案与港口规划的性质和功能不相匹配，由于该方案铁路从罗屿中部上岛，导致铁路可用陆域尺度狭小，铁路装卸线长度受限，降低铁路装车效率，影响铁路疏运能力，还造成岛上宝贵土地资源利用不合理。

如果铁路从罗屿岛东北端与大陆连接，将使罗屿岛上的铁路直线段长度达到２公里，可做到整列到发，铁路调度运行效率可提高一倍以上，
可以采用效率高的装车楼工艺，装车能力可再提高50%以上（目前国内大型专业化矿石或煤炭泊位普遍采用装车楼工艺，效率高、技术可靠、环保、粉尘危害小）。

优化后罗屿铁路连接线至莆田站距离缩短，转弯半径大于８００m，具有大的扩展空间，使港口装卸系统与铁路运输衔接更为顺畅，同时还使岛上土地利用更加合理。

（２）减少纳潮量的变化幅度
根据水下地形分析，石门澳水下地貌呈“三滩两槽”形态，即：石门澳北岸的北滩、罗屿岛东北至石门澳东岸忠门的一片条带状浅滩——中滩以及石门澳南岸的南滩，中滩南北两侧为水深0~15m的天然深槽（见图3）。

这一天然形态是罗屿岛南北两侧潮流（为主）动力与海床泥沙长期相互作用的结果，表明潮流水体分别从南北两侧进出石门澳，潮流较强的区域形成深槽，动力较弱区域形成浅滩，中滩两侧之间的潮流水体交换量较少。

如果在该位置建全透空连岛引桥，则该界面南北两侧的潮量分配基本与纳潮水域面积呈正比，即南北两侧潮流量为1:2，通过该界面潮流量将极小，在此附近建设引桥对罗屿和石门澳作业区水动力的影响程度最小。

根据现有的数模研究成果，连岛堤界面潮流通过量与石门澳南北填海面积相关，在按比例均衡考虑南北两岸填海范围的前提下，罗屿岛东西两侧的水体交换量极少，连岛堤建设将阻挡石门澳总潮量的1/10左右，而原方案公路、铁路、皮带机三座跨海大桥使海峡过水面积减少10％左右，两个方案对潮流动力影响的程度大致相同，以连岛堤替代原跨海桥是可行的。

本方案拟采用堤、桥结合，下阶段进行深入的试验研究后再决定引桥长度或是否可以取消引桥。