劉錦

摘 要：本文根據(jù)三沙中心漁港防波堤區(qū)域特殊的施工環(huán)境，從結(jié)構(gòu)安全、施工速度、經(jīng)濟比選及防護效果等角度出發(fā)，分析了三沙中心漁港防波堤斷面堤頂優(yōu)化設(shè)計的科學(xué)性和合理性。并通過分析防波堤波浪斷面物理模型試驗的結(jié)果，得出防波堤堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于防浪墻+扭王塊的結(jié)構(gòu)型式的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：三沙中心漁港；防波堤；20t四角塊；防浪墻

中圖分類號：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）09-0060-02

三沙中心漁港位于福寧灣東北，由三沙五澳港區(qū)、三沙田澳港區(qū)以及古鎮(zhèn)港區(qū)等三個港區(qū)組成。港域水域開闊，水深適中，但波浪較大，地形地貌復(fù)雜，礁嶼眾多，近岸區(qū)水下坡度變化較大且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層多變，港區(qū)大部分為淤泥底質(zhì)，適宜船只錨泊，是建設(shè)中心漁港的理想港口。

根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件及漁業(yè)生產(chǎn)規(guī)模及發(fā)展趨勢，三沙中心漁港工程將重點解決漁船卸港和避風(fēng)問題，本次設(shè)計項目側(cè)重于田澳避風(fēng)水域建設(shè)及五澳碼頭岸線建設(shè)，漁港規(guī)劃要考慮與三沙總體規(guī)劃相諧調(diào)，各功能區(qū)應(yīng)布局合理，新舊結(jié)合，遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃。

根據(jù)三沙中心漁港的港區(qū)條件，將避風(fēng)水域布置于三沙港西面的田澳港區(qū)內(nèi)，總平面布置如下：為形成掩護條件良好的港內(nèi)避風(fēng)水域，在田澳港區(qū)南側(cè)的鼠尾礁以西至獅頭島以東的岔口間共新建C、D、E等3道防波堤，長度分別為131m、151m、60m，以阻擋東南～西南向風(fēng)浪對港內(nèi)水域的直接影響，同時在鼠尾至南尖山間建設(shè)長度分別為145m和157m的A1、A2兩道防波堤（詳見圖1）。

1 防波堤結(jié)構(gòu)方案

本工程防波堤結(jié)構(gòu)共設(shè)計了兩個結(jié)構(gòu)方案：

1.1 方案一

方案一外坡采用17t扭王體護面，堤頂采用加設(shè)兩排扭王體及一排25t四角空心方塊，堤頂寬10.1m，頂高程為11.55m。防波堤外坡坡度為1：1.5，坡腳安放兩排扭王體。扭王體下設(shè)厚度為1.45m、重0.8～1.2t塊石墊層。坡腳扭王體外側(cè)加設(shè)拋石棱體，拋石棱體頂寬5.0m，坡度1：1.5，棱體塊石重0.8～1.2t。棱體外側(cè)護底拋石寬8.0m，厚1.0m，護底塊石重200～300kg。防波堤內(nèi)坡在0.00m高程處設(shè)有寬2.5m的拋石戧臺，戧臺以上為丁砌條石護面，護面層厚0.8m，坡度1：1.2，戧臺以下坡度1：1.5，采用500～800kg的拋石護面，護面層厚1.3m。堤心拋填5～300kg塊石（詳見圖2）。

1.2 方案二

方案二采用目前常用的斜坡堤結(jié)構(gòu)型式，其內(nèi)外坡及護底結(jié)構(gòu)與方案一相同，堤頂采用L型現(xiàn)澆砼防浪墻，墻前設(shè)兩排扭王體，堤頂寬10.1m，頂高程為11.55m（詳見圖3）。

2 結(jié)構(gòu)方案對比

本工程結(jié)構(gòu)兩個結(jié)構(gòu)方案最大的區(qū)別就在于防波堤堤頂結(jié)構(gòu)的不同，方案二為常用的結(jié)構(gòu)型式，而方案一堤頂結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用較少，但相比結(jié)構(gòu)方案二，方案一具有以下明顯的優(yōu)點：①堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的結(jié)構(gòu)型式，全部構(gòu)件均為預(yù)制安裝，故方案一施工速度明顯快于方案二，由于三沙漁港港區(qū)受東北季風(fēng)及夏季臺風(fēng)影響較大，施工時間有限，常常要搶臺風(fēng)施工，同時，由于本港防波堤多為島式堤，施工難度較高，施工條件惡劣，故而采用方案一的結(jié)構(gòu)可大大降低三沙中心漁港防波堤的施工難度，提高施工效率；②堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的結(jié)構(gòu)型式，其工程造價也要小于堤頂采用防浪墻的結(jié)構(gòu)型式，由于福建省漁港投資規(guī)模有限，因此，采用方案一可節(jié)省工程造價，更有利于漁港的建設(shè)；③根據(jù)對福建省眾多已建漁港的調(diào)查顯示，由于施工質(zhì)量參差不齊，堤頂防浪墻是漁港較易損壞的構(gòu)件，而防浪墻的損壞則大大影響了港內(nèi)的泊穩(wěn)條件，對漁民生命財產(chǎn)安全均構(gòu)成重大威脅；而堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的結(jié)構(gòu)型式，施工質(zhì)量更易控制，堤頂不容易出現(xiàn)破壞。

由于有以上三大優(yōu)點，因此，本工程推薦堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的斜坡堤結(jié)構(gòu)型式，但由于目前類似工程的經(jīng)驗較少，因此，在施工圖階段，為保證該結(jié)構(gòu)斷面的安全穩(wěn)定，建設(shè)單位委托南京水利科學(xué)研究院進行了防波堤波浪斷面物理模型試驗，重點針對兩種方案的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、堤后越浪量等進行了物模試驗，其試驗結(jié)果簡述如下：

2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

2.1.1 方案一

在各級水位及相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，當(dāng)波浪累積作用時間相當(dāng)于原型3小時后，堤頂20t四角空心方塊、外坡14t扭王字塊體、外坡1.0～2.0t棱體拋石、外坡200～300kg護底拋石、現(xiàn)澆C30砼壓頂、內(nèi)坡0.70m厚丁砌條石、內(nèi)坡現(xiàn)澆塊石砼鎮(zhèn)腳、內(nèi)坡400～700kg護面拋石均穩(wěn)定。

2.1.2 方案二

在各級水位及相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，當(dāng)波浪累積作用時間相當(dāng)于原型3小時后，堤頂防浪墻、外坡14t扭王字塊體、現(xiàn)澆C30砼壓頂、內(nèi)坡0.70m厚丁砌條石、內(nèi)坡現(xiàn)澆塊石砼鎮(zhèn)腳、內(nèi)坡400～700kg護面拋石均穩(wěn)定。

2.2 堤后越浪量對比

2.2.1 方案一

在極端高水位及其相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，堤后測得的有效波高Hs為0.71m。堤頂部測得的越浪量為0.036m3/s/m。

在設(shè)計高水位及其相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，少許水花越過堤頂，堤后未測得波高。堤頂部測得的越浪量為0.0026m3/s/m。

2.2.2 方案二

在極端高水位及其相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，堤后測得的有效波高Hs為0.82m。防浪墻頂部測得的越浪量為0.042m3/s/m。

在設(shè)計高水位及其相應(yīng)的不規(guī)則波作用下，少許水花越過堤頂，堤后未測得波高。防浪墻頂部測得的越浪量為0.0038m3/s/m。

由以上試驗結(jié)果可以看出，堤頂采用四腳空心方塊+扭王塊的結(jié)構(gòu)型式在不同水位及相應(yīng)不規(guī)則波作用下均能滿足穩(wěn)定性要求，同時，其堤后越浪量與堤頂采用防浪墻的結(jié)果型式近似相等。

3 結(jié)論

根據(jù)三沙中心漁港港區(qū)水深地形條件及施工上的難度進行設(shè)計的三沙中心漁港防波堤斷面結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)的防波堤結(jié)構(gòu)型式有較大的優(yōu)勢，不僅可以提高施工速度，降低施工難度，更有利于施工質(zhì)量的控制，同時，也更好的節(jié)省了工程造價；與此同時，通過防波堤波浪斷面物理模型試驗，驗證了該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及堤后越浪量的大小，確定了該種結(jié)構(gòu)型式的可靠性，對我省同類型工程建設(shè)具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

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