某大型深水码头选址及结构选型介绍

某大型深水码头选址及结构选型介绍本文主要介绍了某大型深水码头工程选址及结构选型，根据分析，本码头码头前沿线距后方陆域轴线距离500m，结构采用重力式圆沉箱结构。对今后同类工程的设计有一定的借鉴作用。标签：风、浪、流;工程地质;圆沉箱;高桩墩台一、 工程概况本工程为某业主投资建设的大型深水码头，为业主单位陆域配套服务。码头规模30万吨级，向下兼顾至10万吨级船。二、 平面位置选址影响码头选址的主要因素有：后方陆域防波堤对波浪有反射作用，码头位置应避开波浪增大区。水深：选址位置水深深度适中，尽量减少港池疏浚量。潮流：避开陆域凸角的挑流作用区，选址在流态平顺区。地质：选在地质持力层高度合适的位置，以防增加基槽挖泥，影响后方浅滩的稳定，投资增大。考虑周围已建的水域工程，本工程位置与周围水域、固定结构保持足够的安全距离。影响码头轴线方位确定的主要因素：波浪、潮流、风是影响码头轴线方位的主要因素。码头轴线应尽量顺风顺浪顺流。对于本码头，开敞式，潮流流速较大，且为往复流是经常性的，波浪和风是季节性的，因此潮流是控制本工程轴线方位的主要因素。针对以上分析的主要因素，下面详细介绍各个因素的影响情况。1、30万吨级原油码头位置的确定30万吨级原油码头布置在防波堤外侧，防波堤建成后，由于堤的反射影响，堤外侧波浪将增大，30万吨码头的位置如距防波堤较远，则增加了栈桥的长度，太近则波浪反射又较大，故码头位置应选在波浪增加值适中的位置。根据某重点实验室的波浪物模试验报告，报告中指出码头与防波堤距离小于300m时，比波高值较大，距离在300m〜700m范围时，水域的比波高值没有明显变化，2年一遇波浪H1/10波高的最大增幅为12%左右、50年一遇波浪的最大增幅为16%左右，确定码头前沿线距西防波堤轴线距离至少300m。码头的位置还应结合水深情况、潮流场、地质情况综合确定，以利于靠泊安全和减少工程投资。根据水深测图，码头距离防波堤轴线400m内水深变化较大，400〜500m水深变化较小，在-18〜-23m左右，码头布置于此深水区可减少疏浚工程量。为深入研究工程实施后附近海域流场变化，某科学研究院进行了整体数学模型试验，根据波浪潮流数模报告，防波堤靠近陆域拐点有挑流作用，为保证码头靠离及系泊安全，要避免泊位位于潮流方向变化较大的流场区。同时，结合港区总体规划，在本泊位的东侧规划有另外两个大型深水码头，因此拟建30万吨级原油码头的布置也应综合考虑后续泊位的建设，要避免后续泊位位于水深较浅区域，并且保证后续泊位与周围已建水域工程留有足够的安全距离，因此本码头不宜向东部布置。从地质勘察资料来看，工程位置处中风化岩面埋深在-32〜-38m左右，岩面标高变化较小，持力层埋深深度适中。从地质纵剖面分析，码头前沿线位置若距防波堤轴线距离小于400m，系缆墩基槽挖泥将会挖至后方浅滩处，因此，码头前沿线距防波堤轴线距离至少400m，才能维护浅滩的稳定性。因此，根披以上各条件的分析，将本栈桥布置在距防波堤转折点798m处，码头前沿线距西防波堤距离438〜518m处，该处水深在-20.0m〜-23.0m之间，码头处中风化岩面埋深在-36.5m左右，且流场平顺，也适宜后续泊位的建设。这样的布置，节省了港池的疏浚量且基础持力层岩面适中，有效降低了码头的造价，也为港区未来发展留有一定的空间。2、30万吨级原油码头轴线选择本工程为开敞式码头，结合风、浪、流等控制轴线选择的外界因素，合理的确定码头轴线方位是保证船舶进出港区，靠离泊位及装卸作业安全的前提保证，同时轴线的选择应与港池、航道及防波堤的布置相协调。本海区受季风影响较大，冬秋季以NNE〜NE向为主，春夏季以SW〜S向为主，常风向为NE向，次常风向为SW向;强风向为NE向〜NNE向。长兴岛全年常浪向为NE向和SW向，强浪向为N向〜NNE向。本工程区规划方案实施前，码头前沿实测点大潮期间涨、落潮垂线平均最大流速分别为1.36m/s、1.44m/s，流向分别为49°、203°，数学模型试验计算防波堤建设后码头前沿大潮期间涨、落潮垂线平均最大流速分别为1.12m/s、1.1m/s，流向分别为45°、217°。根据以上条件可知，本区潮流流速较大，且为往复流是经常性的，波浪和风是季节性的，因此潮流是控制本工程轴线方位的主要因素，其次是波浪和风，据此码头轴线的布置基本与所处位置的潮流流向一致，码头轴线与西防波堤平行布置，为N43°〜223°。码头轴线与风、浪、流的夹角统计结果见表1。表1码头轴线与风、浪、流的夹角统计表自然条件夹角流涨潮流最大流速2°落潮流最大流速5°浪常浪向（NE、SW）2°强浪向（NNE、N）65.5°、43°风常风向（NE、SW）2°强风向（NE、NNE）2°、65.5°三、码头主体结构选型工程处自然条件的显著特点是水深、浪大、流急、冰清严重、岩面埋深较适中，可考虑大直径钢管桩方案、沉箱钢管桩混合式方案和重力式圆沉箱结构方案。（1） 钢管桩方案采用大直径嵌岩桩方案，主体结构采用直径1.8m嵌岩桩，顶部现浇钢筋混凝土墩台，考虑本区域冰情严重，在水位变动区采用钢筋混凝土锥体结构，并外包钢板。该方案的优点是桩基结构能有效减少结构所受波浪力，缺点是本区域深水、流急、浪大，大直径嵌岩施工工艺难度较大，且本工程由于冰荷载较大，与波浪对重力结构作用接近。桩基方案总体费用较高，且相对而言，耐久性难以把握。因此本次设计暂不考虑钢管桩方案。（2） 重力式圆沉箱结构方案考虑到本工程所在地基岩埋藏适中且承载力较高、大连地区具有丰富的重力式码头设计施工经验，且工程附近有沉箱预制场等条件，且重力式圆沉箱结构方案耐久性好、适应性强、抗冻和抗冰性能好、使用期间不需要大量维护、适应荷载和工艺变化能力强、设计和施工经验比较成熟等诸多优点，在我国从南到北的海港中得到广泛应用，因此，重力式圆沉箱结构方案对本工程是合适的。综上所述，本次设计推荐了圆沉箱上设抗冰锥体结构。四、结束语码头选址及结构选型，对码头投资及日后使用影响较大，因此在设计工作中，对这两