防波堤施工

第七章防波堤施工防波堤的主要功能是为港口提供掩护条件，阻止波浪和泥沙进入港内，保持港内水面的平稳和所需要的水深，同时兼有防冰的作用。防波堤的建设会改变原海岸线的动力平衡，在进行防波堤平面布置和口门选择时，要尽可能减少港池内的回淤，要力求使口门朝向与风浪、流的方向交角最小，要保证船舶方便进出港池并使船舶在港内停泊平稳和作业安全。在平面布置中，防波堤有时须建成与岸相接的环抱形式，有时则要求离岸布置、与岸平行布置或成某一角度，主要要根据水文、气象等条件确定。防波堤概述防波堤的平面布置，因地形、风浪等自然条件及建港规模要求等而异，一般可分有四大类型：1．单突堤：系在海岸适当地点筑堤一条，伸入海中，使堤端达适当深水处。当波浪频率比较集中在某一方位，泥沙运动方向单一，或港区一侧已有天然屏障时可采用A1或A2式。但在沿岸泥沙活跃地区，不宜采用。A3式适用于海岸已有天然湾湾，其水域已足以满足港区使用的情况。防波堤概述2．双突堤：双突堤系自海岸两边适当地点，各筑突堤一道伸入海中，遥相对峙，而达深水线，两堤末端形成一突出深水的口门，以围成较大水域，保持港内航道水深。B1式双突堤用于海底平坦的开敝海岸。但此种堤式只适用于中、小型海港。B2式用于海底坡度较陡，希望形成较宽港区的中型海港。B3式多建于迎面风浪特大，海底坡度较陡而水深之海岸。B4式为海岸已有天然湾澳，湾口中央为深水的情况，筑堤费用亦较省。防波堤概述3．岛堤：岛堤系筑堤海中，形同海岛，专拦迎面袭来的波浪与漂沙。堤身轴线可以是直线、折线或曲线。C1式岛堤堤身与岸平行，可形成窄长港区，适用于海岸平直、水深足够、风浪迎面而方向变化范围不大的情况。C2式适用于港址海岸稍具湾形而水深的情况。港内水域进深长度不够时，C2式堤比C1式距岸较远，可以增加港内水域面积。C3式堤用于已有足够宽的水域之湾澳，两岸水较深而湾口有暗礁或沙洲。防波堤概述4．组合堤：亦称混合堤系由突堤与岛堤混合应用而成。大型海港多用此类堤式。D1式堤系因突堤端有回浪而必须再建岛堤以阻挡。D2式系岛堤建于双突堤口外，以阻挡强波侵入港内。D3式适合于岸边水深大，海底坡度甚陡的地形。D4式适用于岸边水深不大，海底坡度平缓，须借防浪堤在海中围成大片港区的情况。D5式适用于已有良好掩护并足够开阔的天然海湾。防波堤概述防波堤按其构造形式（或断面形状）及对波浪的影响有斜坡式、直立式、混合式、透空式和浮式，以及喷气消波设备和喷水消波设备等多种类型。结构型式的选择决定于水深、波浪、潮差和地质条件，以及当地建筑材料情况和施工条件等因素。斜坡式防波堤斜坡式防波堤在我国使用最广泛，一般适用于地基土壤较差，水深较小及当地盛产石料的情况。优点：它对地基承载力的要求较低；施工比较简单，在施工过程中或建成之后，如有损坏，修复较易；在使用方面，由于波浪在坡面上破碎和较少反射，所以消波性能良好。缺点：需要的材料数量大，斜坡上的护面石块或人工块体如重量不足，将受波浪作用而滚落走失，需要经常修补；在使用方面，堤的内侧不能用作靠船码头。斜坡式防波堤斜坡式防波堤斜坡式防波堤防波堤施工直立式防波堤（也称为直墙式）一般比较适用于海底土质坚实，地基承载能力较好和水深大于波浪破碎水深的情况。优点：当水深较大时，它所需的材料比斜坡式堤节省；在使用上，其内侧可兼供靠船之用。缺点：由于波浪在墙面反射，消波的效果较差，影响港内水面平静；同时，直立式堤的地基应力较大，不均匀沉降可使堤墙产生裂缝；建成后如发生损坏，较难修复。直立式防波堤直立式防波堤混合式防波堤混合式防波堤是直立式上部结构和斜坡式堤基的综合体，适用于水深较大的情况，比较经济合理。透空式防波堤透空式防波堤在材料使用上和经济上看来都较为合理，特别适用于水深较大、波浪较小的条件。但透空式堤不能阻止泥沙入港，也不能减小水流对港内水域的干扰。一般适用水库港和湖泊港浮式防波堤浮式防波堤较适合于波浪较陡和水位变化幅度较大的场合，利用浮体反射、吸收、转换和消散波能以减小堤后的波浪。由于它易于拆迁，因而可以用作临时工程的防浪措施。其它型式的防波堤大窑湾梳式沉箱防波堤实际工程简介1996年竣工的广东台山电厂东防波堤及东护岸，采用爆炸挤淤抛石新技术施工，防波堤长1370m，护岸1250m。护面为10t~21t扭王字块。实际工程简介天津港北大防波堤是世界首座建设在淤泥土上的半圆型结构防波堤工程。由于其重要的经济意义和水工实践中的重大突破，在众多港口建设中格外抢眼倍受瞩目。自2002年开工至今，共安装重达180T、6米多高、5米多宽，底端平面、上端半圆形的钢筋混凝土构件2575块。实际工程简介北大防波堤，由东外堤、南外堤和西内堤组成，外堤长十点九公里，内堤长九点一公里，工程总投资六点五亿元人民币。工程竣工后将在堤内围埝吹填造陆三十三平方公里，形成人工港岛，为天津港的发展留出足够的空间。实际工程简介粤海铁路通道琼州海峡铁路轮渡工程南港防波堤防波堤防波堤全长739.2m，为直线布置，斜波堤结构，块石堤心，混凝土扭王字块，人工块体护面抗浪。石方量：45万m3。主要施工方法：爆炸排淤填石法。实际工程简介主防波堤位于港区的南侧，全长534米，宽47米，结构形式外侧采用斜坡式结构，内侧采用沉箱重力式结构。主要功能是防御外海波浪对整个港区的侵袭，保证港区内水域建（构）筑物的安全及泊稳条件满足比赛要求；同时，主防波堤内侧直立岸壁码头可停靠各种型号游艇，并提供维修、船库等功能用房。青岛奥帆赛场地的防波大堤实际工程简介1988年竣工的营口港鲅鱼圈港区长793m北防波堤工程。结构型式是以堤心石、垫层石为块石棱体，外侧护混凝土扭工字块，内侧护混凝土四脚空心块和压脚棱体的斜坡式防波堤。实际工程简介1986年竣工的营口港鲅鱼圈港区西防波堤工程，堤长904m，堤身轴线呈折线型。北半段长187.5m，南半段长332.5m。北堤头上部设一堤头灯。该工程结构为越浪斜坡岛式防波堤。实际工程简介1996年竣工的珠海电厂5万吨码头防波堤，堤长1400m，为抛石斜波堤四脚空心块护面结构。施工采用爆炸挤淤填石法和爆夯理坡新技术。一、斜坡堤施工1.施工特点一、斜坡堤施工2.施工方案（1）陆上推进法以陆上作业为主、水上作业为辅。施工时由堤根开始，用陆上运输工具抛填堤心石，逐步向前推进。一、斜坡堤施工（2）水上施工法一、斜坡堤施工一、斜坡堤施工3.施工安排施工期间，应根据水文气象资料分析波浪和海况，按季节合理安排施工。在大浪季节里，为避免浪击损失，又为大浪季节过去后能开创更多的工作面，应根据可能遇到的波浪要素，按经验或通过模型试验拟定某一水位以下的堤心施工断面。拟定的原则是施工断面要小于设计轮廓线，而且要小到即使受风浪袭击后，堤心石也不会滚落到设计轮廓线之外。一、斜坡堤施工在大浪前、后的季节里，为多开工作面，以充分利用可作业天数，应加大流水分段长度，减小分层层数，配备足够的船机、劳力和储备充分石料、护面块体等。根据海况变化，情况好（风、浪、流均较小）时侧重安排防波堤迎浪侧的施工；情况差（风、浪、流均较大）时，侧重安排防波堤背浪侧的施工。一、斜坡堤施工4.施工方法拟定的施工方法应最大限度地增加可作业天数，并提高作业效率。一、斜坡堤施工一、斜坡堤施工5.施工程序陆上推进法施工程序陆上推进法施工程序当突堤的堤顶用作通道时，其堤顶通常设有胸墙，这种堤顶较宽，堤心石顶标高较高，一般具备陆上推进条件。陆上推进施工从堤根开始。由于堤根部分水深较浅，堤心石可以一次到顶向前推进。在堤身推进到水深-1.0~-2.0m以后，整个堤身已很高，为防止继续推进造成塌坡，此后堤心石的抛填，原则上需分为两步进行。第一步粗抛，在水中抛填至0.00m（波高较大时，需适当降低）；第二步由陆上继续推进，抛填到顶。堤心石成型后，即重点进行外坡工序，如垫层、护底、棱体以及护面等，以分段流水方式进行作业，其中护底和棱体基本上可与垫层同步进行。陆上推进法施工程序胸墙的施工时应考虑以下两点：堤顶较宽，胸墙施工后不影响陆上机械及车辆通行，仍能继续从陆上向前推进，则施工较好安排，可多头展开；堤顶较窄，胸墙施工后影响陆上推进，则应将胸墙的施工期适当后延。如工期允许，最好让堤身经过一个大浪季节，使之经过较大风浪打击沉实后再进行胸墙的施工。胸墙完成后方可将坡肩处的护面层补齐，内坡成型一般可放在胸墙施工之后。水上施工法施工程序凡不具备陆上推进施工条件的斜坡堤一般均采用水上施工法。对于采用抛填混凝土方块的斜坡堤，其底部堤心石的抛填方法，与抛石堤基本相同，而其上部混凝土方块的抛填，则视其重量大小，选择相图防坡堤断面图应能力的起重设备，进行逐层吊抛。这种结构的有利之处在于堤身形成过程中其稳定性较好，便于施工。但全部混凝土方块的防波堤需用大量的混凝土，造价极高，因此目前国内很少采用。水上施工法施工程序以岛式防波堤为例，叙述水上施工的主要程序：水上施工法施工程序岛式斜坡堤的施工从一端开始，先抛棱体下部基础，接着抛棱体和护底，然后抛堤心石。堤心石原则上也可分两步进行：第一步先粗抛，标高控制在左右（波高较大时，需适当降低）；第二步抛填到顶。内坡堤心的戗台，可作为第二步抛石中的一个分层。堤心石抛至0.00m以下，其稳定性好，基本不受风浪影响，可超前多抛。堤心石以上的大量长高和成型，应重点安排在非大浪季节进行，并及时进行垫层和护面施工，其中尤应抓紧垫层抛石施工，使之先将堤心石包住，以提高抗浪能力。水上施工法施工程序如需在大浪季节施工时，则应以水下抛石为主，在此期间进行堤心石长高及护面的施工时，应尽量缩短分段流水的分段长度，并应根据风浪预报情况，在大浪来临之前对堤身长高推进面及堤头进行保护。堤身和护面施工，在海况条件好时，应以外坡为主，但内坡也不应忽视，也要及时护上。因为这种斜坡堤的堤顶低、堤身窄，在护面没有全部完成时，往往波浪越顶会把内坡打坏。二、防波堤堤身施工1.测量定位防波堤施工前应进行海床测量，以准确掌握海底地形变化情况，并据此计算、复核工程数量和施工过程中控制抛填高程。斜坡式防波堤施工控制导标主要有断面标和里程标。断面标沿堤轴线每隔一定距离设一组，在堤头，断面变化处和堤身转折处也必需分别设一组，每组断面标应在断面的堤轴线、堤边线及断面特征变化线方向上设立定位标志，用以控制防波堤的平面位置。里程标可设在陆上，也可沿堤轴线设置，用以标志施工区段。二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工2.基础处理对于软土地基需进行基础处理。处理的方法：抛石挤淤法、沙井排水加固法、置换法、铺砂垫层或土工布法、爆破挤淤法和分层加载预压法等。其中铺土工布和爆破挤淤法是20世纪80年代开始在我国采用的新技术。1984～1985年，深圳赤湾港首次采用铺土工编织布处理了淤泥厚度平均达8m的西防波堤软基；1985～1987年连云港西大堤施工中，首次用水下爆破排淤填石法处理厚达17m的淤泥。二、防波堤堤身施工3.抛堤心石水上抛填施工二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工细抛、补抛测水深控制抛填高度二、防波堤堤身施工•陆上抛填施工1拖拉机运抛2人力、畜力车运抛二、防波堤堤身施工3.汽车运抛二、防波堤堤身施工4.抛垫层石二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工理坡理坡－滑轨法理坡－滑线法二、防波堤堤身施工5.抛填压脚棱体和护底二、防波堤堤身施工6.护面层施工混凝土护面块体的预制二、防波堤堤身施工方法：水上施工、陆上施工方案：规则安放、随机安放混凝土护面块体的安放二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工二、防波堤堤身施工