水工工程施工总结解析.docx

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水工工程施工总结解析

水工工程施工总结

一、设计概要

*****其中水工工程包括：

口门与护堤（防波堤、挡砂堤）、拦水坝、护岸、下水坡道、帆船浮码头、港池等工程。

二、自然条件

2.1、设计水位（黄海零点起算，以下同）

设计高水位：

2.03m；设计低水位：

-2.11m

校核高水位：

3.12m；校核低水位：

-3.30m

2.2、设计波浪：

口门护堤处波高统计（m）

水位

方向

水深

H1%

H13%

设计高水位

E

-5.0

3.78

3.14

-3.0

4.2*

3.06

NE

-5.0

3.80

3.15

-3.0

3.47

2.61

设计低水位

E

-5.0

1.19

0.84

NE

-3.0

1.15

0.79

考虑帆船的泊稳条件，及拟建口门及护堤的挡沙和消浪的双重作用，西护岸前的五十年一遇最大波高小于0.90米。

帆船泊稳波高要求二年一遇H4%不大于0.5米。

港池内试验波高统计（m）

水位

T

H1/3

H4%

H1%

设计高水位

7.4

0.74

0.86

0.90

极端高水位

7.4

0.64

0.76

0.90

2.3、地震

基本烈度：

6度

2.4、地质

工程场区岩土土层层序较清楚，主要地层为第四系土层，厚度较大，下伏基岩为燕山晚期花岗闪长岩，按其形成的地质年代由新及老，自上而下为：

人工填土、海砂、粉质粘土、砾质粘土、花岗闪长岩强风化带。

选定粉质粘土为结构持力土层。

三、设计船型

3.1、欧洲级世界帆船锦标赛帆船

欧洲级世界锦标赛帆船船型介绍

型号

级别

船长（m）

船宽（m）

重量（Kg）

吃水（m）

稳向板型

女子欧洲级（E）

3.35

1.44

45

0.25~1

男子芬兰人（FIN）

4.5

1.51

120

0.15~0.85

激光（lesrg）

4.23

1.42

60

14~0.9

470级（男女）

4.7

1.68

120

1.05

龙骨

银玲级（3人艇）

6.35

1.7

310

1.05

星级

6.92

1.73

750

1.02

稳板型

米氏板（男女）

4.24

1.0

20

\

双体型

旋风级（双人）

6.1

3.04

125

\

49人级（双人）

5.0

3.0

62

1.50

统计

9种

3.2、大帆船及工作船

工作船及大帆船船型介绍

类型

船长（m）

船宽（m）

艇数

教练艇

10

3.5

22

交通艇

12

4.2

6

救生艇

14

\

6

近海帆船

10

3.5

20

远洋帆船

15

3.75

20

贵宾接待船

30.4

3.4

2

汇总

76

四、总平面布置

总平面布置原则：

（1）口门位置：

考虑港内波浪的绕射和衰减，离开港内南岸一定距离，减小南护岸的波浪反射；口门位置尽量靠近原泻湖天然出口，以利于航道维护。

（2）口门宽度：

帆船比赛要求口门流速不大于1米/秒,港池内泊稳条件两年一遇H4％不大于0.5米。

口门宽度过大对波浪削减后不能满足港池的泊稳要求，口门过窄则口门处流速过大,帆船不能自行出入,而需游艇牵引。

（3）航道底面标高：

设计航道标高为-4.75米，能够保证竞赛帆船全天候进出、其他大型帆船及邮游艇乘潮进出的吃水深度。

（4）水道方向：

护堤口外的出水方向与沿岸潮流方向（北偏东10°）基本一致，设计取为12.24°。

（5）护堤长度：

护堤长度直接关系到口门处沙滩的保护和波浪对港池的影响，主要考虑航道的水深维护，减少回淤，必须伸到破波带以外。

（6）护堤标高：

护堤从根部起设计顶标高4.00米，一方面是在设计高水位和极端高水位时减少越浪，另一方面护堤根部沙面较高（标高为3.90米~-1.0米），需防止波浪卷沙入港池。

其余部分护堤首先考虑尽量降低顶标高，采用2.00米，以保证帆船在护堤中间航行时的风力条件；同时，物模试验结果证明，这种半潜堤消浪效果较好，能够满足泊稳要求，保障浮码头等设施的安全。

根据以上原则，护堤选在港池东南角，采用南北堤平行布置，口门宽度100米，护堤方向沿东偏北17.55°。

南侧护堤在跨海桥以北56米，北堤长299米，从堤根起194米长度的堤顶标高为4.00米，另102米堤顶标高2.00米；南堤总长436米，从堤根起184米堤顶标高4.00米，其余252米堤顶标高2.00米，堤头处139米为弧形导流堤。

两道护堤之间航道底面标高-3.75米（堤头处地形标高为-3.75米）。

斜坡护堤顶面宽度9米，直立护堤宽度8米。

五、水工建筑物

5.1、护堤结构

设计中对两侧直立、内侧直立外侧斜坡和两侧全部斜坡三种结构形式进行了比较：

（1）两侧直立方案（沉箱结构）：

开挖基槽，抛填块石基床至-4.75m，预制安装8米宽钢筋混凝土沉箱，内填中粗沙，其上浆砌块石胸墙至4.0m或2.0m；直立堤内、外侧坡脚护钢筋混凝土栅栏板，内侧用400~450kg块石护底至-3.75m。

沉箱重量可根据施工单位能力调整（200t~1000t）。

（2）内侧直立外侧斜坡方案（空心方块）：

开挖基槽，抛填块石基床至-4.75m，预制安装混凝土空心方块，内填块石，上浆砌块石胸墙至4.0m，方块后侧回填块石棱体，再护扭王字块，内侧用400~450kg块石护底至-3.75m，外侧用80~100kg块石护底。

（3）两侧全斜坡方案：

抛填块石堤心，内侧安装钢筋混凝土预制沉井蹬脚，上干砌300×300×700mm条石，外侧护四脚空心块，用80~100kg块石护底。

5.1.1、工程估算

单米估价（元/m）

方案

4.0m断面

2.0m断面

两侧直立方案

31,800

24,400

里直外斜方案

26,900

28,100

两侧斜坡方案

20,500

27,700

5.1.2、方案比选

4.0m断面

方案

优点

缺点

两侧直立方案

线形美观，现场施工工序少，块石用量少，较好地利用沙源

工程投资大，需大型预制场

里直外斜方案

亲水性较好，工程投资较少

块石用量较大

两侧斜坡方案

亲水性好，工程投资少，水上施工量小

块石用量大，航道内需加导航设施

2.0m断面

方案

优点

缺点

两侧直立方案

线形美观，现场施工工序少，块石用量少，较好地利用沙源，工程投资小

需大型预制场

里直外斜方案

亲水性较好

块石用量较大，工程投资大

两侧斜坡方案

亲水性好

块石用量大，水上施工量大，工程投资较大

经过综合比较：

考虑景观、防浪、施工难度及工程造价，4.0m断面推荐两侧斜坡方案；考虑水域施工作业难度、质量和工期等因素要求，2.0m断面推荐两侧直立方案。

以上方案选择经实验和实际使用验证，证明是合理的、有效地

5.1.3、与自然景观的和谐统一

建设两条护堤是帆赛基地功能要求所必须的，但同时可以利用其作为建设景点。

4.00米标高护堤在设计低水位时标高2.00米部分高出水面4.10米；在设计高水位时，只外露标高4.00米部分。

护堤外侧2.00米标高处设置平台，增加了护岸的层次，体现了人海交融。

这样除设计高水位外，游人能有时间在较宽广的区域活动，亲近大海，增加了旅游和观光效果。

还可以在堤头部位建设标志性建筑或其它景观。

直立岸壁、拦水坝、下水坡道及南东、北护岸为一般水工建筑物，均经方案比较，在此不做重点描述。

5.2、帆船浮码头

设计中，我们采用国际一流的设施、新型材料和工艺，进行了综合比选。

帆船浮码头共2座。

每座浮码头设浮泊位10排4列，共160个泊位。

泊位全部采用端头抱桩固定。

泊位通过浮桥、趸船、引桥与陆域相接。

5.2.1、帆船浮码头选型及组成

5.2.1.1、帆船浮泊位选型

帆船吃水和干舷都较小，而日照海边潮差高达3米以上，采用直立式码头、高桩码头以及普通趸船浮码头均不能满足帆船游艇系泊和游客上下船的要求，其次帆船造型美观、豪华，故码头设计必须能随潮差上下浮动，干舷与帆船相匹配，防撞设施配套；平面布置如同停车场车位一样，必须一一对应；再之为避免帆船与浮码头撞击，严格限制水平位移，采用传统锚链锚坠固定方式不能满足要求，故采用抱桩方式固定。

通过纵浮桥将横向泊位串联为一体，纵浮桥再通过趸船和钢引桥与陆地相连接。

5.2.1.2、帆船浮码头结构

浮码头有以下部分组成：

横向靠船浮泊位；纵向浮桥；浮码头设备、抱柱桩、抱桩器、趸船及引桥。

5.2.2、浮码头结构特点

5.2.2.1、帆船横向泊位

单个码头平面尺寸：

按照船型要求，泊位长度10米，浮泊位两边均可停靠船，为满足两边上下客和人行要求，确定浮码头1.5米宽；型深1.0米。

单个码头结构组成：

玻璃钢浮箱、钢框架、木面板。

帆船每次上下人员较少，使用的面荷载约10MPa。

浮箱间断布置；浮箱用螺栓与钢框架连成整体，框架两侧安装护木和橡胶护舷，框架顶满铺木板。

木面板优点：

软硬度适宜，且贴近自然，便于维护。

钢框架结构特点：

钢框架直接承受帆船靠船力和系泊力。

框架水平面刚度较大，水平侧向变形小，很适宜帆船系泊；而竖向刚度小且分段预制铰轴联结，荷载直接传到浮箱，减小了结构断面尺寸，降低造价。

浮箱可用材料有多种，下面对几种材料性能作了统计分析比较。

玻璃钢与传统材料的比较表

代码

材料特点

玻璃钢

木材

钢材

铝材

热塑塑料

DF

设计灵活性

4

3

2

5

5

HS

高的强度重量比

5

1

2

4

3

LW

重量轻

3

5

1

2

4

CR

耐腐蚀

5

3

1

2

5

DS

尺寸稳定性

5

3

5

2

1

TT

隔热性

5

5

2

1

5

FR

阴燃性

3

1

5

5

2

PC

部件整合性

5

1

2

4

5

TC

相对低的工模具成本

2

5

2

4

3

DC

复合材料设计能力

5

1

1

2

3

M/F

机械加工性/装配性

3

4

5

5

3

HM

混杂材料选择性

5

0

0

0

4

P/D

着色性/装饰性

5

NA

NA

NA

4

R

弹性

4

1

0

0

5

ET

电磁透明性

5

5

0

0

5

MR

耐温性/耐环境蚀性

5

1

4

4

5

M/C

低维护/易清洁性

5

2

3

5

5

VR

抗破坏性

5

1

1

3

3

RE

易修理性

5

4

4

1

2

EI

电绝缘性

5

3

2

1

4

多能性指数

89

49

42

50

76

注：

标准值为5，数值越大，性能指数越高。

从比较中看出玻璃钢有几大优点：

玻璃钢具有质轻、高强、耐蚀、电绝缘性能好、减震、传热慢、耐瞬时高温等一系列优点，很适合用作浮箱壳体材料。

另外浮箱内填充不吸水的硬聚苯泡沫板，既增强了箱体的刚性，又增加了浮箱的抗沉性。

5.2.2.2、纵向浮桥

横向浮泊位通过纵向浮桥串为整体。

为适应各自吃水变化要求，浮泊位与浮桥之间用铰接。

浮桥分段同泊位间净距统一，均为10米，浮桥宽度为2.5米。

浮桥和横向浮泊位拐角处设加强角，方便乘客通行和布设水电照明等设备。

浮桥结构形式同横向浮泊位。

5.2.3、抱柱桩和抱桩器

5.2.3.1、抱柱桩

每个横向浮泊位端头均设一根桩。

根据本工程特点选用陆上栽桩施工。

混凝土预制桩、混凝土灌注桩表面光洁度均不满足抱桩器使用要求；钢管桩虽适合抱桩器工况，但在海水中防腐耐久性较差，养护费较高，一旦生锈，既影响外观，又造成污染。

因此抱柱桩选用C80高强度混凝土管桩，直径600mm，壁厚130mm，强度大、椭圆度高、表面光洁度高，既保证安装精度，又满足抱桩器工况。

在本工程中，考虑到干施工条件，抱桩设计为预制安装的型式，既提高了桩位精度，又节约大量资金。

5.2.3.2、抱桩器

一根桩套一个抱桩器。

抱桩器用不锈钢螺栓于横向浮泊位连成一体，根据桩的位置调整导向轮的间隙，保证浮泊位随潮汐变化沿抱柱桩浮动。

每个抱桩器设四个滚轮，保证浮泊位各个方向受力均能传给桩。

滚轮采用白色TMC材料，踏面为圆弧面，增加了滚轮与桩接触面积，减小了因浮泊位上下浮动滚轮与桩之间挤压发出噪音，又避免了因摩擦影响桩的外观。

5.2.4、浮码头设备

5.2.4.1、系泊设备

泊位面两侧设系船8”不锈钢羊角钩，间距@5m。

5.2.4.2、泊位给排水、消防系统

每座泊位均设一套排水、消防系统。

5.2.4.3、供电、照明系统

每座泊位均设接电箱一个，灯箱一套。

5.2.5、趸船和引桥

5.2.5.1、趸船

1、主尺度：

长度L=7m；宽度L=3m；型深L=1m。

2、材质：

选用CCS船板。

抛丸除锈，涂环氧富锌漆。

3、固定方式：

采用抱桩器固定。

4、甲板预埋件：

在趸船轴线及引桥滚轮下安装三条不锈钢带；趸船左舷引桥宽度范围安装一条橡胶块，防止趸船高水位碰引桥下舷杆。

5.2.5.2、引桥

1、主尺度：

计算跨度根据L=22.5m；计算宽度L=2.5m；计算高度L=1.3m。

2、结构形式：

主梁采用桁架形式；桥面系采用纵横梁简支结构；面板采用木质，用不锈钢螺栓与桥面纵梁固定。

3、引桥与地面和趸船过渡形式：

与地面采用活动踏板过渡；与趸船采用活动踏步过渡。

4、支座：

上部采用固定铰支座；下部采用滚动支座。

5、材料：

主梁及桥面系选用Q235镇静钢；面板采用优质红松板；支座选用Q235镇静钢；轴用40Cr；滚轮用TMC尼龙材料。

6、防腐：

所有铁件喷砂除锈，涂环氧富锌底漆和银灰色面漆。

六、游艇浮码头设计

帆船浮码头共2座。

每座浮码头设浮泊位5排2列，20个泊位。

共40个泊位。

每个浮泊位3.0米宽15.0米长。

泊位全部采用端头抱桩固定。

泊位通过浮桥、趸船、引桥与陆域相接。

游艇浮泊位选型及结构组成同帆船浮码头。

七、环境保护

本设计充分考虑了绿色环保理念，在日照国际帆船基地设计和建设中处处追求人与自然和谐共处，注重环境保护和生态建设。

根据不同的场地特征，利用自然手法、配合植物造景，创造具有自然景观特色的沿海风光。

在材料的选择上，除了充分考虑成本、功能、实用性和耐久性，还同时兼顾到环保性能，建设与周围自然、人文环境相协调的建筑精品，使日照国际帆船基地成为体现绿色、科技、人文三大理念的标志性示范工程。

八、结束语

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