椒江中咀避风港工程初步设计报告.docx
- 文档编号:5219489
- 上传时间:2022-12-14
- 格式:DOCX
- 页数:104
- 大小:240.91KB
椒江中咀避风港工程初步设计报告.docx
《椒江中咀避风港工程初步设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《椒江中咀避风港工程初步设计报告.docx(104页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
椒江中咀避风港工程初步设计报告
附后:
浙江省发改和改革委员会关于《台州市椒江大陈中咀避风港工程可行性》的批复浙发改农经[2006]832号文
第一篇设计说明
第一章总论
1.1概况
大陈岛位于浙江省中部台州湾东南海域,距台州市区54公里,是台州市椒江区唯一的海岛集镇,离大陆海岸线最近点(黄琅乡同头咀)23.6公里。
大陈岛由上下大陈岛等29个岛礁组成,陆域面积14.6平方公里,其中上下大陈两岛总面积为11.9平方公里。
台州椒江现有椒江中心渔港和大陈渔港这两大渔业基础设施。
大陈渔港位于大陈岛上,大陈镇是台州市的重点渔业乡镇,现辖6个渔业行政村,1个居委会,总人口3500余人。
全镇拥有各类渔船300多艘,而且大多为小型渔船,这些小型渔船抗风浪能力弱。
由于大陈岛远离大陆,台风期间到大陆避风的风险很大,而且成本高,渔区干部群众对建设避风港的呼声强烈。
建设大陈中咀湾避风港工程,解决大陈岛渔船的避风问题,保障渔民生命财产安全,促进渔区经济发展将起到至关重要作用。
椒江区政府对建设大陈中咀湾避风港工程十分重视,委托河海大学物理海洋研究所于2006年9月编制了《台州市椒江大陈中咀避风港波浪数学模型研究报告》、舟山市交通规划设计院于2006年9月编制了《台州市椒江大陈中咀避风港工程工程可行性研究报告》。
浙江省发展计划委员会于2006年11月批复《台州市椒江大陈中咀避风港工程可行性》浙发改农经[2006]832号文,避风港主要建设内容和规模为:
透空式防波堤196米、护岸2188米、管理用房240平方米以及水电等配套设施。
河海大学设计院受台州市椒江大陈中咀避风港建设指挥部的委托对中咀避风港主要建设内容进行初步设计。
1.2工程特点和难点
本工程196米防波堤是形成大陈中咀湾避风港的必要条件,沿堤线走向地质剖面为陡坡状,且天然泥面标高最低在-33m左右,淤泥层平均厚度达20多米,最厚达28米,因此地基处理是本工程设计和施工的关键和难点。
根据本工程范围内自然条件、地质条件的特点,对拟建防波堤采用透空堤(方案一)和爆破挤淤处理地基(方案二)两种方案进行综合比较后,推荐采用透空堤方案(与浙发改农经[2006]832号文的批复一致)。
1.3设计依据
1、浙江省发改和改革委员会关于《台州市椒江大陈中咀避风港工程可行性》的批复浙发改农经[2006]832号文。
2、台州市椒江大陈中咀避风港建设指挥部与河海大学设计院所签订的《浙江省台州市椒江市大陈中咀避风港工程设计》合同,2006年9月。
3、河海大学物理海洋研究所编制的《台州市椒江大陈中咀避风港波浪数学模型研究报告》,2006年9月。
4、舟山市交通规划设计院编制的《台州市椒江大陈中咀避风港工程工程可行性研究报告》,2006年9月。
5、中华人民共和国水产行业标准《渔港总体设计规范》,2001年2月。
6、中华人民共和国行业标准《海港水文规范》(JTJ213-98)。
7、中华人民共和国行业标准《高桩码头设计与施工规范》(JTJ291-98)。
8、中华人民共和国行业标准《重力式码头设计与施工规范》(JTJ290-98)。
9、中华人民共和国行业标准《防波堤设计与施工规范》(JTJ298-98)。
10、中华人民共和国行业标准《港口工程地基规范》(JTJ250-98)。
11、中华人民共和国行业标准《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ267-98)。
12、中华人民共和国行业标准《港口工程桩基规范》(JTJ254-98)。
13、中华人民共和国行业标准《码头附属设施技术规范》(JTJ297-2001);
14、中华人民共和国行业标准《港口建设项目环境影响评价规范》(JTJ226-97)。
15、中华人民共和国行业标准《港口工程环境保护设计规范》(JTJ231-94)。
16、中华人民共和国行业标准《港口工程劳动安全卫生设计规定》(JTJ320-97)。
17、中华人民共和国行业标准《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》(JTJ/T258-98)。
18、中华人民共和国行业标准《水运工程爆破技术规范》(JTJ286)。
19、中华人民共和国行业标准《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
20、国家海洋局温州中心海洋站水下地形图(1:
3000)(2006年11月)
1.4主要建设内容和规模
1、防波堤196m(透空堤163m,实体堤33m)
2、护岸2188m3、管理用房240m2
1.5主要技术经济指标
工程造价:
2653.1万
材料用量:
水泥:
8172.1t碎石:
29525m³
砂:
13257.8m³钢材:
406.7t
石渣:
8023m³抛石:
53771.3m³
块石:
7642.6m³木材:
285m³
第二章自然条件
2.1大陈中咀避风港地理位置和地貌特征
大陈岛位于浙江省中部台州湾东南海域,距台州市区54km,是台州市椒江区唯一的海岛镇,离大陆海岸线最近点(黄琅乡同头咀)23.6km。
中咀湾位于上大陈岛,上大陈岛为基岩岛,海拔高度较低,属低丘,海岸大多为岩质海岸,山坡上有碎石土覆盖层及植被发育,潮间带基岩裸露,并有陡坎及海蚀沟发育。
中咀湾是一自然海湾,三面环山,西面湾口临海,湾内水深较浅,渔船只能在高潮位进入湾内避风锚泊,低水位时船只搁置在泥面上。
中咀湾避风港位置示意见图2-1-图2-2。
2.2气象
大陈岛属中亚热带季风气候,四季分明、热量丰富、水量充沛,与邻近大陆相比,具有冬暖夏凉、雾多风大等特点。
根据大陈气象站资料统计分析:
1、气温
历年年平均气温16.7℃,历年极端最高气温33.5℃,历年极端最低气温-3.3℃,最高月平均气温27.9℃,最低月平均气温3.4℃。
2、降水
雨量充沛,多年平均降水量1387.5mm,年最多降水2196.8mm,年最少降水量898.8mm,日最大降水量217.7mm,日降水量Q≥10mm日数平均40天,年平均暴雨日数4.6天。
上大陈岛
下大陈岛
图2-1大陈中咀避风港位置示意图
3、风况
大陈站年平均风速6.8m/s,因四面受风之故,周年风速相对稳定。
在台风季节,岛上风速常有超过12级的记录。
大陈岛盛行风向季节变化规律:
11月至翌年2月多北风,3-5月和9-10月多东北偏北风,6-8月转以西南偏南风为主。
本海域多年平均风速为7.5m/s;常风向为NNE,频率24%;次常风向为N,频率20%;强风向为N向,最大风速为40.0m/s;极大风速为58.7m/s(0414云娜台风影响,2004年8月12日);年日最大风速≥17.0m/s日数为37.1d。
表2-1多年各风向频率、最大风速及平均风速表
风向
项目
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
风向
频率
16
26
9
3
2
2
3
3
4
13
5
1
1
2
2
5
平均
风速
9.3
7.7
4.9
4.8
4.0
4.1
3.3
4.4
5.2
7.3
7.9
3.9
3.1
3.2
3.4
7.3
最大
风速
40
35
23
20
18
33
12
20
25
26
19
11
13
14
10
25
4、雾
大陈岛系东海多雾区:
1983-1990年统计年平均雾日70.9天。
海雾主要出现在3-6月,此段雾日占全年72%;海雾以平流雾为主,其次为锋面雾;多数海雾持续时间短。
5、湿度
年平均相对湿度83%,年平均绝对湿度17.4百帕
2.3海洋水文
据河海大学海洋学院物理海洋研究所对大陈海洋站1985-1994年潮位、波浪数据资料的统计分析。
2.3.1潮汐、潮位、潮流
1、潮汐类型
大陈海域潮汐类型为正规半日潮。
2、潮位特征值(浙江吴淞基准面)
年平均海平面:
2.16m
年平均高潮位:
3.9m
年平均低潮位:
0.44m
年最高高潮位:
5.56m
年最高高潮位:
5.56m
年最低低潮位:
-1.03m
年平均潮差:
3.39m
年最大潮差:
5.85m
平均涨潮历时:
6h17min
平均落潮历时:
6h07min
图2-3基准面及换算关系
3、设计水位(浙江吴淞基面)
50年一遇极端高水位5.71m
50年一遇极端低水位-1.25m
设计高潮位4.41m
设计低潮位-0.45m
4、海流
潮流属正规半日潮性质,潮流运动形式为往复流,每天两涨两落。
涨潮历时大于落潮历时,涨潮流速小于落潮流速。
2.3.2波浪
本海域的波浪多以涌浪为主的风涌混合浪型。
在秋、冬、春三季中,风浪的主浪向均为偏N,至夏季转而偏S;而其涌浪的主浪向在秋、冬、春三季中均为偏E向,夏季转为SE向。
本海域年平均浪高1.2m;无波频率为0。
常浪向为ENE向,频率42%,次常浪向为E向,频率14%,强浪向为E向,最大实测波高为14.4m,波向主要分布在ENE-SE向,其频率占78%。
统计大陈监测站1985-1994年各向波频率分布如下:
表2-2大陈站累年各向频率分布表(1985-1994年)
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
波向频率(%)
5.5
8.4
0.9
40.6
16.9
9.8
11.1
4.0
0.3
1.9
0.4
0
0
0
0
0.3
据河海大学物理海洋研究所《台州市椒江大陈中咀避风港波浪数学模型研究报告》中计算所得的结论:
(1)由于中咀湾湾口朝向西南,两边有天然岛屿屏障,且水深较浅,NNE-ENE向、E-ESE向波浪虽为强浪向,入射波高较大,但因传播路径受到阻挡,在进入工程区域前已被明显削弱。
(2)NW-NNW向波浪基本上未受岛屿天然屏障的阻挡,可直接传播到工程区域,堤前波高也相应较大,极端高水位下50年一遇堤前有效波高达到2.25m,设计高水位时2年一遇防波堤堤前波高为0.81m。
(3)W-WNW向波浪正对中咀湾湾口,无天然屏障,波浪受到折射影响,而入射波高较大,堤前波高约小于NW-NNW向。
极端高水位50年一遇堤前有效波高达到2.15m,设计高水位时2年一遇防波堤堤前波高为0.48m。
(4)SW-WSW向波浪小于其他两个方向,极端高水位下50年一遇堤前有效波高达到1.78m,设计高水位时2年一遇防波堤堤前波高为0.35m。
表2-3中咀湾口拟建防波堤堤前不同累积频率波高值(50年一遇)
方向
设计水位
50年一遇
(m)
H13%(m)
H5%(m)
H4%(m)
H1%(m)
NW-NNW
极端高水位
1.55
2.25
2.57
2.65
3.01
设计高水位
1.41
2.00
2.27
2.33
2.62
W-WNW
极端高水位
1.48
2.15
2.46
2.54
2.89
设计高水位
1.26
1.81
2.07
2.12
2.41
SW-WSW
极端高水位
1.20
1.78
2.06
2.12
2.44
设计高水位
1.02
1.50
1.73
1.78
2.04
表2-4中咀湾口拟建防波堤堤前不同累积频率波高值(25年一遇)
方向
设计水位
25年一遇
(m)
H13%(m)
H5%(m)
H4%(m)
H1%(m)
NW-NNW
极端高水位
1.33
1.95
2.24
2.32
2.65
设计高水位
0.93
1.38
1.59
1.65
1.89
W-WNW
极端高水位
0.97
1.47
1.71
1.77
2.05
设计高水位
0.92
1.36
1.57
1.62
1.86
SW-WSW
极端高水位
0.72
1.11
1.30
1.35
1.57
设计高水位
0.63
0.97
1.13
1.17
1.36
2-5中咀湾口拟建防波堤堤前不同累积频率波高值(2年一遇)
方向
设计水位
2年一遇
(m)
H13%(m)
H5%(m)
H4%(m)
H1%(m)
NW-NNW
极端高水位
0.68
1.05
1.23
1.28
1.49
设计高水位
0.52
0.81
0.95
0.99
1.15
W-WNW
极端高水位
0.42
0.67
0.79
0.82
0.97
设计高水位
0.30
0.48
0.56
0.59
0.69
SW-WSW
极端高水位
0.25
0.40
0.47
0.49
0.58
设计高水位
0.22
0.35
0.41
0.43
0.51
2.4泥沙
2005年8月进行2个站位的悬沙实测,D1、D2站平均含沙量分别为0.039kg/m3、0.047kg/m3;最大含沙量分别为:
0.118kg/m3、0.134kg/m3;D1站涨潮平均含沙量为0.055kg/m3,落潮平均含沙量为0.022kg/m3;D2站涨潮平均含沙量为0.050kg/m3,落潮平均含沙量为0.044kg/m3。
上述资料反映出工程区水体含沙量较低,涨潮期大于落潮期,湾内高于湾外的时空分布特征。
2.5工程地质
据浙江有色建设工程有限公司对拟建防波堤范围地质勘探揭露,按地基土时代成因、物理力学性质特征,可分为3个工程地质层,其中
(1)号层可细分为三个亚层、(3)号层可细分为两个亚层。
各土层的工程地质特征依次详述如下:
1、
(1)—1淤泥质粉质粘土
灰色,流塑状,高压缩性;摇振无反应,切面光滑,干强度中等,韧性中等;水平层状结构,厚层状构造,具微层理;含少量有机质及贝壳碎屑,有较强的泥臭味,土层均匀性较好。
该层全场分布,表部0.50~0.00m为流泥,系新近沉积土,欠固结,工程地质性质极差。
该层全场均有分布,层厚3.90~4.80m。
2、
(1)—2淤泥
灰色,流塑状,高压缩性;摇振无反应,切面光滑,干强度高,韧性高;含少量有机质及贝壳碎屑,有较强的泥臭味,土层均匀性较好,在Z5号孔局部相变为淤泥质粘土。
该层场地Z6和Z12号孔段未有揭示,层厚7.40~12.90m,层面分布高程-3.74~-3.14m。
3、
(1)—3淤泥质粘土
灰色,流塑状,高压缩性;摇振无反应,切面光滑,干强度高,韧性高;含少量有机质及贝壳碎屑,有较强的泥臭味,土层均匀性较好,局部相变为淤泥质粉质粘土,在Z8号孔局部相变为淤泥。
该层场地Z5、Z6、Z11和Z12号孔地段未有揭示,层厚3.70~11.40m,层面分布高程-16.14~-15.44m。
4、
(2)粘土
灰色,软塑状,高压缩性;摇振无反应,切面光滑,干强度高,韧性高;含少量有机质,土层均匀性较好,在Z3号孔局部相变为粉质粘土。
该层场地仅Z1、Z2、Z3、Z7、Z8、Z9号孔有揭示,层厚1.90~7.00m,层面分布高程-26.94~-24.84m。
5、(3)—1强风化基岩
灰~灰绿色,岩芯呈碎粒、碎块状,敲击易碎,裂隙很发育,风化强烈,原岩结构、构造较清晰,块状构造,凝灰质结构,岩性为凝灰岩。
该层全场均有分布,层厚0.50~1.50m,层面分布高程-32.14~-3.44m。
6、(3)—2中等风化基岩
灰~灰绿色,岩芯呈碎块状、块状、短柱-长柱状,裂隙较发育,向下渐弱,原岩结构、构造清晰明显,块状构造,凝灰质结构,岩性为凝灰岩。
岩石饱和单轴抗压强度20.2~26.0MPa,平均值23.9MPa,标准值22.7MPa,为次软岩石,岩石质量指针RQD约为65,完整性一般,岩体基本质量等级Ⅳ级。
该层全场均有控制,最大揭露厚度6.40m,层面分布高程-32.94~-3.94m。
各地层主要物理力学性质指标及其承载力情况见表2-6~表2-7,钻孔位置见图2-5,各地层工程地质剖面见图2-6。
2.6地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)的划定,台州地区抗震设防烈度为小于6度区,设计基本地震加速度值小于0.05g。
表2-6各地层主要物理、力学性质指标及承载力
土层
编号
土层名称
含水量
W
(%)
湿容重
r
(g/cm3)
孔隙比
e0
液性指数
IL
塑性指数
IP
压缩系数
a1-2
(MPa-1)
压缩模量
Es
(MPa)
凝聚力
C
(KPa)
内摩擦角
¢
(度)
地基承载力
(KPa)
(1)-1
淤泥质粉
质粘土
43.3
1.76
1.228
1.35
15.5
0.87
2.58
11.2
9.8
55
(1)-2
淤泥
55.0
1.65
1.574
1.40
20.0
1.31
1.97
11.6
7.2
50
(1)-3
淤泥质
粘土
46.2
1.71
1.338
1.21
17.7
0.98
2.42
15.0
8.5
60
(2)
粘土
45.0
1.72
1.318
0.85
20.4
0.87
2.67
22.3
9.8
75
(3)-1
强风化
基岩
800
(3)-2
中等风化
基岩
2500
表2-7预制桩、钻孔灌注桩极限标准值
土层编号
土层名称
预制桩
钻孔灌注桩
桩周土摩擦力
(KPa)
桩端土承载力
(KPa)
桩周土摩擦力
(KPa)
桩端土承载力
(KPa)
(1)-1
淤泥质粉质粘土
11
10
(1)-2
淤泥
10
9
(1)-3
淤泥质粘土
12
11
(2)
粘土
22
21
(3)-1
强风化基岩
150
(3)-2
中等风化基岩
250
10000
第三章水工建筑物堤线布置
据浙江省发展计划委员会关于《台州市椒江大陈中咀避风港工程可行性》批复,避风港主要建设内容和规模为:
透空式防波堤196米、护岸2188米。
3.1防波堤堤线布置
大陈岛中咀湾为自然海湾,三面环山,西面湾口临海,面积约20万m2。
中咀湾自然水深较浅,渔船可在高潮位时进入湾内避风锚泊,低水位时渔船均搁置在泥面上。
由于中咀湾无防浪设施,渔船在此避风时常采用抛锚的锚泊方式,经口门绕射的波浪会使渔船移锚并且相互碰撞,造成渔船的损毁和人员伤亡。
为发挥中咀湾作为渔船避风港湾的优势,为当地渔民就近避风创造良好条件,宜在中咀湾口处建设防波堤,挡潮消浪,形成渔船台风期间安全锚泊避风区。
据舟山市交通规划设计院编制的《台州市椒江大陈中咀避风港工程工程可行性研究报告》,防波堤长196m,位于中咀湾口,沿西北向布置,堤根在湾口的南侧,堤头距湾口北侧部队登陆艇码头为99.79m(门口宽度),见第三篇图1。
3.2防波堤消浪效果分析
河海大学物理海洋研究所有关《台州市椒江大陈中咀避风港波浪数学模型研究报告》,对中咀湾口处建设防波堤的消浪效果和建防波堤后形成的泊稳面积进行分析和计算,所得结论如下:
3.2.1防波堤消浪效果分析
河海大学物理海洋研究所对中咀湾口工程前后以及消浪堤采用透空式或实体式两种结构的防浪性能均做了分析:
1、工程前特点
NW-NNW向波浪受到的阻挡较小,可直接传至或绕射至工程区域,湾内的波高比工程海域外略有减小。
W-WNW向波浪直接面向中咀湾湾口,且入射波高也较大,堤前波高只略小于NW-NNW向。
由于工程区域水深较小,水位对波浪的影响较大。
2、实体堤消浪效果分析
工程前波浪未受阻挡,一直可传播到中咀湾湾顶,而实体堤建成后,虽然波浪在堤外反射,能量累积,部分区域出现立波,波高在口门附近较大,极端高水位时更为明显,但受到防波堤的掩护,堤后水域波高明显变小。
实体堤工程后极端高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(见图3-1)
实心堤工程后设计高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(见图3-2)
3、透空堤消浪效果分析
对比工程前,透空式防波堤也有一定的防浪效果,港内波高也有所减小。
但相对于实心堤,当防波堤为透空堤时,港内的波高增大,大于0.5m的波浪还能传到中咀湾湾顶附近,港内的泊稳面积比实心堤时减小了3%~10%左右。
透空堤工程后极端高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(见图3-3)
透空堤工程后设计高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(见图3-4)
综上所述:
中咀湾口工程前波浪未受阻挡,可直接传入到湾顶。
工程后,无论是实体式还是透空式防波堤,由于受到防波堤挡潮消浪的影响,波浪仅在口门附近较大,不再传入到中咀湾湾顶。
同时,实体式防波堤的消浪效果要比透空式防波堤消浪效果明显。
3.2.2防波堤消浪渔船泊稳面积计算
泊稳面积计算采用波高分布中有效波高小于1.0m的波高等值线区域。
计算结果表明:
无论实心式防波堤还是透空式防波堤的防浪效果都很明显,泊稳面积均明显增加,基本都能达到85%以上,为渔船的泊稳提供了有利条件,其中实体式防波堤的泊稳面积要大于透空式防波堤。
表3-1、表3-2列出了极端高水位和设计高水位情况下各方向港池内的泊稳面积。
表3-1极端高水位情况下港池内泊稳面积(
m)
方向
泊稳面积%(极端高水位5.71m)
50年一遇
25年一遇
2年一遇
透空堤
实心堤
透空堤
实心堤
透空堤
实心堤
NW-NNW
85.09
91.38
86.57
93.89
92.41
96.71
W-WNW
86.26
93.25
87.42
94.52
93.69
100
SW-WSW
88.59
95.39
89.48
96.98
94.31
100
图3-1极端高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(实心堤工程后)
图3-2设计高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(实心堤工程后)
表3-2设计高水位情况下港池内泊稳面积(
m)
方向
泊稳面积%(设计高水位4.41m)
50年一遇
25年一遇
2年一遇
透空堤
实心堤
透空堤
实心堤
透空堤
实心堤
NW-NNW
87.24
92.42
88.56
94.03
93.77
97.11
W-WNW
88.24
94.73
89.11
95.41
95.65
100
SW-WSW
89.65
97.25
91.32
98.32
96.38
100
图3-3极端高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(透空堤)
图3-4设计高水位时W-WNW向50年一遇波高分布(透空堤)
3.2.3淤积分析
据舟山市交通规划设计院编制的《台州市椒江大陈中咀避风港工程工程可行性研究报告》分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 椒江 避风港 工程 初步设计 报告