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摘要：本文以港口施工中的防波提作为主要研究对象，深入分析此项工程技术的特点以及使用情况，并且就实践效果与发展前景作出了简要分析，希望给予港口施工的技术人员以及管理人员提供参考价值，为港口建设施工提供可靠理论依据。
关键词：开孔沉箱；港口工程；工程项目
近年来，随着船舶吃水的增加，防浪建筑物和无盖码头已开始向深海地区扩展。沉井结构以降低波浪荷载、节省工程投资等优点而受到广泛关注。例如，在日本的半圆形防波堤防波堤新结构双筒防波堤沉箱式防波堤表面孔外壁，波波面孔；加拿大一建作为科莫湾码头沉箱式防波堤，并取得了良好的效果；中国的秦皇岛港和大连港大窑湾港口泊位是沉井结构部分。这些开口结构改善了港口的稳定条件。
1.开孔沉箱在港口工程的案例分析
目前，随着港口建设技术的发展和研究成果的不断涌现，国内外许多工程都采用了沉井结构。其优点是可以减小前波的反射力，达到工程结构的稳定性。由于沉井具有独特的消波单元，水波产生的力叠加在同一相位上，从而消除了很大一部分应力，减小了作用于结构上的力。下面是具体过程的示例。
1.1港口工程简介
某港口15万吨级码头工程建设主要包括：15万吨浮船坞、沉坑、修船泊位等配套工程。在该工程中，防波堤的施工是非常重要的，它关系到附近工厂的正常生产和居民的生命安全。通过对该工程的初步研究，可以看出该地区的自然条件较好，河流泥沙运动对工程影响不大。下表显示了端口项目的主要设计参数。
表1设计水位主要参数
1.2港口防波堤工程结构
1.2.1港口防波堤的轴线分析
通过对设计波浪要素主要参数的分析，可以看出工程区的主波方向为ES波，波高较大，对港口厂区有安全威胁。因此，在确定防波堤轴线参数时，考虑了这一因素，在早期设计中加强了防波堤对厂区盖层的影响，提高了防波堤的防护效果。另一方面，影响港口现有渠道的因素很多，港口未来发展的远期规划也有许多因素。通过各种方案的比较，最终选定了轴线作为船坞西北侧的两个防波堤。
1.2.2港口防波堤结构分析
在各种各样的防波堤建成中国目前的结构，最成熟的两种模型的斜坡式防波堤，和两是直立式防波堤。从具体应用的角度看，原模型的应用环境往往不是很深，防波堤的基础条件非常一般。建设交通后，一旦结构受到外力破坏，物质丰富，很容易修复。后者通常适用于水深较大的地区。同时，该工程所建地基相对较好，石料和回填不充分。优势和环境约束这两个模型的综合比较的缺点，结合项目的特点，对二种结构的最终选择，根据当地的实际情况，这种模式的优势是比较明显的，一个可以保留的岸线资源，另一方面它也可以奠定长期发展奠定良好基础。
2.港口防波堤工程结构
2.1工程中的防波提轴线分析
依据本次防波提设计中的主要数据可以发现，工程的施工区域内浪型主要为ES浪，并且浪高比较大，对施工区域的港区安全有着比较大的影响。因此，在确定防波提的轴线参数时，必须要慎重考虑该项因素的影响，同时在港口工程的前期设计过程中，应该注意防波提对厂区的保护作用，同时应该提高其防护效果。除此之外，应该结合其他影响因素分析本工程中现有航道，同时应该注重未来对于扩容的远期规划等。在充分考虑所有设计方案，且对比后，最终将轴线确定在船坞西北侧，且分别设置防波提。
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2.2港口防波提的结构分析
目前我国已经投入运营的防波堤结构中，已经有比较成熟的两种结构形式，一种是斜坡式防波提，第二种是立式防波堤。从目前的实际使用情况来看，前一种结构形式主要使用在水不深的区域，同时防波提的地基条件非常一般，并且工程中使用了较为丰富的石料、回填料。由于材料比较丰富和全面，故而在投入运营之后，只要发现了结构被外力破坏，导致其工程性能下降的情况，后期补救起来较为容易。而后一种结构形式主要是使用在深水区，同时，由于该项工程中防波提的地基非常坚固和可靠，石料与回填料一般比较匮乏。充分对比上述两种结构形式，同时详细分析其使用环境以及优劣势后，本工程决定选择第二种结构形式，结合此次施工的具体工程特点，同时依据当地建设条件，该种结构形式具有非常明显的优势，一方面可以将岸线资源合理的保留，同时还能为将来大规模的发展打下坚实基础。
然而，由于该种结构形式的优势在于施工部分的断面宽度非常长，站在工程造价角度，必须要保证本次工程造价的合理性，保证工程经济效益的最大化，同时还能保证此次防波提工程附近的越浪参数处在较为合理的范围之内，进而保证本次工程防波提内部的安全性与可靠性，保障处于防波提内部的厂区与居民区的安全，保证人民生命财产安全不被影响。
2.3港口防波堤设计
港口防波提在施工过程中，在工程最底层的基础结构使用粉质黏土，在黏土层的上方采用10～100公斤/块的石块进行填充，并且使用相关机器进行夯实处理。为了能有效的节约此次施工成本，提高经济效益，在港口防波提的西侧使用10m高的石块，东侧使用11m高的石块，能大大提高防波提的安全性能。在本次工程的港口防波提基床的厚度上应该至少保证在3.5m以上。在迎浪的一侧波提上，为了保证港口区域的安全性以及工程的使用寿命，此次工程中使用的是300吨每块的大石料保护其基层底部，长度设置为12m。此种防波提的结构形式，完全能保证实用性以及安全性，也是大量实践经验总结出来的，因此具有非常高的现实意义。
目前是提高整个港口防波提工程的关键时期，同时会大大影响本次工程的实际造价成本，也是保证工程实际经济效益的关键时期。为了提高工程的施工进度，同时合理降低胸墙混凝土的使用数量，将本次工程的消角开孔消浪重力式沉箱结构的整体高度确定为4m，并且在每个沉箱结构的组织上都要填充10～100公斤每块的石料。为了实现有效的降低防波提基地应力的目标，在沉箱施工弯沉之后，将每个结构部分都填充完成了石料，同时又在其结构之上增加1m长度结构，以充分保证其安全性。为了有效降低波压，在消角开孔消浪重力式沉箱的迎浪一侧增加一层消浪开孔的结构，孔的深度通常设置为3.5X0.8m。同时将本工程中位于前排的舱格设置成消除能量的部分。综上所述，本次港口设计的主要优点在于：将消角开孔消浪重力式沉箱前壁开孔的方向变化为纵向的放线，这种结构形式与传统的设计结构相比，能大大降低波浪穿过开孔部分的能量，同时减轻整个防波提的冲击，减小防波提所承受的压力，提高整个工程的安全性。
结论
在港口航道工程建设中，其施工质量至关重要，因此在施工中必须要采取科学的施工技术，并保证施工技术水平。本文主要对港口航道工程沉箱施工技术进行了简要的分析，结合工程实例，对其中的技术要点进行了探讨，希望能够为同行提供一定的借鉴，共同促进港口航道工程施工技术水平的进步。
参考文献
[1]张晓燕.海西湾港口气压沉箱施工新技术的探讨[D].大连海事大学，2009.
[2]马德洪.港口码头的沉箱及预制块体施工技术研究[J].广东科技，2014，22：107-108.
[3]蔡惠霞.港口工程沉箱预制施工与浮运吊装[J].中国建设信息，2007，07：56-57.
论文作者:李应平
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/21
标签：防波堤论文; 港口论文; 工程论文; 沉箱论文; 结构论文; 轴线论文; 形式论文; 《防护工程》2017年第33期论文;