印尼某电厂码头水工建筑物设计

'第47卷第4期港工技术Vo1．47No．42010年8月总第195期PortEngineeringTechnologyAug．2010Total195印尼某电厂码头水工建筑物设计詹明，郑厅厅(1．中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉430071，中交第一航务工程勘察设计院有限公司．天津300222)摘要：印尼某电厂项目码头水工建筑物包括码头、防波堤和护岸等主要组成部分。在该项目水工建筑物的设计过程中，综合考虑当地的自然条件、施工能力和材料来源等因素，不断优化结构选型和结构断面。根据不同使用要求，护岸分别采用直立式和斜坡式2种结构型式，推荐的设计方案节省投资、施工方便，可供同类工程设计参考。关键词：印尼；码头；水工建筑物设计；经济性；可实施性中图分类号：U656．102；U656．202；U656．302文献标志码：B文章编号：1004—9592(2010)04-0017-03MarineStructureDesignonJettyofSomePowerPlantinIndonesiaZhanMing，ZhenTingting(1．CCCCSecondHarborConsultantsCo．，Ltd．，WuhanHubei430071，China；2．CCCCFirstHarborConsultantsC0．，Ltd．，Tianjin300222,China)Abstract：ThemarinestructureofsomepowerplantprojectinIndonesiamainlyincludesthecoal—unloadingjetty，breakwaterandrevetment．Inthedesignofit，thefactorssuchasthelocalnaturalconditions，constructionconditionsandbuildingmaterialssourceallarecomprehensivelyconsideredinordertooptimizestructuralselectionandsection．Accordingtothe．differentfunctionrequirements，thetwokindsofstructuraldesignintheverticalrevetmentandslopingrevetmentweremade．Thedesignedschemerecommendedwillbeconvenientforconstructionandsaveinvestment，whichwillprovidethereferencesforthesimilarproject．Keywords：Indonesia；jetty；marine；structure；economy；feasibility印度尼西亚的港口规模普遍较小，码头设施老化，水上施工机具数量少、能力低，且没有专门的水上施工队伍。制造大型预应力构件的能力较差，没有能力制造直径>600mm的PHC桩。近年来．有越来越多的我国工程技术人员参与印尼国内多项电厂、码头工程的建设，印尼当前的施工条件是确定设计方案关键的制约因素，在进行水工建筑物设计时应充分考虑。印度尼西亚某燃煤电厂，距首都雅加达约180km，电厂配套专用码头设计年吞吐量320万t，建设2个12000DWT煤炭进口泊位及其相应配套设施。本工程水工建筑物主要包括码头、防波堤及护岸等。图l码头水工建筑物总平面布置码头水工建筑物总平面布置，见图1。1设计条件1．1设计水位收稿日期：2009—11—29设计高水位1．50m；设计低水位O．32m；极端高作者简介：詹明(1962一)，女，高级工程师，主要从事港1：2水工建筑物结构设计。水位2．14m；极端低水位一0．12m。 ·l8·港工技术第47卷1．2设计波浪要素层均为淤泥质粘土，含水量大、高压缩性、强度极一4．0m等深线处，极端高水位条件下，不同重低；其下部的粘土和砂层分布不均匀、层面起伏变现期的防波堤设计波浪要素，见表1。化较大、地基承载力偏低：而土层厚度较大、承载力表1防波堤设计波浪要素较高的粘土及粉质粘土层可作为良好的持力层，但该层埋深较大。因此，码头建筑物较合适选用桩基结构基础由于码头靠泊船型为12000DWT，码头使用荷载较大，要求基桩承载能力较高。可供选择的桩型有钢管桩、钢筋混凝土钻孔灌注桩和PHC桩。印尼虽然可以生产PHC桩，但最大直径仅为600mm，单节不同水位条件下，50a一遇重现期，码头设计波最大长度为15m。采用印尼国产的PHC桩，不仅桩浪要素，见表2。径较小。桩的接头还较多，且需在打桩架上接长，施表2码头设计波浪要素工质量不易保证；PHC桩接长时采用焊接工艺，焊接高温往往导致焊缝周边混凝土的破坏，对码头结构的耐久性会产生不利影响：钢筋混凝土钻孔灌注桩水上施工较复杂、且目前常用施工手段仅能打直桩．难以满足水平承载力的要求。基于上述原因和合同文件要求．本项目采用钢管桩。码头上部由纵、横梁系和空心板组成。结构选型不同水位条件下，作用于直立式护岸的NE方设计时．为提高结构的耐久性并降低结构高度以减向、50a～遇重现期设计波浪要素，见表3。小波浪的作用，轨道梁选用预应力混凝土结构。但由表3直立式护岸设计波浪要素于印尼大型预应力施工能力有限，实施时改为钢筋混凝土结构2．1．2防波堤及护岸码头位于2个活动的河口三角洲之间，在河口之间还有大小不等的9条河流人海，特别是雨季人0m等深线位置处，不同水深条件下作用于不海河流带来大量泥沙，成为该海区主要的泥沙来源。同位置斜坡式护岸的设计波浪要素，见表4。根据现场观测，在风浪较小的情况下，近岸浑水宽度在500m左右，水体含沙量较大。因此，本工程防波表4斜坡式护岸设计波浪要素堤还应具有防沙功能。防波堤所在地淤泥深达l0余in，根据印尼当地的施工条件．经综合比选，防波堤选用实体斜坡型式．其基础采用插纸板排水固结。为便于潮间带附近堤根段的施工．利用当地丰富的竹材资源，以打竹桩簇代替插纸板，增加软基的初期承载力。根据防波堤建成后的实际观测，防波堤防浪、防沙效果良好。根据使用要求，在取水口段的护岸采用直立式1．3地质条件结构，其余段采用斜坡式护岸。根据现场勘察情况，场区地层主要为第四纪的2．2码头结构方案海相和海陆交互相沉积层，地层由上到下主要为淤码头由装卸平台和引桥组成。装卸平台采用高泥、淤泥质粘土、粉细砂、粉质粘土。桩梁板和高桩墩式组合结构，平面尺度为长305m、2水工建筑物结构方案宽24m。其中高桩梁板部分长284m，排架间距8m，2．1结构选型排架基础均为直径863．6mm的钢管桩，每榀排架设2．1．1码头3根直桩和2对5：1的叉桩。上部结构由纵、横梁系分析本工程所在区域的地质条件，码头区域表 第4期詹明，等：印尼某电厂码头水工建筑物设计·l9·和空心板等组成。转运站墩台采用高桩墩式结构。尺寸为21m~24nl，基础也为直径863．6mm钢管桩．上部结构为现浇钢筋混凝土实体墩。引桥采用高桩■★t^照—j龋醒梁板结构，尺寸为36m~12m，排架间距为lOm．上部结构由空心板、横梁等组成，桩基为直径863．6臃mm钢管桩。码头水工结构断面．见图2．曾“i艚，i毋——耵土I州唧2．3防波堤结构防波堤为实体斜坡堤结构，东、西防波堤共长藜—mrl广～一1612ITI。堤顶高程按容许少量越浪设计。并考虑工}攀．⋯．i后沉降取值为3．5～4．5m。堤顶宽度综合考虑堤身稳￡!±j定、安放护面块体和陆域推进施工等因素．取5．50～6．24m。斜坡坡比为1：1．5。抛填10～300kg开山石形图2码头水工结构断面成堤心，针对不同水深和波浪，堤头护面结构采用块石垫层。防波堤采用块石护底，堤头段护底的长度1．5t扭工字块摆放2层，堤身段护面结构采用2．0t为10ITI。防波堤结构断面，见图3。四脚空心方块摆放1层。护面块体下设100～200kg为减少电厂东侧排出的温排水经防波堤块石间图3防波堤结构断面缝隙渗透进入港池，并被取水15抽人形成‘‘温排水构型式。直立式护岸采用桩排式地连墙，桩直径1m．短路”现象，在东防波堤堤身内侧设置“二布～膜’’土墙后约2．0ITI范围内软土采用直径700mm的水泥工布以防止温排水渗透。搅拌桩加固。搅拌桩与灌注桩之间原设计为高压静力根据本工程地质资料，防波堤所在位置淤泥最深注浆，由于受施工条件的限制实施时改为树根桩。锚达l0余ITI，该淤泥层含水量大、压缩性高、承载力低．定采用拉杆锚定墙结构，拉杆直径70mm。间距1．9m．因此，防波堤基础打塑料排水板进行处理。塑料排水拉杆上设防压罩。直立式护岸结构断面．见图4板间距1．0m，穿透淤泥质粘土软弱层，呈正方形布置，其上抛填1．5ITI的砂垫层，垫层上铺设土工布和土工格栅各1层。结合工程实际情况，在防波堤根部的潮间带段，由于打设塑料排水板施工困难，最终采用印尼当地行之有效的软基处理方式，即打设竹桩增加软基的初期承载力。竹桩用3根直径8～10。m的竹扎紧成束制成，桩长根据软基厚度取5～8m，竹桩间距0．5ITI，桩顶敷设土工格栅(用竹排替代土工格栅，也可以起到同样的作用)。根据需要，竹桩中可设弹性或柔性材料，桩顶设置砂层用于软基竖向排水2．4护岸结构根据陆域场地的使用要求，总长l044m的护岸图4直立式护岸结构断面结构分别采用直立式护岸和实体斜坡式护岸2种结(下转第23页) 第4期黄明俊．等：营口港水工建筑物结构型式的应用·23·质粉质粘土混砂，该软弱土层的最厚为2．0m，其下且施工简便，经综合分析，防波堤采用斜坡式结构。即为可塑、硬塑状的粉质粘土或中粗砂，地质情况根据不同区段的条件，堤心部分采用陆上推进良好。鲅鱼圈港区南防波堤外部和北防波堤处，表法回填500kg以下开山石结合水上抛填10～100kg层天然泥面为2～4m厚的淤泥质粉质粘土，其下为块石：内侧临时采用大块石护面；外侧护面的型式包可塑、硬塑状的粉质粘土，地质情况一般。括：3t扭王字块体护面，堤脚处铺设100～150kg护上述港区较为适合的防波堤结构型式有直立式底石；栅栏板护面，堤脚处铺设护底石或堤脚块；和斜坡式。根营口港的建设经验，由于本地开山石材500～1500kg块石做为宽肩台护面，堤顶高程为料丰富。斜坡式结构比直立式结构造价低出很多．斜7．5～9．0m，顶宽9．4～11．0m。坡堤与直立堤相比抗冰能力较强，消浪效果更好。宽肩台护面的斜坡堤结构断面，见图5。9∞一图5宽肩台护面的斜坡堤结构断面扭王字块体护面斜坡堤的外形美观，变形能力坡堤，肩台的厚度可根据级配块石的大小、建筑物的强，适用于弧线段和深水区域：栅栏板护面斜坡堤的重要程度、建成后的维护措施等因素进行设计。该结外形美观，适应直线段和浅水、浪小的区域；宽肩台护构型式的应用为港口节省了建设资金和建设时问。面斜坡堤，经济可行，适合本地区特点，在该地区属创6结语新设计。由于当地石材丰富，在防波堤所处波浪、水深在营口港的水工建筑物的建设过程中．应用到等条件适当时，经模型试验论证，采用一定级配块石多种水工结构型式，通过对其中较有特点的水工结护面的宽肩台斜坡堤是经济可行的；在非永久性防波构型式进行归纳和总结，可为今后的工程设计提供堤或护岸结构中，也可采用级配块石护面的宽肩台斜参考资料。(上接第19页)顶高程考虑基本不越浪，取3．9m。堤心部分采用l0实体斜坡堤的顶高程为2．70m，坡比采用l：3，-100kg块石，堤内设300mm厚的二片石和400mm安放1层300-400kg块石护面，并设置45cm厚由厚的碎石倒滤层，堤顶采用块石护面。斜坡式护岸结20-40kg块石组成的垫层。护岸设混凝土防浪墙．墙构断面，见图5。图5斜坡式护岸结构断面3结语国，在设计水工建筑物时，应充分了解和考虑印尼当近年来，有越来越多的我国工程技术人员参与地实际施工条件，同时应注意印尼当地具有的大量印尼国内多项电厂、码头工程的建设，印尼水上施工廉价建材，可结合采用当地行之有效的方法，使水工设备、技术能力和施工人员的技术水平都落后于我建筑物设计具有良好的经济性和实施性。'