離岸人工島攪拌站選址問題研究

1、離岸人工島攪拌站選址問題研究作者：黃先勝，鐘波（單位名稱：中交天航南方交通建設(shè)有限公司；單位所在地：廣東省深圳市；單位郵編：518040）【內(nèi)容摘要 】離岸人工島攪拌站的選址，在施工中占有十分重要的地位，同時(shí)，離岸人工島又不同于陸地環(huán)境，攪拌站選址要綜合考慮海域環(huán)境、島內(nèi)施工環(huán)境、運(yùn)輸成本、護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等多方面的影響。本文通過對(duì)離岸人工島的關(guān)鍵詞：離岸人工島 攪拌站 選址 問題 研究在護(hù)岸擋浪墻施工中，混凝土攪拌站選址是一個(gè)關(guān)鍵問題，一切工作的開展均以拌合站為中心，選址是否妥當(dāng)，不但影響擋浪墻的施工組織安排，而且還要影響到混凝土施工進(jìn)度和施工效益。離岸人工島攪拌站選址不是單一考慮選址的地理位

2、置，以海航集團(tuán)海口灣西海岸人工島一期工程為例，人工島分為南北護(hù)岸結(jié)構(gòu)，北護(hù)岸需現(xiàn)澆擋浪墻1844米，南北護(hù)岸距離最大處約377米，如圖1所示。圖1 海口灣西海岸人工島一期工程平面布置圖一、攪拌站建站計(jì)劃海口灣西海岸人工島一期工程北護(hù)岸現(xiàn)澆擋浪墻墻身為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)1805m，設(shè)計(jì)選用C40 混凝土進(jìn)行澆筑，設(shè)計(jì)工程量為40090方。攪拌站計(jì)劃4月份開始籌建，7月1號(hào)正式投產(chǎn)，計(jì)劃11月份完成擋浪墻澆筑作業(yè)。二、南北護(hù)岸建站方案比選2.1北護(hù)岸建站優(yōu)點(diǎn)：北護(hù)岸一側(cè)建站縮短了水泥罐車運(yùn)距，有利于提高施工效率。缺點(diǎn)：1、北護(hù)岸為直立式沉箱結(jié)構(gòu)，沉箱尚未穩(wěn)定，在北護(hù)岸建站，水泥罐對(duì)北護(hù)岸沉箱形成

3、側(cè)壓力，水泥罐重量越大，沉箱承受側(cè)壓力也越大，易造成沉箱偏移，從而影響工程質(zhì)量或造成質(zhì)量事故。2、北護(hù)岸擋浪墻澆筑作業(yè)時(shí)間為7至11月份，工程海域常浪向隨季節(jié)風(fēng)而變化，東北季風(fēng)期（10 月至次年 3 月），常浪向?yàn)镋NE，次常浪向?yàn)镹E，依據(jù)海口港東側(cè)白沙門測(cè)站資料，本海區(qū)波浪主要集中于NNE 向，其頻率占64.2%；常、強(qiáng)浪向皆為NNE 向，頻率40.4%；實(shí)測(cè)最大波高H1/10=2.5m。波玫瑰圖如圖2所示。圖2 波玫瑰圖（白沙門站）如果在北護(hù)岸建站，10至11月份，水泥船將受東北季風(fēng)影響，對(duì)水泥船施工安全和水泥吸附效率均產(chǎn)生較大影響。3、如果在北護(hù)岸建站，需在北護(hù)岸建設(shè)水泥船靠船碼頭，北

4、護(hù)岸底側(cè)為護(hù)底塊石，地基基礎(chǔ)不穩(wěn)定，建設(shè)碼頭費(fèi)用較大。2.2南護(hù)岸建站優(yōu)點(diǎn)：1、南護(hù)岸為袋裝砂堤心護(hù)岸結(jié)構(gòu)，護(hù)岸為梯形結(jié)構(gòu)，水泥罐重力對(duì)南護(hù)岸影響小。2、根據(jù)?？谛阌⒑Ｑ笳?9982004 年的資料統(tǒng)計(jì)，施工區(qū)累積年平均風(fēng)速為3.4m/s；11、12 月份平均風(fēng)速最大，為4.3m/s；次之分別為10月和1、2月。但10月至次年2月份多為東北風(fēng)，風(fēng)玫瑰圖如圖3所示。南護(hù)岸受風(fēng)浪影響小，可常年保證水泥船靠船要求，能大大降低船舶施工安全風(fēng)險(xiǎn)。 圖3 風(fēng)玫瑰圖3、南護(hù)岸外側(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)為細(xì)粉砂，采用鋼樁碼頭結(jié)構(gòu)，充分結(jié)合南護(hù)岸梯形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可大大節(jié)約碼頭建設(shè)成本，且施工工藝簡(jiǎn)單，易于操作。缺點(diǎn)：南護(hù)岸結(jié)

5、構(gòu)穩(wěn)定性差，易對(duì)臨時(shí)碼頭的穩(wěn)定性造成影響，另外，在南護(hù)岸建站，水泥罐車運(yùn)距較長(zhǎng)，有效施工時(shí)間短。2.3結(jié)論北護(hù)岸建站風(fēng)險(xiǎn)較高，雖北護(hù)岸一側(cè)建站縮短了水泥罐車運(yùn)距，但對(duì)施工效率的影響不大，南護(hù)岸建站能避免船舶靠船、護(hù)岸結(jié)構(gòu)變形等風(fēng)險(xiǎn)，固在南護(hù)岸建站更符合工程實(shí)際。三、南護(hù)岸選址規(guī)劃根據(jù)圖1可判斷：海口灣西海岸人工島受東北風(fēng)影響最大，東風(fēng)和北風(fēng)次之，受東南風(fēng)影響最小。如在南護(hù)岸建站，主要考慮東、北風(fēng)向的風(fēng)浪影響。3.1東風(fēng)向東風(fēng)向會(huì)向東形成涌浪，南護(hù)岸由東向北涌浪會(huì)逐漸減小，如圖3所示。 圖3 東風(fēng)向風(fēng)浪影響示意圖3.2北風(fēng)向北風(fēng)向會(huì)向東形成涌浪，南護(hù)岸由北向東涌浪會(huì)逐漸減小，如圖4所示。圖4 北

6、風(fēng)向風(fēng)浪影響示意圖3.3南護(hù)岸選址范圍由1.1.1和1.1.2可知，攪拌站選址不能靠近南護(hù)岸兩端，因此，攪拌站選址范圍（如圖5所示）在南護(hù)岸中點(diǎn)線對(duì)稱范圍內(nèi)。要確定攪拌站選址范圍，需知道攪拌站、料場(chǎng)和預(yù)留安全尺寸，選址最短距離公式為：L=L攪拌站+L料場(chǎng)+ L安全圖5 選址范圍示意圖（一）攪拌站尺寸確定南護(hù)岸選址后，根據(jù)攪拌站設(shè)計(jì)尺寸（如圖6所示）來確定攪拌站選址范圍。南護(hù)岸至攪拌樓距離82.5米，用L攪拌站表示。圖6 攪拌站設(shè)計(jì)尺寸（二）料場(chǎng)尺寸料場(chǎng)的選擇直接關(guān)系到運(yùn)營(yíng)費(fèi)用成本，鏟車的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用十分驚人，所以料場(chǎng)的分布，應(yīng)做到方便上料，運(yùn)距短，讓其在平地上作業(yè)，避免鏟車上料爬坡。鏟車的平地與爬

7、坡運(yùn)行費(fèi)用比較如表 1（按年產(chǎn) 30 萬(wàn)方核算）。表1 鏟車的平地與爬坡運(yùn)行費(fèi)用比較Z50 型裝載機(jī)鏟斗容積平地行駛油耗爬坡油耗消耗量差單機(jī)5 噸12.5L/h16.5L/h4.0L/h年發(fā)生量5500 小時(shí)68750L90750L22000L / 年 / 油耗 以節(jié)約成本為優(yōu)先原則，按以下料場(chǎng)規(guī)劃（如圖7所示），能使鏟車減小運(yùn)距，節(jié)約成本。料場(chǎng)尺寸用L料場(chǎng)表示，L料場(chǎng)=86.61米。圖7 料場(chǎng)規(guī)劃（三）預(yù)留安全尺寸由于北護(hù)岸擋浪墻未澆筑，沉箱結(jié)構(gòu)尚未穩(wěn)定，沉箱后中粗砂需振沖處理，料場(chǎng)不能離北護(hù)岸太近。可根據(jù)砂的應(yīng)力計(jì)算來確定石料料場(chǎng)與北護(hù)岸的安全距離，砂的應(yīng)力分布圖如圖8所示。圖8 應(yīng)力分布

8、圖均質(zhì)砂中砂的應(yīng)力公式為：scz=g . z式中scz：砂的自重應(yīng)力； g：構(gòu)件材料的重度(kN/m3) z：砂的深度為5米；砂子和石料的重度相當(dāng)，單位體積內(nèi)應(yīng)力相等，石料堆場(chǎng)面積S=3600平方米，計(jì)劃最大存儲(chǔ)量1萬(wàn)噸，假設(shè)石料在砂料上方等面積疊加。取相同面積的砂料，則：M砂=V砂=S. z. =2.7萬(wàn)噸如按附加應(yīng)力不超過設(shè)計(jì)值1/5計(jì)算，L堆場(chǎng)寬度=60米，則：L安全=.L堆場(chǎng)寬度=111米則：L=L攪拌站+L料場(chǎng)+ L安全280米固選址范圍如圖9所示。圖9 選址范圍示意圖四、攪拌站選址規(guī)劃圖根據(jù)以上分析確定了攪拌站在南護(hù)岸的選址位置，為了減小水泥罐車的運(yùn)輸距離，攪拌站選址宜選在南護(hù)岸靠近臨界線280米的位置，攪拌站選址規(guī)劃圖如附件1所示。作者個(gè)人簡(jiǎn)介： 黃先勝，1988年出生，畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）工程學(xué)院安全工程專業(yè)，獲得土木工程第二學(xué)位專業(yè)。目前職稱為助理工程師，任南方公司海航人工島項(xiàng)目部安全部長(zhǎng)。研究安全工程、土木工程、港口與航道工程、水利水電工程等專業(yè)領(lǐng)域。詳細(xì)通訊地址：海南省海口市龍華區(qū)華海路瓊島石化樓B-103室郵編：570105聯(lián)系方式箱：xiansheng000QQ：160448972鐘波，1989年出生，200