印尼某电厂码头工程结构设计综述.doc

印尼T.J.AWAR-AWAR2350MW电厂码头工程结构设计摘要：主要介绍了印尼T.J.AWAR-AWAR2350MW电厂项目码头工程中小沉箱码头结构、抛石斜坡堤结构方案，以及“两布一膜”隔水层在电厂建设中的应用。关键词：小沉箱，斜坡堤，“两布一膜”隔水层1工程概况项目位于印尼东爪哇省Surabaya市Tuban区Jenu镇的Wadung村，距Tuban区约26公里，距Surabaya市的Juanda飞机场约123公里。地理位置为南纬64939、东经1120027。本工程建设水工建筑物主要包括12,000 DWT卸煤码头泊位1座、防波堤两道。工程平面布置图见图1。图1 工程平面布置图2设计条件2.1设计水位（TTG印尼国家高程系统基准面）设计高水位：0.77m（高潮累计频率10%的潮位）设计低水位：-0.98m（低潮累计频率90%的潮位）极端高水位：1.89 m（重现期为50年的极值高水位）极端低水位：-1.47 m（重现期为50年的极值低水位）码头面高程：3.20m2.2设计波浪（重现期50年）码头前沿（E向绕射波）：H1=4.24m,H5%=3.58m,H13%=3.09m,T=8.35,L=73.5;-4m等深线（E向）：H1=3.71m,H5%=3.60m,H13%=3.20m,T=8.35,L=59.87;2.3工程地质根据地质钻孔揭示，拟建水工建筑物处地层主要由粘土、-1灰岩（全风化硬夹层）、-2灰岩（全风化）、-3灰岩（强风化）、 灰岩（中风化）等层组成。其中粘土层仅分布在局部表层，其余均为风化程度不等的灰岩，灰岩层存在厚度大且承载力高的岩层分布不均、规律性不强的特点。2.3平面布置特点本工程总图布置主要考量因素为港池航道开挖量与防波堤堤头水深的平衡，欲减少开挖量，势必要求防波堤与输煤栈桥向更深水域延伸。经概念设计阶段多方案技术经济比选，防波堤堤头水深确定为-4m，并提出了卸煤码头、输煤栈桥与东防波堤“合为一体”的平面布置方案，以节约投资，具体参见平面图1。3主要港工建筑物结构设计方案3.1码头结构设计码头岸壁长165m，码头面高程3.20m，前沿设计底高程-8.10m，港工结构按12000DWT散货船设计。由于码头勘区硬质岩层与软弱夹层空间上交错分布，不利于桩基施工。印尼当地水工施工能力薄弱，大直径钢管桩制、打工艺及后期维护水平尚待完善。而重力式码头结构可靠、耐久性好，勘区地质条件基本能满足承载力要求，且重力式结构易于实现“合为一体”的建设方案。码头结构形式主要在方块方案与小沉箱方案之间比选。方块方案对预制场地及安装设备能力的要求低，施工方便，但存在混凝土现浇量较大、方块数量多、水下施工量多、工期长的缺点；小沉箱方案对预制场地要求较高，需具备沉箱下水条件，但与方块方案相比，具有整体性好、施工简单、工期短等优点。在造价基本相当的条件下，设计中选择了小沉箱方案作为码头结构形式。为减少施工环节，方案采取不带卸荷板小沉箱。在起吊能力允许范围内，尽量增加沉箱的横向宽度，以改善基床应力分布。沉箱顶高程0.10m，底高程-8.40m，单个沉箱主尺度为8.606.04.41m，前趾长1m，不设后趾，单个沉箱重仅167t，沉箱总数共计36个。沉箱下设抛石基床，基床底高程-11.00m，座落于-2灰岩层。由于前沿设计底流速较大，设计采用栅栏板护底。码头断面图间图2。图2 码头结构断面图3.2防波堤结构设计防波堤分为东、西两道。东防波堤（含码头后沿、引堤）长1196m，西防波堤长1160m。拟建区自然水深0-4m，结合工程地质条件分析，防波堤结构型式选择抛石斜坡式结构，该结构型式技术成熟、可靠，可实现从陆域推进施工，有利于缩短工期。抛石斜坡堤关键设计数据为堤顶高程、堤顶宽度及斜坡坡比。为此，根据不同的功能要求，对东防波堤拐弯段、引堤（直线段）及西防波堤进行了分别设计。（1）拐弯段正对强浪向，对港池作业区起主要掩护作用，设计按允许少量越浪考虑。堤心石顶高程0.77m（设计高水位），宽4.50m，类似工程施工经验表明，此顶高程及顶宽基本满足由陆向海较快推进。斜坡坡比1：1.5，护面结构采用2.5t四脚空心方块及2.0t扭工字块（堤头），下设100200kg块石垫层。由于地质条件较好，且设计底流速较小，护底块石分布宽度外侧取8m，内侧仅取6m。拐弯段堤头部分断面见图3。图3 东防波堤堤头断面图（2）引堤构造复杂，为设计重点。结合工艺、总图专业要求，引堤顶高程取为3.20m，顶宽为12.00m，内外侧均设置混凝土防浪墙。内侧防浪墙墙顶高程4.00m；斜坡采用500700kg大块石护面，坡比1：2，底部设300500kg抛石棱体；外侧墙顶高程5.00m，斜坡采用2.5t四脚空心方块护面，坡比1：1.5，护底块石分布宽度8m。引堤采用两道并行堤心，中间回填碾压石渣以节约成本。该设计可避免“两步一膜”隔水层对堤身整体稳定的不利影响。引堤典型断面见图4。图4 引堤断面图（3）西防波堤自身受东堤掩护，功能上主要起减小港池泥沙淤积的作用。堤顶高程按允许越浪考虑。堤心石顶高程0.00m，宽4.50m。堤头采用2.0t扭工字块体护面，坡比1：1.5，下设下设100200kg块石垫层；堤身段采用2.5t四脚空心方块护面，坡比1：1.5，下设下设100200kg块石垫层；其余至堤根部分（约400米）采用500700kg大块石护面，坡比1：2。西防波堤护底块石分布宽度外侧8m，内侧6m。典型断面见图5。图5 西防波堤断面图3.3防浪墙结构设计本工程防浪墙主要由三部分构成：码头后沿防浪墙、引堤外侧防浪墙及引堤内侧防浪墙，设计重点为码头后沿防浪墙，设计内容主要为高程设计及断面尺寸设计。防波堤设计与施工规范4建议，防浪墙墙顶高程，宜定在设计高水位以上1.01.25倍设计波高值处。据此推算的墙顶高程值约为4.20m；根据海港水文规范2相关公式计算，当堤顶越浪量处于n10-3m3.s量级时，堤顶高程最高需达到7.0m以上。后经整体物理模型试验验证3，合理取值为5.20m。分析差异原因，主要有两点：一是波向与码头后沿线呈45度夹角，而规范公式适用于波浪正向作用；二是墙前肩台宽度逐渐增加的设计，有效减弱了波浪沿堤身推进过程中的涌高。断面尺寸设计时，在满足墙体自身稳定的前提下，优化断面形状，如临水面采用圆弧过渡等，进一步减小堤顶越浪量。引堤内外侧防浪墙设计时，注重与工艺管线综合考虑，如将电缆沟与内侧胸墙合并布置等。4“两布一膜”隔水层在电厂建设中的应用临海兴建发电站，取排水系统要求较高。而对类似本工程的项目，如何最大程度减少电厂温排水对取水口处水体的热辐射，是港工平面设计及结构设计必须认真考虑的为题。从印尼INDRUMAYU电厂码头项目开始，我院对类似港工结构，引入了“两布一膜”隔水层的设计。与常规的止水帷幕相比，该方案具有施工简单、隔断效果好、成本低等优点。但设计时，需注意设置该膜层，相当于在结构内部人为设置了一个滑移层，对结构整体稳定不利，需采取应对措施，国内有海堤结构因内设土工织物而导致堤身滑移破坏的报道。5结语（1）本工程中的小沉箱码头结构形式，在印尼国内应用尚属首次，相关施工工艺完善后，在印尼当地具有一定推广前景。（2）目前，扭王字块体在东南亚诸国使用时，需申请专利，经技术经济比较，同等条件下扭工字块体较扭王字块体经济。（3）受计算条件限制，波浪经防浪墙顶的越浪量计算，偏于保守，应结合试验验证取值。（4）“两布一膜”隔水层可应用于电厂温排水隔断，实际应用时，应注