海洋空间资源开发技术2016

1、1 1、前言、前言2 2、围海造地工程、围海造地工程3 3、海上人工岛工程、海上人工岛工程4 4、海底隧道、海底隧道v海洋是人类新的生存和发展空间。海洋是人类新的生存和发展空间。v我国拥有大陆海岸线总长度我国拥有大陆海岸线总长度1800018000多公里与多公里与65006500多个面积在多个面积在500500平方米以上的岛屿。根据平方米以上的岛屿。根据联合联合国海洋法公约国海洋法公约我国所管辖的海域有近我国所管辖的海域有近300300万平万平方公里（相当于我国陆地国土的方公里（相当于我国陆地国土的1/31/3）资源资源开发利用有关的海岸、海开发利用有关的海岸、海上、海中和海底空间的地理区域的

2、总称。上、海中和海底空间的地理区域的总称。v现代海洋空间资源开发技术是指人类生存与发展现代海洋空间资源开发技术是指人类生存与发展空间向海洋延伸，利用海洋空间资源所采用的高空间向海洋延伸，利用海洋空间资源所采用的高新技术。新技术。v 填海造陆是沿海地带缓解人地矛盾的有效手段，填海造陆是沿海地带缓解人地矛盾的有效手段，不少沿海不少沿海国家通过围填海获得大量平整成片的土地，缓解了城市建国家通过围填海获得大量平整成片的土地，缓解了城市建设和工农业用地紧张状况设和工农业用地紧张状况。v 世界各国都十分重视海上空间资源的开发。初期，一般利世界各国都十分重视海上空间资源的开发。初期，一般利用港口或在城市岸边

3、向海围垦填筑陆域，发展城市和港口用港口或在城市岸边向海围垦填筑陆域，发展城市和港口的功能。的功能。v 围海造地最成功的荷兰，围海造地已有几百年的历史，围海造地最成功的荷兰，围海造地已有几百年的历史，41,526平方公里的国土有平方公里的国土有1/4是从大海里是从大海里“夺夺”过来的，被过来的，被公认为是人类战胜自然的壮举。公认为是人类战胜自然的壮举。v 日本在过去的日本在过去的100多年中，一共从海洋索取了多年中，一共从海洋索取了12万平方公万平方公里的土地。里的土地。v 近年来随着我国沿海地区经济的快速发展，填海工程与建近年来随着我国沿海地区经济的快速发展，填海工程与建造人工海岸的规模不断扩

4、大。造人工海岸的规模不断扩大。v 2005年以后每年围海的面积都超过年以后每年围海的面积都超过1万公顷万公顷( 100平方公平方公里里) 。v如上海崇明岛如上海崇明岛1949年面积不足年面积不足600平方公里，经过平方公里，经过50多多年的围垦，崇明的面积已经超过了年的围垦，崇明的面积已经超过了1200平方公里，增加了平方公里，增加了一倍。一倍。v 按照规划，到按照规划，到20202020年，临港新城将成为上海东南地区最年，临港新城将成为上海东南地区最具集聚力和发展活力的中等规模滨海城市，并依托上海具集聚力和发展活力的中等规模滨海城市，并依托上海洋山港成为辐射长三角的物流以及临港产业基地。洋山

5、港成为辐射长三角的物流以及临港产业基地。v 临港新城在其举全力临港新城在其举全力“造城兴业造城兴业”的背后，千亿元投资的背后，千亿元投资和新城人口稀少之间出现矛盾和新城人口稀少之间出现矛盾。目前目前6868平方公里的南汇平方公里的南汇新城人口只有新城人口只有4.54.5万左右，其中万左右，其中3.73.7万人是大学师生，常万人是大学师生，常住人口不到住人口不到1 1万人，与巨大的新城规模不成比例。万人，与巨大的新城规模不成比例。v 20132013年年7 7月月2222日，日，CBS 9CBS 9频道频道 60minutes60minutes节目节目ghost ghost citiesciti

6、es将临港新城称为是上海版的将临港新城称为是上海版的“ghost city”“ghost city”。v 海上人工岛是指为了一定的目的和用途，在海域中人工建海上人工岛是指为了一定的目的和用途，在海域中人工建造而非造而非自然自然形成的形成的岛屿岛屿。一般而言，狭义的人工岛指在海。一般而言，狭义的人工岛指在海中独立填海而成的陆地，或由扩大现存的小岛或暗礁，或中独立填海而成的陆地，或由扩大现存的小岛或暗礁，或合并数个自然小岛建告而成；而广义的人工岛则包括桩式合并数个自然小岛建告而成；而广义的人工岛则包括桩式和漂浮式等能在海域中形成一定使用场地的各种海上建筑和漂浮式等能在海域中形成一定使用场地的各种海

7、上建筑物。物。v “离岸建岛离岸建岛”是目前国外是目前国外较为较为流行流行的的趋势，具有十分明显趋势，具有十分明显的优点：的优点：v 有先抛填后护岸和先围海后填筑两种施工方法。有先抛填后护岸和先围海后填筑两种施工方法。v 先抛填后护岸施工方法先抛填后护岸施工方法是是用驳船运送土石料在海上直接抛用驳船运送土石料在海上直接抛填，最后修建护岸设施。填，最后修建护岸设施。v 先围海后填筑施工方法先围海后填筑施工方法是是先将人工岛所需水域用堤坝圈围先将人工岛所需水域用堤坝圈围起来起来,留必要的缺口留必要的缺口,以便驳船运送土石料进行抛填或用挖以便驳船运送土石料进行抛填或用挖泥船进行水力吹填。泥船进行水力

8、吹填。v 斜坡式护岸采用人工砂坡，并用块石、斜坡式护岸采用人工砂坡，并用块石、混凝土混凝土块或人工异块或人工异形块体护坡。形块体护坡。v 直墙式护岸采用钢板桩或直墙式护岸采用钢板桩或钢筋混凝土板钢筋混凝土板桩墙结构或桩墙结构或沉箱沉箱、沉井等。沉井等。v 岛形岛形：椭圆形椭圆形；v 长长625 m；v 最宽处约最宽处约183m ；v 水深约水深约-8.0m 首个钢圆筒直径22米，高40.5米，振沉插入泥面21米，为国内直径最大、高度最高的钢圆筒结构，也是世界上体量最大的钢圆筒结构。全世界第一次采用8台液压振动锤联动振沉体系进行钢圆筒的振沉。v2011年9月11日，西人工岛所有61个钢圆筒成功完

9、成全部振沉任务。v 岛形岛形：椭圆形椭圆形；v 长长625 m；v 最最宽宽处约处约215m ；v 水深约水深约-10.0m。 v 马德拉是距葡萄牙海岸较远的一座小岛，在原填海造地的基础上，增建了长914m，宽180m ,由200个支柱组成的大型高架桥。这座桥与回填形成的地面共同建成了长2743m的飞机跑道。 海底隧道是为解决横跨海峡、海湾之间的交通，海底隧道是为解决横跨海峡、海湾之间的交通，又不妨碍船舶通航，而建在海底之下供人员及车又不妨碍船舶通航，而建在海底之下供人员及车辆通行的地下建筑物辆通行的地下建筑物。 世界世界上已建成许多海底隧道，也有一些正在研究上已建成许多海底隧道，也有一些正在

10、研究中。目前，全世界建成和计划建造的海底隧道共中。目前，全世界建成和计划建造的海底隧道共计计2020多条，主要分布在日本、美国和西欧，较著多条，主要分布在日本、美国和西欧，较著名的海底隧道有青函海底隧道、英吉利海底隧道名的海底隧道有青函海底隧道、英吉利海底隧道等。等。 盾构法：盾构法：沉管隧道、盾构隧道及桥梁沉管隧道、盾构隧道及桥梁长度：长度：L沉管沉管 L盾构盾构 L桥梁桥梁a.浮筒（箱）沉放浮筒（箱）沉放b.驳船沉放驳船沉放c.平台沉放平台沉放d.起重机沉放起重机沉放 港珠澳大桥（港珠澳大桥（Hong Kong-Zhuhai-Macao BridgeHong Kong-Zhuhai-Mac

11、ao Bridge），跨越外），跨越外伶仃洋海域，是连接香港、珠海和澳门的大型跨海通道。伶仃洋海域，是连接香港、珠海和澳门的大型跨海通道。 港珠澳大桥全长港珠澳大桥全长49.968km49.968km，主体工程，主体工程“海中桥隧海中桥隧”长长35.578km35.578km，包括，包括6648m6648m的海底隧道，修建两个人工岛提供桥的海底隧道，修建两个人工岛提供桥隧转换设施。隧转换设施。 港珠澳大桥沉管隧道港珠澳大桥沉管隧道将将由由33节的钢筋混凝土节的钢筋混凝土结构的沉管对接而成结构的沉管对接而成。 除了四个位于接口处的除了四个位于接口处的沉管短一些，其余沉管短一些，其余29个沉管的标

12、准长度为个沉管的标准长度为180米、宽米、宽38米、高米、高11.4米，是世界上最米，是世界上最大的海底沉管隧道。大的海底沉管隧道。2009年年12月月15日开工。日开工。 使用水下挤密砂桩技术使用水下挤密砂桩技术对对海底软土进行加固海底软土进行加固在淤泥在淤泥层中，每隔一定间距就打一根挤密砂桩，密实的砂桩打层中，每隔一定间距就打一根挤密砂桩，密实的砂桩打入海底入海底4040米下的硬土层米下的硬土层。 在在沉管安装前，还要在沉管安装前，还要在4040米深的海底，铺设一条米深的海底，铺设一条4242米宽米宽，3030厘米厚的碎石基床基础。厘米厚的碎石基床基础。 沉管由沉管由8艘拖轮拉抵施工艘拖轮

13、拉抵施工海域，海域，两两艘沉放驳艘沉放驳共共24个锚个锚，每每12个锚与一艘沉放驳相连个锚与一艘沉放驳相连。 通过通过电脑电脑控制系统控制系统往压载水箱注水，沉管开始缓缓往下往压载水箱注水，沉管开始缓缓往下沉，通过收、放缆绳来控制沉管的位置沉，通过收、放缆绳来控制沉管的位置。 两两节沉管在海底对接拉合到一定程度后节沉管在海底对接拉合到一定程度后，沉管横截面的，沉管横截面的橡胶止水带形成橡胶止水带形成了一个密封的状态，将两个管节封闭门了一个密封的状态，将两个管节封闭门之间的水和空气抽掉，海水巨大的压力将会推动待接沉之间的水和空气抽掉，海水巨大的压力将会推动待接沉管往前压，使橡胶止水带充分压缩，从而完成了两个沉管往前压，使橡胶止水带充分压缩，从而完成了两个沉管的对接管的对接。 经过经过微调使沉管完全到位之后，以混凝土和碎石等对沉微调使沉管完全到位之后，以混凝土和碎石等对沉管外回填。管外回填。2013年年5月，月，港珠澳大桥隧道首次海底对接港珠澳大桥隧道首次海底对接vBusan-Geoje Fixed Link Projec