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1、第六章 人工岛工程,Artificial Island Engineering,基本概念,填海筑岛,环岛防护,岛陆交通,中国的人工岛实例,本章内容结构体系,基本概念,近海工程：与近海资源开发及其空间利用相应，所采取的各种人工设施。人工岛：在近岸浅海水域中人工建造的陆地。人工岛工程：主要采用土木建筑技术，在海上形成一高出最高海面并具有一定面积的陆岛，可以减轻波浪和水流的侵袭。,海岸带海域与近海海域连在一起，两者的资源与资源开发密不可分。,用途各异的人工岛,人工岛可分为拓地型和充填型等多种形式，其建筑材料大多为移山填海、就地取土石，但也有利用工业原材料的。,人工岛是人类出于各种目的、在海上建成的陆
2、地化工作和生活空间，是人们利用海洋空间资源的一种形式。,概述,人工岛的施工方法：,1、排水造地法,3、浮体法,4、软着陆法,2、填筑法,近海工程 offshore engineering,补充:建造人工岛可取得十分客观的面积a.荷兰人工岛面积占国土面积的20b.美国人提出在墨西哥湾和大西洋东北部、哈特拉斯角以北造数个8平方公里的人工岛用于建造石油加工厂c.英国在本国南海岸建起了一个用橡皮外壳做构架的圆锥形人工岛，主要用于石油勘探开发d.法国、荷兰和瑞典等国根据本国经济发展的需要，计划在北海南部建起面积约3300公顷的大型人工岛，供人们进行海洋综合开发利用。,e.日本的人工岛建设 战后50年，日
3、本人所造陆地达200平方公里，相当于26个香港岛的面积。日本于20世纪70年代开始将围垦的重点转移到海岸以外的人工岛。,日本又研制了一种多效浮动海水淡化工厂，其额定生产能力为每天5000立方米蒸馏水，厂内设备齐全，经济效益高，耗能低,f.方兴未艾的中国海上人工岛 中国明代嘉靖年间（15221567年）已有建造人工岛的文字记载。建国以来，我国沿海一些地带亦利用海滩、礁石建起了人工岛。,中国有着建造人工岛的悠久历史,g.著名人工岛,人工岛的功能,不 同 用 途,工业生产用地能源基地、海洋油气田开采平台,农业用地,交通运输场所 海上机场、港口、桥梁、隧道,储藏场地海上石油储备基地、危险仓品库,废弃物
4、处理场工业垃圾，用来填海造地,人工岛,综合利用建造海上城市,娱乐场所临海公园、绿地、游艇基地、垂钓场、人工海滨,迪拜人工岛,永暑礁人工岛为永久性人工岛,韩国首尔人工岛,第一节 填海筑岛,人工岛工作面要求,整体性强,填筑量最小,外围防护工程线最短,面积大小,直接影响工程的造价和效益,人工岛工程的结构型式,主要是其外围护工程的结构型式,斜坡围堤,桩壁围墙,桩基沉井,此型式同于斜坡堤,类似于板桩码头或排管桩码头,人工岛护岸的结构型式,填海筑岛的施工方法,先抛填后护岸,先围海后填筑,掩蔽较好的海域,风浪较大的海域,用驳船运送土石料在海上直接抛填，最后修建护岸设施。,先将人工岛所需水域用堤坝圈围起来,留
5、必要的缺口,以便驳船运送土石料进行抛填或用挖泥船进行水力吹填。,a.斜坡围堤,堤身外侧堤坡,护面下设置反滤层,适 用 条 件,按防浪要求铺设相应的护面,防止堤身沙土流失影响结构安全,水深不很大的海域；地基承载力较大、风浪不太大或有相当掩护的地点,构造,胜利油田有好多斜坡围堤的小型人工岛,斜坡围堤施工方法,修筑围堤,抛填砂石或砂土,延长围堤两侧,联结两侧围堤,在主要波浪影响范围修筑相应长度的围堤,用船舶运送与抛填,防止砂土流失,形成防御风浪的统一整体,抛填很大部分后,抛填完成后,b.桩壁围墙,钢板桩,钢筋混凝土板桩,桩,成排钢板桩,格形钢板桩,风浪较大时采用,将人工岛围堤修筑成桩壁围墙,桩壁围墙
6、施工方法,形成掩蔽水域,围墙留必要缺口,构成堤线,连续吊打,有利于抛填砂土,方便驳船运送砂土或抛泥船抛填,用定位桩和导梁,按顺序进行,桩壁施工,近海工程 offshore engineering,桩壁围墙的特点:1）桩壁围墙强度大、稳定性好，适用于水深大、基础差的海域；2）由于板桩和管桩都入土较深，在地下形成良好的连续墙，筑岛填砂土将发生沉降但不会造成塌滑，地基稳定；3）此结构有利于船舶停靠，易于修建成码头，成为人工岛的交通运输设施；4）此结构在海上打桩受到天气和动力环境影响很大，施工需仔细安排。5）此结构与斜坡围堤结构在海上的工程施工量大、施工期长，海洋环境带来的风险也大。,c.桩基沉井构造
7、及适用条件,堤身外侧堤坡,护面下设置反滤层,适 用 条 件,按防浪要求铺设相应的护面,防止堤身沙土流失影响结构安全,水深不很大的海域；地基承载力较大、风浪不太大或有相当掩护的地点,构造,桩基沉井施工方法,托运沉井,定位、下沉沉井,吹填砂土,打桩,沉井在陆上或岸边预制好,定位后即可下沉，插入地基,向沉井中吹填砂土,沿沉井周围预留壁孔中或在岛中吹填土上打桩,现场海上施工量小、工期短、风险少,桩用来承受使用阶段的荷载,沉井下沉到设计深度后就具备较大的强度和稳定性，成为海上的“陆地”,近海工程 offshore engineering,桩基沉井的特点:1）结构整体性强、能适应险恶的海洋环境；2）适用水
8、深范围较宽；3）稳定性好、可用于各种软土地基；4）结构尺度大、施工中预制沉井的浮运问题是难点，需给与足够重视；5）浅水情况下的应用是技术难题，运用经验较少。,第二节 环岛防护,a.人工岛的特点 局部改变了海洋环境 是海上的一个“孤堡”处于开场海域 承受海洋动力作用更强烈,人工岛需要更高的安全标准,需要更高的环岛防护设施,有利于“填海筑岛”,环岛防护设施,与人工岛结构型式密切相关,斜坡堤,直墙堤,桩壁、沉井属于环状直墙,人工岛防护设施与海岸防护设施的区别：1）人工岛离岸边距离较远 2）人工岛水深比岸边大 3）防护范围较宽 4）堤身高度大 5）堤周围需从导向四方辐射，面积较大,护脚与护底,采用抛石
9、棱体护脚,地基软弱时，需打护脚短桩防护,波浪作用形成驻波，护底需向外延伸,护脚、护底破坏将直接使护坡坍塌，危及堤身安全,水流绕射影响，护底设施需加固,斜坡堤护脚,直墙堤护底,防浪墙,导面高程不宜过高,防浪墙可抵御高潮时风浪的翻越，有利于减轻台风暴潮的侵袭,宜采用墙外侧面上部向海伸出或成曲面的型式,将涌溅风浪挡回海域,在环岛外侧临海处修建,海上的“孤堡”,人工岛资源开发,人工岛的生存与开发需要陆地基地的支持与供应,岛上的储存设施,岛陆间交通运输设施,第三节 岛陆交通,导陆交通运输设施,必不可少,连桥,隧道,轮渡,人工岛与大陆之间专用跨海桥梁，在岛陆间距离较近时采用,不宜架设连桥时采用,岛陆距离较
10、远，采用连桥或隧道投资太大、维护费用太高时，采用船舶运输,连桥的结构设计,满足一般桥梁设计标准,考虑海洋环境的特点,考虑桥下海上船舶航行要求,基本要求,连桥的通过能力是一重要指标,保证具有足够桥净空高度,考虑岛上的供水、供电、供气需要,隧道的结构设计,需铺置在海底下数十至一百米,海底段是主体,两端用倾斜引车道分别与岛、陆连接,防止因海滩或海床冲淤演变影响,隧道的基建与维护费用高,引车道坡度需满足公路、铁路要求,靠近岛、陆两岸处需布置竖井,用于安装通风、排水供电等设备,轮渡的发展,北欧技术先进，客货两运,采用滚装技术运输效率高,不仅用于岛陆联系，还用于长距离海上交通、国内区域和国际城市间的联系,海上轮渡发展迅速,货物运输量大时，需建设专用码头或港口解决装卸问题，或采用管道输送技术,近海工程 offshore engineering,注意:在有条件时，人工岛需布设直升机专用停机坪，以备岛上急救或其他突然事故适用，这是人工岛岛陆联系的特殊需求。,
