廈門翔安新機(jī)場填海造地工程人工島護(hù)岸防洪防潮標(biāo)準(zhǔn)研究

摘 要：波浪、潮位重現(xiàn)期及其組合對于機(jī)場人工島的護(hù)岸設(shè)計(jì)非常重要，標(biāo)準(zhǔn)的高低對于護(hù)岸投資影響非常大，因此在設(shè)計(jì)前必須明確。然而國內(nèi)外的規(guī)范中均沒有針對此類工程給出防浪、防洪、防沖等作用下滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的標(biāo)準(zhǔn)。文章結(jié)合具體工程，對機(jī)場人工島護(hù)岸防洪防潮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)場人工島；護(hù)岸；防洪防潮標(biāo)準(zhǔn)

1 工程概述

廈門翔安新機(jī)場填海造地工程位于廈門翔安區(qū)東南海面，大嶝島和小嶝島之間，與金門島約3km。工程建設(shè)護(hù)岸17865m，填海造地面積為14.38km2。

對于機(jī)場人工島，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和內(nèi)力分析首先需要明確設(shè)計(jì)和極端工況下的波浪和水位的重現(xiàn)期組合，鑒于國內(nèi)、外的規(guī)范中均沒有針對此類工程，考慮防浪、防洪、防沖等作用下滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的標(biāo)準(zhǔn)，廈門翔安新機(jī)場填海造地工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的確定借鑒了國內(nèi)外港口、海堤等相關(guān)行業(yè)的規(guī)范和工程實(shí)例，提出了相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 工況組合

英國標(biāo)準(zhǔn)《Code of Practice for Maritime Structures》（BS 6349）中相關(guān)條文為代表的常規(guī)規(guī)定是：如果缺乏足夠的資料確定高潮與大浪是否相關(guān)，則應(yīng)假定兩者是相關(guān)的，即某一重現(xiàn)期的波高將與相同重現(xiàn)期的極端高水位同時(shí)發(fā)生。中國《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL4

35/2008）規(guī)定：設(shè)計(jì)波浪和設(shè)計(jì)風(fēng)速的重現(xiàn)期宜采用與設(shè)計(jì)高潮（水）位相同的重現(xiàn)期。目前的研究成果尚無法分析本工程位置處波浪與潮位產(chǎn)生的聯(lián)合概率，因此可按國際慣例采用設(shè)計(jì)水位重現(xiàn)期與設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期一致的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)水位與設(shè)計(jì)波浪要素的組合。

2.1 波浪潮位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 相關(guān)規(guī)范規(guī)定

廈門新機(jī)場將作為國家實(shí)現(xiàn)海西戰(zhàn)略的重要支撐，作為區(qū)域首要機(jī)場和門戶機(jī)場，運(yùn)行主要國際、地區(qū)航線，為閩南地區(qū)的樞紐機(jī)場；將作為區(qū)域綜合交通樞紐對廈漳泉區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及區(qū)域同城化的進(jìn)程起到關(guān)鍵作用。因此，符合特別重要的國際機(jī)場的I級防洪標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 相關(guān)人工島案例

（1）澳門國際機(jī)場人工島

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。水位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為214年一遇水位值；水位校核標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇水位值量。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。波浪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為214年一遇水位條件下的Hmax；波浪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇水位條件下的Hmax。

（2）港珠澳大橋隧道人工島

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)工況：選用重現(xiàn)期為100年的高、低潮位。

極端工況：選用重現(xiàn)期為300年的高、低潮位；并選用重現(xiàn)期為1000年的高、低潮位進(jìn)行島壁安全復(fù)核。

施工期：選用重現(xiàn)期為10年的高、低潮位。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)工況：選用重現(xiàn)期為100年的波浪要素。

極端工況：選用重現(xiàn)期為300年的波浪要素；并選用重現(xiàn)期為1000年的波浪要素進(jìn)行島壁安全復(fù)核。

施工期：選用重現(xiàn)期為10年的波浪要素。

（3）日本關(guān)西國際機(jī)場人工島

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：最高海平面采用50年一遇的由臺風(fēng)導(dǎo)致的最高水位。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：極端大波的波高采用歷史上在大阪海灣內(nèi)記錄的最大值。

（4）日本東京灣橫斷工程木更津人工島

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：水位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：100年一遇水位值。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：波浪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：100年一遇波浪值。

（5）Palm Island at the coast of Dubai，UAE.（迪拜棕櫚島）

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：水位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：100年一遇水位值。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：波浪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：100年一遇波浪值。

（6）大連機(jī)場人工島

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)工況：選用重現(xiàn)期為100年的高、低潮位。

極端工況：選用重現(xiàn)期為200年的高、低潮位。

施工期：選用重現(xiàn)期為10年的高、低潮位。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)工況：選用重現(xiàn)期為100年的波浪要素。

極端工況：選用重現(xiàn)期為200年的波浪要素。

施工期：選用重現(xiàn)期為10年的波浪要素。

（7）浦東國際機(jī)場工程

a.設(shè)計(jì)潮位重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：水位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：200年一遇水位值。

b.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：波浪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：200年一遇波浪值。

綜上，參考相關(guān)資料及以上已建人工島的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合《廈門翔安機(jī)場防潮排澇專項(xiàng)規(guī)劃》的成果，廈門翔安新機(jī)場填海造地工程護(hù)岸潮位和波浪的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)采用200年一遇。

2.2 越浪量標(biāo)準(zhǔn)

越浪量是波浪越過堤頂?shù)膯螌捔髁?。越浪量的大小主要取決于波浪尺度和建筑物的斷面結(jié)構(gòu)。由于天然海浪是不規(guī)則的，同一波列中各個(gè)波浪對某一建筑物產(chǎn)生的越浪量是隨機(jī)變化的，因此可采用單位時(shí)間的平均越浪量來衡量越浪量的大小，即q（m3/m/s）。平均越浪量可以反映較長時(shí)間內(nèi)越浪的平均效應(yīng)，是考慮建筑物頂部及內(nèi)坡沖蝕和堤后陸域排水問題的主要參數(shù)，至今仍得到最廣泛的研究和應(yīng)用。分析國內(nèi)外關(guān)于越浪量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和已有工程采用的越浪量標(biāo)準(zhǔn)，歸納如下。

正常使用工況：重現(xiàn)期20年的高水位和重現(xiàn)期20年的波浪要素的組合條件下，越浪量≤3×10-5m3/（s·m）。

設(shè)計(jì)工況：重現(xiàn)期100年的高水位和重現(xiàn)期100年的波浪要素的組合條件下，越浪量≤0.005m3/（s·m）。

極端工況：重現(xiàn)期200年的高水位和重現(xiàn)期200年的波浪要素的組合條件下，越浪量≤0.02m3/（s·m），并滿足島內(nèi)排水系統(tǒng)的能力要求。

通過上述規(guī)范的對比，并參考近期國內(nèi)重要已建人工島工程的標(biāo)準(zhǔn)，廈門翔安新機(jī)場填海造地工程越浪量標(biāo)準(zhǔn)采用：重現(xiàn)期200年的高水位和重現(xiàn)期200年的波浪要素組合條件下，越浪量≤0.02m3/（s·m），該標(biāo)準(zhǔn)滿足不破壞堤身穩(wěn)定，且滿足島內(nèi)排水系統(tǒng)的能力要求。

3 結(jié)束語

首先，明確了護(hù)岸潮位和波浪的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)采用200年一遇。其次，明確了越浪量標(biāo)準(zhǔn)，即重現(xiàn)期200年的高水位和重現(xiàn)期200年的波浪要素組合條件下，越浪量≤0.02m3/（s·m），該標(biāo)準(zhǔn)滿足不破壞堤身穩(wěn)定，且滿足島內(nèi)排水系統(tǒng)的能力要求。通過本次我們的研究分析，經(jīng)過實(shí)際的檢驗(yàn)后一定會給其他類似工程提供設(shè)計(jì)參考。

參考文獻(xiàn)

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[2]SL435/2008.海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JTS154-1-2011.防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[4]中國民航機(jī)場建設(shè)集團(tuán)公司、中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司.廈門翔安機(jī)場全場豎向設(shè)計(jì)防潮排澇專題研究報(bào)告[Z].

作者簡介：趙東遠(yuǎn)（1982，5-），男，籍貫：福建廈門，漢族，職稱：工程師，專業(yè)：水利水電工程，從事工作：從事港口工程設(shè)計(jì)工作，研究方向：港工結(jié)構(gòu)技術(shù)研究。