廈門翔安新機場填海造地工程人工島護岸防洪防潮標準研究

摘 要：波浪、潮位重現期及其組合對于機場人工島的護岸設計非常重要，標準的高低對于護岸投資影響非常大，因此在設計前必須明確。然而國內外的規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構穩定、進行結構內力分析的標準。文章結合具體工程，對機場人工島護岸防洪防潮標準進行了研究。

關鍵詞：機場人工島；護岸；防洪防潮標準

1 工程概述

廈門翔安新機場填海造地工程位于廈門翔安區東南海面，大嶝島和小嶝島之間，與金門島約3km。工程建設護岸17865m，填海造地面積為14.38km2。

對于機場人工島，結構穩定和內力分析首先需要明確設計和極端工況下的波浪和水位的重現期組合，鑒于國內、外的規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構穩定、進行結構內力分析的標準，廈門翔安新機場填海造地工程建設標準的確定借鑒了國內外港口、海堤等相關行業的規范和工程實例，提出了相關設計標準。

2 工況組合

英國標準《Code of Practice for Maritime Structures》（BS 6349）中相關條文為代表的常規規定是：如果缺乏足夠的資料確定高潮與大浪是否相關，則應假定兩者是相關的，即某一重現期的波高將與相同重現期的極端高水位同時發生。中國《海堤工程設計規范》（SL4

35/2008）規定：設計波浪和設計風速的重現期宜采用與設計高潮（水）位相同的重現期。目前的研究成果尚無法分析本工程位置處波浪與潮位產生的聯合概率，因此可按國際慣例采用設計水位重現期與設計波浪重現期一致的原則進行設計水位與設計波浪要素的組合。

2.1 波浪潮位設計標準和校核標準

2.1.1 相關規范規定

廈門新機場將作為國家實現海西戰略的重要支撐，作為區域首要機場和門戶機場，運行主要國際、地區航線，為閩南地區的樞紐機場；將作為區域綜合交通樞紐對廈漳泉區域經濟的發展以及區域同城化的進程起到關鍵作用。因此，符合特別重要的國際機場的I級防洪標準。

2.1.2 相關人工島案例

（1）澳門國際機場人工島

a.設計潮位重現期標準。水位設計標準為214年一遇水位值；水位校核標準為500年一遇水位值量。

b.設計波浪重現期標準。波浪設計標準為214年一遇水位條件下的Hmax；波浪設計標準為500年一遇水位條件下的Hmax。

（2）港珠澳大橋隧道人工島

a.設計潮位重現期標準

設計工況：選用重現期為100年的高、低潮位。

極端工況：選用重現期為300年的高、低潮位；并選用重現期為1000年的高、低潮位進行島壁安全復核。

施工期：選用重現期為10年的高、低潮位。

b.設計波浪重現期標準

設計工況：選用重現期為100年的波浪要素。

極端工況：選用重現期為300年的波浪要素；并選用重現期為1000年的波浪要素進行島壁安全復核。

施工期：選用重現期為10年的波浪要素。

（3）日本關西國際機場人工島

a.設計潮位重現期標準：最高海平面采用50年一遇的由臺風導致的最高水位。

b.設計波浪重現期標準：極端大波的波高采用歷史上在大阪海灣內記錄的最大值。

（4）日本東京灣橫斷工程木更津人工島

a.設計潮位重現期標準：水位設計標準：100年一遇水位值。

b.設計波浪重現期標準：波浪設計標準：100年一遇波浪值。

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

a.設計潮位重現期標準：水位設計標準：100年一遇水位值。

b.設計波浪重現期標準：波浪設計標準：100年一遇波浪值。

（6）大連機場人工島

a.設計潮位重現期標準

設計工況：選用重現期為100年的高、低潮位。

極端工況：選用重現期為200年的高、低潮位。

施工期：選用重現期為10年的高、低潮位。

b.設計波浪重現期標準

設計工況：選用重現期為100年的波浪要素。

極端工況：選用重現期為200年的波浪要素。

施工期：選用重現期為10年的波浪要素。

（7）浦東國際機場工程

a.設計潮位重現期標準：水位設計標準：200年一遇水位值。

b.設計波浪重現期標準：波浪設計標準：200年一遇波浪值。

綜上，參考相關資料及以上已建人工島的設計標準，結合《廈門翔安機場防潮排澇專項規劃》的成果，廈門翔安新機場填海造地工程護岸潮位和波浪的設計重現期標準采用200年一遇。

2.2 越浪量標準

越浪量是波浪越過堤頂的單寬流量。越浪量的大小主要取決于波浪尺度和建筑物的斷面結構。由于天然海浪是不規則的，同一波列中各個波浪對某一建筑物產生的越浪量是隨機變化的，因此可采用單位時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間內越浪的平均效應，是考慮建筑物頂部及內坡沖蝕和堤后陸域排水問題的主要參數，至今仍得到最廣泛的研究和應用。分析國內外關于越浪量標準的規定和已有工程采用的越浪量標準，歸納如下。

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

設計工況：重現期100年的高水位和重現期100年的波浪要素的組合條件下，越浪量≤0.005m3/（s·m）。

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

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

3 結束語

首先，明確了護岸潮位和波浪的設計重現期標準采用200年一遇。其次，明確了越浪量標準，即重現期200年的高水位和重現期200年的波浪要素組合條件下，越浪量≤0.02m3/（s·m），該標準滿足不破壞堤身穩定，且滿足島內排水系統的能力要求。通過本次我們的研究分析，經過實際的檢驗后一定會給其他類似工程提供設計參考。

參考文獻

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[2]SL435/2008.海堤工程設計規范[S].

[3]JTS154-1-2011.防波堤設計與施工規范[S].

[4]中國民航機場建設集團公司、中工武大設計研究有限公司.廈門翔安機場全場豎向設計防潮排澇專題研究報告[Z].

作者簡介：趙東遠（1982，5-），男，籍貫：福建廈門，漢族，職稱：工程師，專業：水利水電工程，從事工作：從事港口工程設計工作，研究方向：港工結構技術研究。