洞頭南北爿山省級海洋特別保護區(qū)鳥類觀測平臺工程方案探討

宣立鋒 夏田金

【摘要】海外孤島工程施工條件差，工程受波浪影響大，本文以洞頭南北爿山省級海洋特別保護區(qū)鳥類觀測平臺工程為例，對工程水工結(jié)構(gòu)方案進行對比，為海島工程設(shè)計提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】觀測平臺；海島工程；方案探討

一、項目背景

溫州洞頭南北爿山海洋特別保護區(qū)于2011年2月獲得浙江省人民政府批準（浙政函[2011]78號）同意建立，保護區(qū)因鳥類資源豐富而著稱。南北爿山省級海洋特別保護區(qū)位于洞頭區(qū)鹿西島東北部，由北爿山島、南爿山島、雙爿門礁、隔礁和兩個無名礁及其周邊海域組成，總面積8.98平方公里，島礁岸線總長2.95千米。南北爿山俗稱南北鳥島，由于氣候條件適宜，并有充足海鮮食料等，給一些鳥類的棲息、生存、繁殖提供了良好的自然環(huán)境，因此長年有群鳥寄居翱翔，繁衍生殖，有黃嘴白鷺、黑尾鷗等遷徙鳥類，是浙江沿海重要的鳥類棲息、繁衍和遷徙地之一，具有較高的保護價值。

為加強對鳥類保護區(qū)的管理，強化監(jiān)督執(zhí)法，提升監(jiān)測能力，洞頭區(qū)海洋與漁業(yè)局擬在鳥島附近建設(shè)一座鳥類觀測平臺。

二、工程規(guī)模

本工程新建鳥類觀測平臺一座，平臺尺寸30m×12.5m，供工作船靠泊及工作人員科學觀測使用，泊位等級為100噸級。

三、建設(shè)條件

1、地理位置

擬建工程位于洞頭縣鹿西島東北側(cè)，距離鹿西島東臼村約3km，地理坐標為北緯28°0′20″，東經(jīng)121°15′42″。

2、設(shè)計水位（85國家高程，下同）

3、波浪

4、工程地質(zhì)

地基土在勘察深度范圍內(nèi)可劃分1層，即⑩3中風化凝灰?guī)r。

四、工程建設(shè)制約因素分析

（1）本工程為海外孤島，只能通過水路與外界聯(lián)系；工程附近沒有場地可作為臨時施工場地，只能通過水上搭設(shè)臨時平臺作為施工場地；工程附近沒有水、電接口，施工單位只能通過自備發(fā)電機發(fā)電，施工用水需要通過船舶運輸至施工場地。

（2）工程鄰近島礁，巖面頂部無覆蓋層，巖面較陡，嵌巖樁樁施工難度大。

（3）工程處于開敞海域，施工時間受潮差、波浪影響較大，施工作業(yè)時間較難保障。

五、工程設(shè)計方案

1、總平面布置

本工程位于南爿山嶼正北方約50m，隔礁西側(cè)，觀測平臺前沿朝南片山嶼方向布置，與南爿山嶼基本平行，與等深線接近垂直，平臺方位角80°～260°，前沿水深7～9m。觀測平臺長度為30m，寬度12.5m，觀測平臺前沿設(shè)置階梯走道方便人員在各種水位上下。

2、水工結(jié)構(gòu)方案

根據(jù)本工程波浪資料，50年一遇設(shè)計波高最大為4.90m，考慮到波浪較大，觀測平臺結(jié)構(gòu)考慮兩個方案，方案一采用高樁墩式結(jié)構(gòu)，方案二采用半重力式結(jié)構(gòu)。

（1）結(jié)構(gòu)方案一：樁墩式結(jié)構(gòu)

本方案考慮采用高樁墩式結(jié)構(gòu)，樁基采用Φ1200mm的嵌巖灌注樁，樁嵌入巖基3.6m以上，共布置18根樁，橫向間距4.25m，縱向間距5.2m。前沿2排樁上設(shè)置樁帽，其上設(shè)立柱與墩臺連接，樁帽間通過橫撐與縱撐連接。后沿一排樁直接與墩臺連接。為方便船舶靠泊，前沿設(shè)置靠船構(gòu)件，靠船構(gòu)件頂部與墩臺連接，側(cè)面與樁帽連接，外側(cè)布置300H拱型橡膠護舷。平臺前沿設(shè)置150kN系船柱。

墩臺頂面高程6.00m，厚度2.5m。樁帽長、寬均為2.2m，高度為1.5m。立柱直徑為1.2m。縱、橫撐寬度均為0.6m，高度均為0.8m。

觀測平臺前沿專設(shè)人行踏步臺階。在船舶靠泊時，人員通過人行踏步臺階上下平臺。

（2）結(jié)構(gòu)方案二：半重力式結(jié)構(gòu)

本方案采用半重力式結(jié)構(gòu)，觀測平臺排架間距為5.2m，每榀排架采用3根Φ1200mm的嵌巖灌注樁，樁嵌入巖基3.6m以上，在低水位上現(xiàn)澆橫梁，橫梁上擱置預(yù)制的T型縱梁，在由橫梁和縱梁構(gòu)成的平面上現(xiàn)澆毛石砼，其上現(xiàn)澆砼面層和磨耗層。觀測平臺前沿設(shè)置靠船構(gòu)件，外側(cè)布置300H拱型橡膠護舷。平臺前沿設(shè)置150kN系船柱。

平臺下橫梁寬1.8m，高度1.3m，上橫梁寬1m，高1.5m；T型縱梁高度1.5m，寬度1.5m和2m；毛石砼厚度3.33m；面層采用0.15m現(xiàn)澆砼，磨耗層厚度0.02m～0.05m。

為方便人員上下，觀測平臺前沿專設(shè)人行踏步臺階。在船舶靠泊時，人員通過人行踏步臺階上下平臺。

（3）結(jié)構(gòu)方案比選

本工程觀測平臺水工結(jié)構(gòu)兩個方案中，結(jié)構(gòu)方案一、結(jié)構(gòu)方案二的主要區(qū)別在于樁基上部結(jié)構(gòu)不同。

結(jié)構(gòu)方案一為高樁墩式結(jié)構(gòu)，該方案結(jié)構(gòu)自重較小，整體性好，抗波浪能力較好，承受波浪水流力較小，且回浪較小，有利于船舶靠泊；該方案混凝土現(xiàn)澆方量較大。

結(jié)構(gòu)方案二為半重力式結(jié)構(gòu)，該方案結(jié)構(gòu)自重較大，抗波浪能力較好，但透空性較差，承受波浪水流力較大；預(yù)制方量較多，施工較為便利，施工進度較快。

兩個方案在技術(shù)上均具有整體性好、施工經(jīng)驗豐富、施工技術(shù)成熟等優(yōu)點，都能滿足使用要求，鑒于結(jié)構(gòu)方案一對水流影響較小，回浪較小，有利于船舶靠泊且工程造價較低，推薦采用結(jié)構(gòu)方案一。

六、結(jié)語

外海工程受波浪影響較大，本工程位置50年一遇設(shè)計波高最大為4.90m，常規(guī)高樁梁板碼頭結(jié)構(gòu)難以滿足設(shè)計要求，本文提出的兩個結(jié)構(gòu)方案可較好的適應(yīng)波浪較大、持力層埋深較淺的海島工程，可為同類海島工程設(shè)計提供參考和借鑒。

參考文獻：

[1]JTS165-2013海港總體設(shè)計規(guī)范[S].

[2]JTS145-2015港口與航道水文規(guī)范[S].

[3]JTS151-2011水運工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

作者簡介：宣立鋒（1981-）男，浙江華洋工程咨詢有限公司，從事港航工程設(shè)計和研究工作；夏田金（1993-）男，浙江華洋工程咨詢有限公司，從事港航工程設(shè)計和研究工作。