人工岛与多工程影响下的潮流动力响应特征

人工岛常与连岛桥、海岸防护等工程构成复杂的人工岛工程系统,科学评估人工岛与多工程对周围海域潮流动力的影响,对海洋空间资源的开发与利用具有重要的指导意义。以海南三亚新机场工程为对象,建立了工程海域潮流数学模型,采用实测的潮位、流速、流向数据对模型进行了验证,模拟研究了人工岛、离岸潜堤和连岛桥等多工程作用下的潮流场响应特性。结果表明:工程海域的主体潮流特征为往复流,人工岛建设后其周围产生绕流,人工岛东北偏北和西南偏南两侧流速增大,西北偏西和东南偏东两侧形成缓流区,流速显著减小;弧形离岸潜堤修建后,其南北两侧由于绕流作用流速增大,弧内与东西两侧因阻水影响流速减小;连岛桥建设对潮流场的影响相对较小,主要表现为连岛桥背流侧的流速总体减小,而在人工岛与离岸潜堤的部分掩护区域,连岛桥则会导致流速有所增加。总体而言,在人工岛、离岸潜堤和连岛桥的共同作用下,工程海域潮流动力的时空变化将更为复杂,工程对不同位置处水流运动的影响规律存在明显的差异。

某跨海大桥人工岛越浪及防洪排涝能力验证

为保证某跨海大桥在更恶劣极端气象条件下的安全性和可靠度,配合主体工程人工岛防洪排涝设施的设计工作,实施开展了两项波浪物理模型试验来对人工岛排水设施设计方案进行验证及优化。根据试验技术要求,在不同波浪要素、不同挡浪墙顶高程和戗台宽度条件下,测定人工岛南、北两侧护岸顶部的越浪量、最大上水高度和人工岛漫滩情况,并对越浪排水设施的排水能力进行复核。研究中先后验证了南、北侧两护岸原设计方案在初始设计工况和更极端的补充复核工况波浪作用下能否满足越浪排洪的要求,并优化设计方案以满足更极端条件下的排水要求,为本项国家重点工程的设计提供了科学的试验研究依据。研究成果成功应用到了工程实践,在近几年数次超强台风侵袭下,工程未发生任何破坏,避免了人员伤亡和经济损失。

港珠澳大桥人工岛横截沟篦子截水能力验证研究

港珠澳大桥人工岛项目位置常年易受如热带气旋和台风等极端气象事件的侵扰,且台风过境时往往伴随历时长的强降雨。为降低极端恶劣条件下隧道的运营期风险,针对人工岛敞开段横截沟篦子开展截水能力验证局部物理模型试验,分别研究栅条角度、开孔比率、路面坡度、比尺效应以及横截沟数量对篦子截水能力的影响规律。研究结果表明,0°栅条设计方案的篦子截水能力优于90°栅条,同时设置2道横截沟的方案具有显著的截水效果。本次研究成果对人工岛横截沟篦子的设计布置准确性、排水隐患的消除、防范风险、保障运营安全具有重大意义。

深中通道西人工岛现浇隧道后浇筑墙体控裂技术研究及应用

深中通道西人工岛处于外海环境,岛上现浇隧道结构尺寸大,断面宽度及墙身高度呈渐变形式。施工过程中,为确保隧道主线临时通行需求,对敞开段隧道结构墙体进行部分预留,待交通转换后进行浇筑封闭。因其龄期间隔时间长,新老混凝土间易因收缩不同步造成结构开裂。为降低混凝土开裂风险,确保海工混凝土结构耐久性,对外海现浇隧道后浇筑墙体开展系统性控裂研究,通过采用有限元仿真模拟分析、研发智能温控系统、辅以温控硬件措施投入等综合控裂措施,实现后浇筑墙体控裂目标,有效避免了墙体有害裂缝的发生。

深中通道西人工岛挡浪墙结构设计优化及施工技术

深中通道西人工岛岛壁现浇挡浪墙采用阶梯状结构,断面形式复杂,结构基础为换填基础且沿横断面方向存在差异,基于控制挡浪墙差异沉降、提升挡浪墙施工质量及建筑景观效果等方面考虑,对现浇挡浪墙结构设计及施工工艺开展优化研究。经实践验证,优化后的结构设计方案科学可靠,施工过程安全高效,实施后挡浪墙结构未出现明显差异沉降,结构线形平顺,景观效果良好,验证了此优化方案的科学性及可行性,可为类似工程提供参考借鉴。

深中通道西人工岛岛桥结合部位移影响分析

人工筑岛位移变形是一个长期的发展过程,连接人工岛与桥梁的岛桥结合部对人工岛位移变化尤为敏感。基于深中通道西人工岛岛桥结合部岛壁结构、非通航孔桥施工及监测情况,对岛桥结合部岛壁、桥梁位移变形发展趋势进行分析,得到形成人工岛岛桥结合部位移变形特点,对类似工程设计、施工提供重要参考依据。

月东油田海上人工岛生产资源受限条件下措施运行优化模式研究

月东油田是海上注蒸汽热采开发的稠油油田,目前共有A、B、C、D四个人工岛,每个人工岛均为独立生产单元,受人工岛空间限制,岛上修井、注汽、工艺措施施工等生产资源和能力有限,措施结构主要有常规吞吐、化学复合吞吐、化学堵水吞吐三类,围绕如何有效利用有限资源,提高措施运行效率,综合运用运筹学资源有限—工期最短和工期固定—资源均衡的方法,对资源受限条件下的措施运行优化模式进行了研究,并建立了甘特图优化模版,用于指导生产实践。

人工岛消浪作用研究综述

在风场作用下,湖库型水体近岸处易形成强度较大的风浪,对近岸护坡结构安全及滩面稳定带来威胁;为研究人工岛的建设对水源地近岸风浪的消减作用机理,结合前人对近岸人工岛消浪作用的研究成果,总结和分析近岸人工岛布置位置、面积大小、边界形状、人工岛数量方面等因素对人工岛消浪作用的贡献及影响,更加系统地研究了人工岛消浪作用机理,为湖库型水体近岸岸滩稳定及护坡安全的维护提供思路。

港珠澳大桥人工岛波浪爬高试验研究

港珠澳大桥人工岛位于珠江外海,工程区波浪较大,在台风季节人工岛会发生显著的波浪爬高,对隧道安全造成影响。通过人工岛护岸断面波浪物理模型试验,研究了人工岛护岸断面各结构参数和波浪破波参数等对波浪爬高的影响规律,并提出了人工岛复式斜坡堤护岸波浪爬高的计算方法。研究表明,对于该人工岛护岸断面结构型式以及试验水位和波浪条件,复坡平台宽度对波浪爬高影响较大,而平台高程对波浪爬高影响不明显;相对爬高值随破波参数的变化主要位于缓变段。经比较,文章提出的波浪爬高计算方法的计算结果与物理模型试验结果数据吻合良好,可为港珠澳大桥人工岛波浪爬高和越浪量预警提供技术支撑。

水下隧道中人工岛建设现状及主要问题

针对跨海水下隧道工程中人工岛建设的研究现状及主要问题,收集了典型的跨海水下隧道人工岛的工程实例,总结了跨海水下隧道人工岛的地基处理、围堰构建和填土加固的关键施工技术,指出软弱地基处理及填土加固方案组合和工序优化以及疏浚土在国内人工岛建设中利用较少是跨海水下隧道人工岛建设过程中两大主要问题;基于现有的人工岛建设技术,人工岛建设的未来发展方向是通过预制人工岛构件实现绿色快速筑岛。

人工岛填筑对紧邻高架桥桩基受力影响与填筑方案研究

深中通道工程东人工岛在广深沿江高速高架桥下方填筑施工,为了解其施工对紧邻高架桥的影响并选取合理的填筑方案,对采用不同分层填筑厚度、顺序、方向的填筑方案进行有限元分析比选;对最终采用的填筑方案中桩基水平位移、固结沉降进行监测,并对固结沉降简化计算方法进行研究。结果表明:填筑方案的选取应以桩基水平位移为主控项目;对于锁口钢管桩+内支撑保护形式的桩基,采用先围护内填筑较先围护外填筑的桩基水平位移小,横桥向交替填土较顺桥向交替填土的桩基水平位移小,分层填筑厚度0.5 m较1.0 m的桩基水平位移小,钢板桩+内支撑保护形式桩基也有类似规律;先内后外、横桥向分层交替填土、控制填筑厚度的填筑方案为最优方案。监测结果显示:该填筑方案可有效控制桩基水平位移,实现了既定控制目标;提出的固结沉降简化计算方法可用于可行性研究阶段中类似土层固结沉降的初步估算。

海域人工岛深厚抛石层下的旋喷桩施工技术

针对海域人工岛环境以及深厚抛石层叠加情况下旋喷桩成桩质量差的问题,结合深中通道东人工岛实际工程,基于工艺试验对旋喷桩施工技术展开两阶段研究,通过抽水及回水试验验证其止水效果,并优化后续围护结构形式。结果表明:采用旋挖换填+旋喷注浆结合并基于理论计算公式的喷浆提升速度动态调控的旋喷桩施工方法成桩效果显著,可有效解决抛石层浆液流失的施工难题;灌注桩+桩间止水旋喷桩的围护结构形式能够满足基坑开挖的止水需求,可取消外排止水帷幕的施工。

港珠澳大桥西人工岛大直径钢圆筒实测土压力研究

依托港珠澳大桥西人工岛大直径钢圆筒成岛工程,对实际工作状态的大直径钢圆筒土压力进行监测,填补了大直径钢圆筒受力实测数据的空白。通过工程实测大直径钢圆筒土压力,客观地反映了钢圆筒工作状态下的土压力分布形式和分布规律。通过理论计算钢圆筒的主动土压力、静止土压力和被动土压力与实测数据对比,得到了典型钢圆筒的工作状态是稳定的。实测结果为大直径钢圆筒的稳定计算和施工提供了可靠的基础数据。

海洋人工岛抗震性能研究综述

为了拓展海洋资源的开发与利用,近年来我国海洋人工岛屿的建设发展迅速。考虑到所处海域的地震风险与已有震害造成的严重破坏,既有与在建人工岛结构的地震风险不容忽视。针对人工岛结构抗震研究的2个主要问题,砂土液化灾害与结构动力稳定性问题,研究系统地回顾与总结了现有人工岛屿的建设方法、地震灾害以及抗震研究的现状等。并且,在梳理了目前研究的方法与工程问题后,提出了海洋人工岛抗震性能研究中仍存在的问题与研究重点。

深中通道西人工岛大直径钢圆筒实测土压力研究

插入式大直径钢圆筒快速成岛技术是近年来国内快速发展的一项新兴技术。依托深中通道西人工岛工程,通过在筒身布设土压力计,对钢圆筒在成岛过程中各个工序下的受力状况进行监测,数据客观地反映了钢圆筒工作状态下的土压力分布形式和分布规律;对比分析钢圆筒主动、静止和被动土压力的理论计算值,可判断其工作状态及稳定性,为类似工程项目设计和施工提供参考。

钢支撑伺服系统在海域人工岛中明挖基坑施工中的应用

针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变形逐渐过渡为向基坑内侧鼓肚式变形,采用钢支撑伺服系统可降低35.05%的水平位移,最大水平位移为开挖深度的0.06%~0.24%;支撑伺服系统的位移收敛作用较为明显,在下部伺服支撑轴力施加后可适当减小上部轴力以维持整体受力平衡;基坑中部软土开挖时卸荷效应更加明显,使既有桥墩产生的变形增量约占最大变形的65.52%,整个施工阶段其累计水平变形在-2.8~2.9 mm。

深中通道西人工岛总体设计及关键技术

深中通道工程项目位于珠江中下游核心区域,其本身融合了多种交通集群为一体,总体技术水平要求较高。西人工岛作为深中通道的重要一环,其蕴含桥隧转换的重要技术。文章主要从其设计和重要技术等方面进行研究,本次研究为深海大型人工岛的建设提供设计与技术参考。

盘锦某人工岛项目设计波要素数值模拟

针对盘锦某人工岛设计波要素的计算问题,采用MIKE21大范围波浪数学模型方法,在现状地形情况下,对工程实施前附近海域的波浪场进行模拟,计算了工程附近水域的重现期深水波要素和设计波要素。结果表明:1)外海波浪传播至工程区域时,工程位置主要受SW向及SSW向波浪作用。2)波高在-10 m等深线内变化相对较大,传播至工程区域波高衰减约50%左右。3)工程区域东西两侧为浅滩区域,波浪发生破碎,波高衰减明显。4)波浪主要沿深槽进入到工程护岸前沿,SSW向波浪的波高略大于SW向波浪。

浅谈人工岛工程航道通航条件影响评价重点——以三亚新机场人工岛工程为例

三亚新机场人工岛工程是三亚市发展区域航空运输的重要工程。本文以三亚新机场人工岛工程航道通航条件影响评价为例,论述通航条件影响评价要点:工程选址符合性评价、工程平面布置符合性评价、工程对航道条件的影响评价、航道与通航安全保障措施等,三亚新机场人工岛工程与水上水下设施等的距离满足标准、规划的要求,对周边水动力条件影响较小,满足通航要求。

简述马尼拉某人工岛临港侧护岸的结构选型

本文以马尼拉某人工岛的临港侧结构设计为依托,介绍了临港侧直立式护岸的几种结构型式的特点,并经过综合比选、确定了护岸结构型式。同时针对工程区存在深厚软土地基的特殊地质条件和高地震烈度条件,结合不同功能区的使用要求、优化地基处理和上部结构,提出半直立式方块结构方案,在保证结构安全稳定、满足业主功能需求的同时,实现造价最低和经济利益的最大化。