开敞海域恶劣海况条件下大型深水码头施工 关键技术研究

主要完成单位：中交第四航务工程局有限公司、中交四航局第二工程有限公司、中交水运规划设计院有限公司、大连理工大学

1、项目基本情况

原油码头位于无掩护的开敞海域易受到恶劣海况的影响。目前我国港口工程建设施工过程中面对恶劣海况的困扰往往无规范可依据，缺少理论指导和技术支撑。开敞海域恶劣海况条件下大型深水码头施工关键技术研究是港口工 程安全建设和运营的重大技术需求。

2、技术难点和特点

该项目以粤东地区码头工程项目为依托对象，围绕近岸无掩护海域恶劣海况条件下石化码头设计与施工关键技术问题开展研究工作，其中包括：

（1）开敞海域波浪特性研究；

（2）恶劣海况施工船舶适应性研究；

（3）恶劣海况下深水超大型护面块体岛式防波堤设计与施工关键技术研究；

（4）恶劣海况下重力式引桥设计与施工关键技术研究；

（5）恶劣海况下高桩墩式码头设计与施工关键技术研究。

3、主要成果和创新点

（1）研究了粤东区域近 70 年的台风浪特征，研发了“26t+75t”的双层扭王字块护面设计方法，提出了超大吨位防护块体信息化高精度定位技术，形成了恶劣海况下深水超大型护面块体岛式防波堤设计与施工关键技术。

（2）研发了起重船安装沉箱三维可视化定位技术，提出了狭窄墩顶履带式汽车吊自行搭设墩外侧作业平台工艺，形成了无掩护海域重力式引桥墩“水转陆”装备轻量化高效安全施工技术，实现了恶劣海况可作业天数提高 2 倍，起重吊装工效提高 3 倍。

（3）研发了极端破碎波作用下钢管桩受力特性的计算分析方法， 揭示了恶劣海况下钢管桩波浪作用机理及破损机理，提出了钢管桩的“柔性夹桩 +桩间抛填+堤后掩护”的组合稳桩技术，解决了恶劣海况下深水透浪式岛堤后码头桩基群安全稳定问题。研究成果共获得授权发明专利 7 项。

4、成果应用

该成果已成功应用于广东石化原油码头工程，其包括420米的30万吨级原油码头、92米临时靠泊点、19座海上引桥墩、920米岛式深水防波堤等工程。该项目所处海域即为中国十大恶劣海域之一，该海域具有风浪大、水流急、季候风明显等特点，施工窗口期间频受大雨、大雾、台风和强对流天气的侵扰，海况恶劣且复杂多变，施工难度极高，据统计每年有效海上作业天数仅60余天。

该项研究针对恶劣海况下石化码头水上作业天数少且不连续的难点问题， 提出了一系列解决方案，在广东石化原油码头工程项目应用取得了良好的经济效益。 本技术提高了恶劣海况下石化码头设计及施工技术水平，推动了“水转陆”工 艺、三维可视化信息技术与抛石基床振动夯实技术的推广应用，促进了防波堤、 引桥墩与码头的施工安全和效率的提升，降低了施工成本，缩短了至少半年工期。

5、经济和社会效益

该项研究针对恶劣海况下石化码头水上作业天数少且不连续的难点问题， 提出了一系列解决方案： 成功地解决了石化码头中岛式防波堤施工期结构防台安全问题； 极大提高了恶劣海况下墩式结构的可作业天数以及起重吊装效率；解决了恶劣海况下深水透浪式岛堤后码头桩基群安全稳定问题。在广东石化原油码头工程项目应用，降低施工成本约 9162 万元，经济和社会效益显著。