[科普中国]-混凝土块防波堤

防波堤分类

防波堤的结构一般可分为：重型、轻型两类。重型防波堤：是传统和常用的防波堤型式，包括斜坡堤、直墙堤和混成堤等。轻型防波堤：是近数十年来发展起来的，根据波能集中于表层的特点，结合工程的特殊需要而研究出来的各种轻型防波堤，如透空堤、浮堤、喷气堤和射水堤等。1

斜坡堤波浪同斜坡堤相遇将发生显著变形，在斜坡上破碎，给斜坡带来局部集中的动水压力和底流，水下坡面还出现向上的反压力。因此，堤外坡常用天然大块石、人工混凝土方块或异形块体护面，防止波浪淘刷；堤身一般用分层分级块石堆成梯形断面；堤顶高程主要根据波浪在护面上的上爬高度和容许越波量来确定。斜坡堤适用于水深较小和软土地基的条件。1

直墙堤正向波浪在直墙堤前将发生完全或不完全反射，形成立波（驻波）。完全立波波高约为两倍原始波高，波长不变；在墙面和墙前半波长处波峰与波谷交替出现，称为波腹；在墙前四分之一波长处水面几乎不动，称为波节。这样，直墙将承受立波的压力和浮托力，因此常采用钢筋混凝土沉箱或混凝土巨块构筑，波浪较小时也可采用木笼，也有采用大型管柱排列的结构。直墙堤适用于岩基或较密实的地基，墙底常铺一层碎石基床，堤外基床面视需要铺设护面块石，堤内侧可兼作码头用。容许越浪时堤顶高程可降低，有时还采用削角顶盖和带消浪空室的沉箱以减少立波压力。斜向波浪或不规则波的方向谱分量，在直墙前反射形成三向波，峰谷呈棋盘状交替出现，确定沿堤线波浪的合压力需要考虑直墙分段的影响。1

混成堤上部为混凝土直墙、下部用斜坡式抛石突基床混合组成的防波堤。根据突基床顶高程的不同，波浪在直墙前的破碎临界水深变化于0.8～1.7倍波高范围内。在满足地基承载力的前提下，应尽量采用较低的突基床，使直墙前水深大于临界水深形成立波。突基床过低，直墙前水深小于临界水深，则不可避免地形成破波，直墙上将承受压强比立波压力大得多的破波压力，直接影响直墙的稳定。因此，在破波条件下，应尽量采用较高的基床，使波浪破碎在基床上，不直接冲击直墙，此时，直墙上承受的是部分波浪或破波水流的波压力。突基床外侧需采用大块石或人工块体护面和压肩。堤内侧也可兼作码头。1

透空堤把上部防浪结构安设在桩、柱支撑上，构成下部可以透水的防波堤。在波浪小、水深大的水域修建重型防波堤工程量大，不经济。根据波浪能量集中于海水表层的特点，可以采用这种轻型透空堤。由于3倍波高的表层水深内集中了90%以上的波能，防浪结构伸入水下2～2.5倍波高处就可以发挥防浪掩护作用。结构型式有空箱、一两道直挡板、斜板、平板等，其中箱和板也可做成透水的。桩、柱等支撑为透空结构，下部波能仍可以穿越。透空堤是采用挡板固定在桩台两侧的结构，一侧用来防浪，另一侧可以作码头用。透空堤要按波浪荷载设计。1

功能作用1、防御波浪、冰棱的袭击，保证港内水域平稳，为船舶提供平稳、安全的停泊和作业条件。

2、(砂质或泥质海岸)减少或阻止泥沙进港，减轻港内淤积，保证港内水深堤内侧可兼作码头，或安放系锚设备，供船舶停靠，节省投资。1

主要分项工程施工方法扫海及清障扫海的扫测面积大于堤底面积，扫测重叠带宽度应不小于规范要求(30～40m)。小型木桩类障碍物在扫海时及时清除，较大的障碍物应测定其范围、顶部水深及障碍物的性质并绘制草图。无法确定障碍物性质时，安排潜水员探摸测定。对于沉没物体，测定其长度、宽度和出泥高度，并采取一定的措施及时地加以清除，以保证工程的顺利进行。2

圆筒预制施工方法圆筒预制采用一次浇筑成型。模板使用定型大片模板，钢筋采用搭接脚手架，在底胎上直接进行现场绑扎成型;混凝土采用后方集中拌和，罐车运输，泵车泵送入模。2

圆筒出运施工方法圆筒的出运分五个步骤，即:圆筒场内顶升→圆筒场内横移→横移车上纵移车纵移到码头前沿→500t全回转起重机吊运装船→载横移车的纵移车回程圆筒必须达到设计强度方可出运。在配合比、施工工艺等条件相同时，为保证箱筒混凝土出运强度，出运次序应与预制顺序一致，现归纳方案如下:将底胎上达到设计强度的圆筒，在设计的顶升槽内，用4个顶升气囊同步顶起圆筒，高度为300mm。气囊充气时设专人指挥，统一发令，使气囊同步顶升构件，保证圆筒四脚顶升高度一致。将底胎上已顶起的圆筒通过场内横移车牵引至纵移槽内的纵移车上并固定。将载着圆筒的横移车上纵移车，通过装载机顶推沿着纵移道前行至码头后方部位，装载机顶推重载纵移车沿纵移道至前端，由起重机吊运圆筒上船进行拼装。待构件离开横移车后，装载机牵引纵、横移车返回圆筒出运位置，继续出运圆筒。2

盖板预制、出运施工方法盖板预制场地选择在500t全回转起重机作业范围内，设台座8个。单个盖板一次浇筑成型，模板主要采用竹胶板，钢筋在底胎上直接进行现场绑扎，混凝土后方集中拌和，罐车运输，泵车泵送入模。强度达到设计强度后，可以进行吊运。单块盖板的重量约为130t，吊运时采用4点吊，利用500t起重机吊运上船。吊运前检查索具情况，需满足工程要求。2

箱筒构件拼接、组装施工方法施工前作好准备，进行技术、安全交底。作业前，必须检查一切工具、索具、设备等，确保安全可靠。检查构件的型号和质量是否符合设计和规范要求。吊运构件前，浮坞横靠在500t全回转起重机作业范围的码头前沿，测量人员在浮坞上弹好圆筒的位置线，同时用钢板作好限位。先吊运基础圆筒，按照顺序进行组装、拼接，防止与安装好的构件相碰撞。基础圆筒组装好后，吊运圆筒顶盖板，圆筒盖板采用4点吊。在安装圆筒顶盖板前，先用砂浆进行找平，安装位置要准确，外伸钢筋相碰的部位需进行调整。同时在基础圆筒上安装好钢爬梯，方便人员上下。安装盖板时，浮坞始终紧靠码头，盖板在吊起状态时，要慢慢靠近安装好的基础圆筒，同时起重人员指挥好起重机，先进行精定位安装，然后再进行精确定位，尽量避免用气焊割断钢筋，防止混凝土构件碰坏。盖板安装好后，人员通过圆筒上的钢爬梯安全下来。安装好圆顶盖板后，进行连接墙的施工。连接墙施工完后，再进行中间盖板的安装。2

箱筒连接墙施工方法连接墙施工采用一次浇筑成型的方式，从模板上部直接进行下灰浇筑。分层下灰，分层高度不超过400mm。钢筋现场绑扎，使用大片钢模板，混凝土后方集中拌和，罐车运输，采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。2

现浇接缝及翼缘盖板施工方法现浇连接墙及中间盖板安装好后，进行接缝的施工。盖板安装好后，使用高压气流进行接缝的清理，大块的混凝土渣人工清理，保证新老混凝土接合部位干净。钢筋调整好后支立模板。模板采用竹胶板，用对拉螺栓进行紧固。为减少筒壁与盖板接合部位产生漏气，采用自流平水泥浆进行密封，保证接合部位的严密。模板、钢筋经自检、专检、监理验收合格，准备工作完成后，由质量员、主办技术员签发浇筑令后方可进行混凝土浇筑。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。为减少混凝土的收缩，在混凝土中掺膨胀剂。在每2个单圆筒之间有一块悬空的盖板即为现浇翼缘盖板。采用吊底模施工工艺进行施工。底模铺好后，进行钢筋绑扎。钢筋材料在后方场地进行制作、加工，通过小型运输车运到码头，再通过吊机吊运到基础箱筒顶部。钢筋绑扎好后，支立侧模板。浇筑混凝土采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。浇筑完混凝土后，进行浇水养护，当混凝土强度达到100%时，拆除侧面模板后拆除吊底模板及吊底钢梁。2

上部下节圆筒安装施工方法上部圆筒预制时，上下两节分别预制。下节在浮坞上进行安装，上节在整个箱筒沉放完后，在海上进行现场安装。预制好的上部下节圆筒，通过500t全回转起重机吊运至已完成基础箱筒现浇翼缘盖板之上，进行定位安装。安装过程中应当避免与其它已安装好的构件相碰撞。2

上部下节圆筒间连接墙施工方法上部筒安装完毕后，进行上部圆筒间连接墙施工。首先对连接墙外伸钢筋进行调整，同时按照设计要求进行搭接焊，焊缝需达到设计规定的要求。钢筋焊好经验收合格后，进行模板支立，模板采用定型钢模，一次性支立到顶部。模板支立完后，浇筑混凝土。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。浮坞丁字形靠码头，泵车直接坐在码头上进行浇筑。2

现浇圈梁施工方法上部圆筒结构安装完毕后，进行上部圈梁的施工。现场绑扎圈梁钢筋，控制好上、下层距，保证钢筋保护层满足要求。钢筋绑扎好后，支立圈梁侧模板。模板采用定型加工钢模板一次支立完成。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。浇筑混凝土后，进行浇水养护，当混凝土强度达到100%时，拆除侧模板。2