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1、河海大学本科生毕业设计烟台蓬莱莱港防波波堤工程程设计摘要蓬莱港区区海岸线线具备良良好的建建造深水水泊位的的条件，但但受波浪浪的影响响较大，在在没有良良好的掩掩护和依依托条件件下，规规划通用用泊位区区和客滚滚泊位很很难实施施和进一一步发展展，所以以港区发发展的当当务之急急就是按按照规划划建设防防波堤，构构筑环抱抱式港池池，为港港区发展展提供条条件。根据港口口的使用用要求、规规模、船船型和当当地的自自然经济济条件，经经技术经经济论证证，并结结合当地地自然资资料选择择双突堤堤口门的的总布置置方案，又又根据水水深和控控制波向向选择一一个最不不利截面面进行断断面设计计，初步步确定了了斜坡式式和直立立式防
2、波波堤两种种方案进进行比选选，由波波浪情况况、建筑筑材料及及地基土土性质，进进行了胸胸墙，沉沉箱的抗抗倾、抗抗滑稳定定性验算算，地基基整体稳稳定性以以及地基基土沉降降量的计计算。关键词:防波堤堤，泊位，双突堤堤口门Breaakwaaterr Deesiggn oof PPengglaiiHarrbouur,YYanttai CittyLan Jinng(Colllegge oof HHarbbourr, CCoasstall annd OOffsshorre EEngiineeerinng, Hohhai Uniiverrsitty, Nannjinng, Jiaangssu,22100098
3、,Chiina)AbsttracctCoasstliine ofPPengglaii Haarboor hhas bennefiiciaal ccondditiionss foor tthe connstrructtionn off deeep-watter berrthss, bbut it is greeatlly aaffeecteed bby tthe wavves. Wiithoout a ggoodd cooverr annd bbasee, iit iis vveryy diiffiicullt tto iimpllemeent andd too deevellop genner
4、aal bbertth aareaa annd rrolll-offf bbertth. Aboove alll, tthe priioriity ofPPengglaii Haarboorss deevellopmmentt iss too buuildd brreakkwatterss annd tto eenciirclle tthe bassin in acccorddancce wwithh thhe pplannninng. Theese meaasurres aree suuppoosedd too prroviide conndittionns ffor thee Haarbo
5、or ddeveeloppmennt tto ssomee deegreee. In tthe proocesss oof cchooosinng ttwinn jeettiies genneraal aarraangeemennt, lotts oof aaspeectss haave beeen ttakeen iintoo coonsiiderratiion, inncluudinng rrequuireemennts of usaage of thee Haarboor, scaale of thee Haarboor, typpes of shiips, loocall eccono
6、omicc siituaatioon aand loccal natturaal eenviironnmennt. In addditiion, teechnnicaal aand ecoonommic feaasibbiliity hass allso beeen aapplliedd inn thhe pproccesss. TThe folllowwingg sttep is to dessignn thhe ffraccturre ssurffacee byy seelecctinng tthemmostt unnfavvoraablee crrosss-seectiion in te
7、rrms of watter deppth andd coontrrolllingg waave dirrecttionn. FFinaallyy, ttwo appproaachsloopinng bbreaakwaaterr annd vvertticaal bbreaakwaaterrarre iidenntiffiedd innitiiallly. To be morre ppreccisee, iit iis nneceessaary to cheeck thee annti-dummpinng aand antti-sslidde sstabbiliity of parrapeet
8、 aand caiissoon aand to callcullatee thhe ooverralll sttabiilitty aand soiil ssetttlemmentt ammounnt oof tthe fouundaatioon.Key worrds:Breaakwaaterr,Bertth, Twinn jeettiies enttrannce目录摘要11目录 3第一章概概述1.1气气象条件件51.2海海港水文文61.3地地形、地地貌1001.4地地质1001.5地地震12第二章总总平面布布置方案案及比选选2.1 防波堤堤的布置置原则 132.2防防波堤轴轴线的布布置原则则
9、132.3口口门的布布置原则则132.4布布置方案案方及案比选选142.5 港内绕绕射波高高及掩护护面积162.6方方案比选选 116第三章斜斜坡式防防波堤断断面设计计3.1 设计条条件1173.2 断面尺尺度的计计算1173.3 护面块块体稳定定重量和和护面块块体厚度度计算1183.4 垫层块块石的重重度和厚厚度计算算1193.5 堤前护护底块石石稳定重重量和厚厚度计算算2203.6 胸墙设设计2203.7 胸墙的的抗滑、抗抗倾稳定定性计算算273.7.1断面面1胸墙墙的抗滑滑、抗倾倾稳定性性计算27 3.7.22断面22胸墙的的抗滑、抗抗倾稳定定性计算算2293.8 地基稳稳定性计计算33
10、53.9 地基沉沉降计算算445第四章 直立立式防波波堤断面面设计4.1 设计条条件5504.2 断面尺尺度的计计算5504.3 基床设设计5504.4 堤前护护底块石石稳定重重量和厚厚度计算算5504.5 直立堤堤作用标标准值和和相应组组合计算算5504.6 抗滑、抗抗倾稳定定性计算算5994.7 地基稳稳定性计计算6624.8 地基沉沉降计算算 674.9 沉箱吃吃水、干干舷高度度和浮游游稳定性性计算667第五章 防波堤堤工程量量估算5.1 斜坡堤堤工程量量计算6695.2 直立堤堤工程量量计算770第六章 结构方方案比选选71第七章 防波堤堤工程施施工7.1 施工说说明737.2 建筑材
11、材料要求求737.3 地基处处理及基基础施工工737.4 护面块块体施工工737.5 防浪墙墙施工73参考文献献779致谢 801概述烟台港蓬蓬莱港区区起步于于上世纪纪90年年代初期期，目前前从港口口规模和和发展情情况上看看，已落落后于港港口发展展要求。蓬蓬莱港区区发展较较为缓慢慢的一个个重要原原因就是是港区至至今未形形成规划划的环抱抱式封闭闭港区，造造成了各各期泊位位建设期期投资较较大，而而泊位建建成后受受波浪海海流影响响，泊位位作业天天数减少少，港口口经营效效益收到到很大影影响。目目前出于于振兴港港口、发发展经济济的考虑虑，蓬莱莱市和蓬蓬莱港有有限公司司开始着着手恢复复蓬大及及蓬旅航航线，
12、考考虑到客客运及货货运共用用同一港港池的不不安全性性及蓬莱莱港区规规划的符符合性，拟拟建滚装装泊位选选址于巨巨涛重工工的西侧侧，由于于滚装泊泊位对泊泊稳条件件要求较较高，需需要有良良好的掩掩护条件件。本工工程就是是在这样样的背景景下提出出的。图1-11蓬莱港区区地理位位置图1.1气气象条件件资料来源源为蓬莱莱气象站站19999220088年的实实测资料料，蓬莱莱气象站站位于蓬蓬莱市城城南诸谷谷大李家家村西南南，观测测场海拔拔高度660.77m。(1)风风况风向统计计资料见见表。表1-11蓬莱各各向风特特征值统统计表（19992008年）NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWW
13、NWNWNNWC频率（%）5 8 6 5 4 4 4 4 5 13 12 5 7 6 5 3 6 平均风速速（m/s）4.0 4.5 4.0 3.6 3.2 2.8 2.3 2.5 3.2 5.3 4.8 3.8 3.8 4.4 4.0 3.7 最大风速速（m/s）12.77131110.66109.28.2101316161311151115.11图1-11 风向向玫瑰图图(m/s)(2)气气温年平均气气温133.0；年平均最最高气温温17.2；年平均最最低气温温9.33；历年极端端最高气气温377.7（出现现于20005年年6月224日）；历年极端端最低气气温-113.55（出出现于220
14、066年2月月4日）。(3)降降水本区年平平均降水水量为5586.7mmm。主要要降水月月为68月，其其中6、77月的降降水量约约占全年年降水量量的455.7%。110mmm降水日日数年平平均166.5天天，225mmm降水日日数年平平均6.6天。(4)雾雾况本区年平平均雾日日数211.7天天，一般般688月份雾雾日较多多，约占占全年的的47.7%。1.2海海港水文文资料来源源自蓬莱莱港验潮潮站9年年（1998419992年）验验潮资料料和烟台台港验潮潮站400年（119533年119922年）潮潮位资料料。(1)潮潮汐蓬莱港一一带海域域潮汐类类型指标标值为00.333，小于于0.55，属正正
15、规半日日潮。平平均涨潮潮历时66h055minn，平均均落潮历历时6hh20mmin，潮潮周期为为12hh25mmin。(2)海海流根据工程程设计的的要求，收收集了工工程区55个海流流测站的的观测结结果。据据分析，各各站的潮潮型系数数均在00.52.00之间，故故工程区区海域各各测站其其潮流性性质基本本为不规规则半日日潮流。潮潮流的基基本运动动形式为为往复流流，流向向主要为为EWW向，WW向为涨涨潮流，EE向为落落潮流。潮潮流的旋旋转方向向基本为为左旋，即即按顺时时针方向向旋转。本区潮流流流速不不大，实实测最大大涨、落落潮潮流流流速一一般为550660cmm/s。本本区余流流较小，AA站余流流
16、最小，流流速一般般为1.966.7ccm/ss，B、CC站稍大大，余流流流速一一般为110cmm/s左左右，最最大为111.55cm/s，最最小仅为为4.00cm/s。潮潮流的最最大可能能流速为为1488.4ccm/ss，发生生在C站站表层，方方向为偏偏N向（118）。(3)潮潮位特征征值最高高潮潮位：3.118m最低低潮潮位：-1.06mm平均高潮潮位：1.554m平均低潮潮位：0.550m平均海平平面：0.995m平均潮差差：1.04mm最大潮差差：2.00mm(4)设设计水位位设计高水水位：1.991m设计低水水位：0.115m极端高水水位：2.888m 极端低水水位：-1.33mm基面
17、关系系：当地地理论深深度基准准面在776榆林林基准面面以下00.9mm，855国家高高程基准准在766榆林基基准面以以下0.4833m，基准面采采用当地地理论最最低潮面面，即119566年黄海海平均海海平面下下0.8885mm。(5)波波浪本海区属属于以风风浪为主主、涌浪浪为辅的的混合浪浪海区。纯纯涌浪很很少，出出现频率率仅为115.44，而而风浪及及风涌混混合浪的的频率达达99.9。 常浪向和和强浪向向对累年各各向波要要素进行行统计可可以看出出，该海海区常浪浪向为NNNE向向，频率率为9.3，次次常浪向向为NEE和ENNE向，频频率分别别为5.5和和4.00。强强浪向为为NE向向，最大大波高
18、44.1mm；次强强浪向为为NNEE和N向向，最大大波高分分别为33.9mm和3.8m。 波高的的年变化化累年平均均波高为为0.88m，最最大波高高（H1100）44.1mm，各月月的平均均波高依依季节而而变化，最最大值出出现在113月月和100122月（冬冬半年），均均为0.911.0mm。49月份份（夏半半年）平平均波高高较小，一一般为00.50.66m左右右。累年年各向平平均波高高随方向向的不同同差别较较大，最最大值出出现在NNNE方方向，次次之为NN向和NNE向，分分别为11.0mm和0.9m。 各向波浪浪频率的的分布工程海域域发生的的主要波波浪均来来自偏北北方向，这这是由于于本区的的
19、地理位位置所决决定的。从从季节变变化来看看，冬季季出现的的波浪频频率较大大，夏季季则很小小；冬半半年出现现的波浪浪远大于于夏半年年出现的的波浪。这这主要是是由寒潮潮大风所所致。另另外本区区无浪频频率很大大，累年年平均无无浪频率率可达666.55。表1-22工程区区外海-11mm等深线线计算点点设计波波浪要素素 单单位：波波高-mm，周期期-s水位重现期波要素NNNENENNWNWWNW极端高水位50aH5%4.1115.3885.2884.6444.2444.144H1%4.922 6.366 6.244 5.533 5.077 4.955 H13%3.500 4.644 4.544 3.97
20、7 3.622 3.533 7.0 8.1 8.0 7.5 7.2 7.1 25aH5%3.9114.9334.8554.3774.0003.900H1%4.6995.8555.7665.2114.8004.688H13%3.3334.2334.1553.7333.4113.3226.9 7.7 7.7 7.3 7.0 6.9 2aH4%2.922 3.500 3.444 2.866 2.744 2.677 H1%3.422 4.099 4.022 3.366 3.222 3.133 5.7 6.2 6.2 5.7 5.6 5.5 设计高水位50aH5%3.966 5.177 5.077 4.
21、477 4.088 3.999 H1%4.722 6.099 5.988 5.311 4.877 4.755 H13%3.399 4.477 4.377 3.833 3.499 3.400 6.9 7.9 7.8 7.4 7.0 7.0 25aH5%3.777 4.744 4.677 4.211 3.866 3.766 H1%4.511 5.611 5.522 5.011 4.611 4.500 H13%3.222 4.088 4.011 3.600 3.299 3.200 6.8 7.6 7.5 7.1 6.8 6.7 2aH4%2.822 3.388 3.322 2.766 2.655 2
22、.577 H1%3.300 3.944 3.877 3.244 3.100 3.033 5.6 6.1 6.1 5.6 5.5 5.4 设计低水位50aH5%3.788 4.899 4.811 4.255 3.900 3.811 H1%4.499 5.733 5.633 5.011 4.622 4.522 H13%3.255 4.277 4.199 3.688 3.355 3.266 6.8 7.8 7.7 7.2 6.9 6.8 25aH5%3.611 4.511 4.422 4.011 3.699 3.599 H1%4.299 5.300 5.211 4.744 4.388 4.277 H
23、13%3.088 3.900 3.844 3.455 3.166 3.088 6.6 7.4 7.4 7.0 6.7 6.6 2aH4%2.711 3.244 3.188 2.655 2.544 2.477 H1%3.166 3.755 3.699 3.100 2.977 2.900 5.5 6.0 5.9 5.5 5.4 5.3 5.2 5.7 5.6 5.2 5.1 5.0 表1-33 （-77m）等深线线计算点点设计波波浪要素素 单单位：波波高-mm，周期期-s水位重现期波要素NNNENENNWNWWNW极端高水位50aH5%3.400 4.444 4.366 3.844 3.500 3
24、.422 H1%4.077 5.255 5.155 4.577 4.199 4.099 H13%2.900 3.844 3.755 3.277 2.999 2.911 6.4 7.4 7.3 6.8 6.5 6.4 25aH5%3.233 4.077 4.000 3.611 3.300 3.222 H1%3.877 4.833 4.766 4.300 3.977 3.866 H13%2.755 3.499 3.433 3.088 2.822 2.744 6.3 7.0 7.0 6.6 6.3 6.3 2aH4%2.422 2.900 2.844 2.366 2.277 2.200 H1%2.8
25、33 3.388 3.322 2.777 2.666 2.599 5.2 5.7 5.6 5.2 5.1 5.0 设计高水位50aH5%3.144 4.066 4.000 3.533 3.233 3.166 H1%3.733 4.755 4.677 4.155 3.844 3.744 H13%2.700 3.555 3.488 3.055 2.777 2.700 6.2 7.1 7.0 6.6 6.3 6.2 25aH5%3.033 3.788 3.711 3.366 3.099 3.011 H1%3.600 4.455 4.377 3.988 3.677 3.588 H13%2.599 3.
26、277 3.222 2.900 2.655 2.588 6.1 6.8 6.8 6.4 6.2 6.1 2aH4%2.277 2.722 2.666 2.222 2.133 2.088 H1%2.655 3.155 3.099 2.600 2.499 2.444 5.1 5.5 5.5 5.0 4.9 4.9 设计低水位50aH5%2.800 3.622 3.566 3.155 2.899 2.822 H1%3.333 4.244 4.177 3.711 3.422 3.344 H13%2.411 3.166 3.100 2.722 2.488 2.422 5.9 6.7 6.6 6.2 6.
27、0 5.9 25aH5%2.733 3.411 3.344 3.033 2.799 2.722 H1%3.255 4.011 3.944 3.599 3.311 3.233 H13%2.344 2.955 2.900 2.611 2.400 2.333 5.8 6.5 6.4 6.1 5.9 5.8 2aH4%2.055 2.455 2.400 2.000 1.922 1.877 H1%2.399 2.844 2.799 2.355 2.244 2.200 4.8 5.2 5.2 4.8 4.7 4.6 （6）冰冰况据冰况统统计资料料，本港港冰情较较轻，固固定冰出出现机会会较少。每每年初冰冰日
28、最早早出现于于12月月上旬，11月份前前多为初初生冰，至至2月中中旬冰层层加厚，冰冰终日最最晚在33月中旬旬。多年年平均冰冰期为662.88天，最最多977天。本本港正常常年份无无冰冻影影响，参参阅有关关资料，一一百多年年于18895、119366、19969出出现过33次大冰冰冻，整整个海面面被冰覆覆盖，通通航中断断。1.3地地形、地地貌蓬莱市境境内岗丘丘绵延起起伏，属属低山丘丘陵地貌貌类型。地地势南高高北低，由由南向北北逐渐倾倾斜。勘勘区位于于蓬莱市市北烟台台港蓬莱莱新港，海海底面起起伏不大大，航道道附近水水深相对对较深，属属稳定的的港湾浅浅海地貌貌单元。14 地质(1) 区域构构造特征征
29、勘区位于于蓬莱龙口东东西构造造带内，该该构造带带中心位位置位于于北纬337550左左右，主主要由北北秦家断断裂、柳柳海草草泊断裂裂和龙口口（黄县县）凹陷陷组成，在在北起蓬蓬莱市，南南至平山山北坡（南南北宽88km，东东西长99km）的的范围内内，发育育8条近近东西向向断裂，间间距从220032000m不不等，它它们主要要发育在在上第三三系第第四系玄玄武岩分分布区，走走向略呈呈微波状状弯曲。北北秦家断断裂是其其中最长长的一条条，长约约10kkm，断断面平直直，断层层泥发育育，该断断裂明显显地把新新生代玄玄武岩错错断，并并使蓬莱莱市置于于一个新新的地堑堑构造之之上。(2) 地层分分布与土土层工程程
30、性质据勘探揭揭露，场场区地层层为第四四系全新新统新近近海积泻泻湖相淤淤泥质粉粉质粘土土；第四四系全新新统海积积细砂、卵卵石；第第四系上上更新统统冲洪积积粉质粘粘土、碎碎石。场场区基底底岩性沙沙河口区区域为第第四系史史家沟组组第2段段玄武岩岩，泊儿儿沟区域域为下元元古界粉粉子山群群岗嵛组组云母片片岩，现现分述如如下：淤泥质质粉质粘粘土（QQ4m+hh）分布场区区大部地地段，11#、44#、77#、112#、114#号号孔缺失失该层，为为海底表表部冲淤淤沉积物物，深灰灰灰黑黑色，含含大量有有机质和和少量海海生贝壳壳残骸，局局部混砂砂粒。染染手，有有腥臭味味。切面面光滑，高高韧性和和干强度度，具触触
31、变、流流变性，层层顶部呈呈流土状状，局部部常相变变为淤泥泥质粘土土或淤泥泥，呈软软塑流流塑状态态，具高高压缩性性。该层层厚度:0.5506.440m,平均厚厚度4.22mm;层底底标高:-266.499-8.89mm,平均均-166.711m。该该层物理理力学性性质指标标统计如如下：层淤泥泥质粉质质粘土物物理力学学性质指指标统计计表表1-44项目nmaxxminnmSK建议值w859.9930.4439.009.50.2441.166445.4445.44619.0017.0018.330.60.0330.977317.8817.88e061.14480.81150.95580.12290.1
32、331.11121.06651.0665Wl840.3325.9932.225.20.16632.22Ip818.7710.2214.663.10.21114.66IL82.0551.1111.4660.3660.2551.17711.7111.711a1-2260.7880.4330.5550.1220.2221.18820.6550.555Es64.2332.7553.6330.5000.1440.88873.2223.633qc268.0015.0041.5537.550.90041.55215.6613.0014.331.90.13314.33Cqc117.0017.0017.0017
33、.00115.5515.5515.5515.55N52.10.00.40.9222.2000.4细砂（QQ4m）该层分布布场区大大部分地地段，55#、88#、110#、111#、112#、114#号号孔缺失失，绿黄黄色，石石英质，分分选性一一般，磨磨圆度一一般，含含云母及及海生贝贝壳碎屑屑。该层层局部粒粒度变粗粗，常相相变为中中砂。呈呈稍密中密状状态。该该层厚度度:1.009.550m,平均5.89mm;层底底标高:-311.699-1.79mm,平均均-188.811m。细细砂天然然休止角角统计如如下：层细砂砂天然休休止角统统计表表表1-55项目nmaxxminnmSK建议值水上休止止角10
34、40.00037.0038.551.1550.0330.98837.7737.77水下休止止角1030.0027.0028.550.8550.0330.98828.0028.00N2521.0016.1118.221.6220.0990.966717.6617.66卵石（QQ4m）仅分布于于3、66号孔处处。颜色色较杂，饱饱和，成成份以石石英为主主，分选选性较差差，磨圆圆度好，多多呈亚圆圆形，含含少量粘粘性土，中中密。厚厚度4.408.440m,平均6.40mm;层底底标高:-233.299-200.199m,平平均-221.774m。粉质粘粘土（QQ3al+pl）仅分布场场区1#、2#、4#
35、、5#孔地地段，土土黄色，含含铁锰质质氧化物物及偶见见钙质结结核，见见灰白色色高岭土土条带。切切面较光光滑，高高韧性，高高干强度度。饱和和，可塑塑偏硬塑塑状态，中中等压缩缩性。该该层厚度度:0.703.000m,平均2.13mm;层底底标高:-199.699-9.49mm,平均均-133.722m。该该层物理理力学性性质指标标统计如如下：表1-66 层层粉质粘粘土物理理力学性性质指标标统计表表项目nmaxxminnmSK建议值w625.7720.2223.992.10.0991.077125.6625.66619.8818.9919.440.30.0220.988519.1119.11e060
36、.77780.62240.70080.05560.0881.06650.75540.7554Wl643.9935.3338.883.10.08838.88Ip619.5516.5518.221.00.06618.22IL60.2990.0550.1880.0990.5221.44440.2660.266a1-2260.1990.1440.1770.0220.1221.05590.1880.177Es612.0008.55510.3371.2880.1220.89999.32210.337qc479.0064.0071.556.10.0990.900264.5571.55412.446.69.82.80.2880.68846.79.8Cqc498.0083.0091.556.20.0770.922284.4491.55432.2217.5525.666.90.2770.699117.7725.66N312.2211.3311.880.3660.03311.88-T碎碎石（QQ3al+pl）本次勘察察仅5号号孔揭露露，揭露露厚度22.300m，层层底埋深深5.770m,土黄色色，主要要成分为为花岗岩岩质、石石英质碎碎块，由由硬塑粘粘性土充充填孔隙隙。分选选一般，粒