第一章 设计背景
1.1工程概述
防城港是我国沿海地区的12个主枢纽港口之一,是西部的第一大港,也是我国重要的铁矿石、建材以及煤炭等重要战略物资的中转基地。港口现有的码头泊位为36个,其中万吨级以上的深水泊位有22个。其拥有20万吨级矿石码头和西部地区唯一的专业集装箱码头等一批现代化大型港口设施设备,可建万吨级以上泊位200多个。防城港已开通至香港、海防、新加坡、釜山、东京的多条国际集装箱航线,与80多个国家和地区的220多个港口通航。
1.2设计原则
(一)总体设计应符合国家、地方经济发展规划和总体部署,遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。
1.3设计任务
本次设计,拟建一集装箱码头。根据自然条件和相关规范,设计码头尺寸、船型、堆场面积,以满足吞吐量要求。
第二章 设计资料
2.1地形条件
防城港位于我国南海北部湾,广西境内防城湾内。地理坐标为北纬21?37?,东经
108?20?,距离北海62nmile,距湛江港294nmile,距广州519nmile,距海口174nmile,
距香港476nmile,距越南海防港151nmile。
2.2气象条件
本港属于亚热带气候,季风明显。港区无长期气象观测资料,现港区气象观测站建于1991年5月,观测年限短,不足以反映港区的气象情况,考虑建港的需要,现采用港区西南约16km的白龙尾气象站观测资料,该站位于白龙尾半岛南端海边,地理坐标为东经108?13?,北纬21?30?,观测场海拔高度为28.6m,据分析,对于港区的气象情况有良好的代表性。根据1968年~1982年实测资料统计: 2.2.1气温
年平均气温为22.3?C,月平均最高气温28.4?C(出现在7月),极端最高气温为35.4?C(出现在1976年9月19日),月平均最低气温为14.2?C(出现在1月),极端最低气温2.8?C(出现在1977年1月31日)。各月平均气温见表2-1。
表2-1 各月平均气温表
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月份 1 2 3 4 5 6 平均气温(℃) 14.2 15.4 18.1 22.4 26.3 27.9 月份 7 8 9 10 11 12 全年 平均气温(℃) 28.4 27.6 27.1 24.0 20.0 15.7 22.3 2.2.2降水
年平均降水量为2362.6mm,年最大降水量为3111.9mm(出现在1973年),年最小降水量为1745.6mm(出现在1974年)。降水大都集中在6~9月,该4个月的降水量占全年降水量的71%,其中尤以8月份降水量为集中,达528.7mm。而11月至翌年3月,该5个月的降水量只占全年降水量的6.4%,其中以2月份降水量最少,仅有23.9mm。各月平均降水量见表2-2。一旦最大降水量为337.9mm(出现在1980年9月3日),日降水量≥25mm的日数平均为27天。
表2-2 各月平均降水量表
月份 1 2 3 4 5 6 平均气温(℃) 29.6 23.9 31.6 127.0 216.0 360.1 月份 7 8 9 10 11 12 全年 平均气温(℃) 436.9 528.7 359.0 192.9 33.7 33.2 2362.6 2.2.3雾况
雾天较少,平均每年为10.9天,最多23天,最少4天。雾气一般发生在冬末春初之间的清晨及夜晚,浓度较薄,晨雾一般维持2~3小时,日出雾气消散。 2.2.4风况
本港区属季风性地区,冬季多偏北风,夏季多偏南风,春秋季风是南北风系转换季节。全年常风向为NNE,其频率为30.5%,次常风向为SSW,其频率为8.4%。强风向为E,该向最大风速为36m/s,次强风风向为NNE,其最大风速为27m/s。港内有群山
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环绕,风力不大,多年平均风速为5 m/s,强风风速一般为20 m/s。各向最大风速,平均风速和频率见表2-3。
本区为台风频繁活动地区,平均每年约受1次台风或热带低压影响,台风袭击时,风力可达12级以上,常伴有暴雨或大暴雨。
表2-3 各向最大风速、平均风速和频率
方向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S 平均风速(m/s) 5.6 7.2 4.4 3.6 4.2 4.0 4.0 3.5 4.4 最大风速(m/s) 26.7 27 15 13 36 17.7 24 18 20 频率(﹪) 6.5 30.5 7.7 2.8 4.9 3.6 6.8 4.2 6.7 方向 SSW SW WSW W WNW NW NNW C 平均风速(m/s) 5.8 4.3 3.6 3.2 2.7 2.3 2.4 最大风速(m/s) 20.7 20 14 20 13 14 16 频率(﹪) 8.4 3.7 1.7 2.1 1.2 1.6 1.3 6.5 2.4水文条件
2.4.1潮位
防城港所处地区的潮汐属正规全日潮。平均每月有36.5个潮,其中约有6天出现2个高潮和低潮。防城港的验潮站建于1976年,位于1号泊位西侧,坐标为北纬21?31?,东经108?20?,为井筒式自记验潮仪。
据防城港1976~2005年实测潮位资料统计,其潮位特征值如下(理论深度基准面起算,以下同):
最高潮位 5.54m(出现在1986年7月22日) 平均高潮位 3.67m 平均潮位 2.27m 平均低潮位 1.12m
最低潮位 -0.29m(出现在1991年11月1日) 最大潮差 5.39m 平均潮差 2.55m 设计水位:
工程设计潮位据2004年和2005年潮位资料分析: 设计高水位 4.64m 设计低水位 0.30m
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据1976~2005年的年极值潮位资料分析计算: 极端高水位 5.69m(重现期为50年一遇) 极端低水位 -0.73m(重现期为50年一遇) 施工水位: 2.20m 2.4.2潮流
防城港的海流主要有潮流和防城河流以及风浪流共同影响构成。防城湾入海河流主要是防城河,其主流沿渔万岛的西侧经牛头岭出海,另一支则经渔万岛北端海峡流入暗埠江。防城河多年平均流量为58.7m3/s,由于河床地势平缓,入海口流域面积宽广,流速极缓慢;防城河只有在台风影响的短短几天内,对海流造成一些影响,其余的时间都是风平浪静,对海流的影响甚微,即防城港的潮流在海流中占主导地位。湾内涨潮流速慢,落潮流速快,涨潮最大流速约为0.4~0.6m/s,落潮最大速度为0.6~0.9m/s。航道口外三牙石灯塔附近为逆时针回转流,其余各处均为与航道基本一致的往复流。经实测分析得出,潮流流速对工程影响不大。 2.4.3波浪
本港无实测波浪资料,港址E-N-W向为陆地所环抱,其波浪是小风区所生成的,其浪不大。并且NE侧当码头建成时形成陆域,波浪被挡。唯有SSW-S-SSE方向。向北部湾海域敞开,外海波浪在高潮时可以越过浅谈传到港区。因此港区主要受该向波浪影响。
外海波浪可以参照白龙尾海洋站的实测资料。白龙尾海洋站位于防城港SW向,距外航道口门约14km,海滩地形和波浪情势甚为相似,对防城港具有良好的代表性。白龙尾海洋站位于白龙尾半岛南端,坐标为北纬21?30?,东经108?13?,采用岸用测波仪测波。据1970~1984年实测波浪资料统计,常波向为NNE,频率为21.1%,次常波向为SE向,频率为16.4%,S向频率为15.4%。强浪向为SSE向,最大波高为7.0m。次强浪向为SE,最大波高为6.0m,均为台风袭击时产生的大浪。年内浪向的分布:一般10月至翌年4月多NNE向浪,5月到9月则多偏S向风浪。涌浪全年都有出现,涌浪向大多为SE和S向,都以风、涌混合浪型式出现,不存在纯涌浪。根据1970~2003年实测波浪资料统计,各向各波级频率见表2-4。
设计波浪:
取小风区波浪,波向为W向,50年重现期的波要素: 设计高水位:H1%=1.7m T=4.2s 校核高水位:H1%=1.7m T=4.2s 设计低水位:H1%=1.4m T=3.9s 校核低水位:H1%=1.4m T=3.9s
航道:防城港航道分三牙、西贤、牛头三段,三牙段底宽160m、底标高-16m,西贤、牛头段底宽125m,底标高-14m。
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表2-4 各向各波级频率
波级 波向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 0-2 ≤0.4(m) 0.3 8.9 6.6 1.6 2.7 2.7 7.3 2.8 4.6 1.8 0.9 0.1 0.1 0.1 0.1 0 3.8 3 0.5-1.4(m) 0.2 12.1 5.3 0.9 1.8 3.2 8.9 3.4 9.9 5.6 1.4 0.2 0.2 0 0 0 4 1.5-2.9(m) 0 0.1 0 0 0 0.1 0.2 0.1 0.9 1.1 0.1 0 5 3.0-4.9(m) 0.0 0.0 0.0 6 5.0-7.4(m) 0.0 2.4.4冰凌
防城港地处亚热带,无结冰现象。
2.5地质条件
2.5.1地层
本工程区域内地层是由第四系松散沉积层和侏罗系基岩组成。地层由上到下为: 1.第四系
1)全新统海陆交互沉积层
第一层:中~粗砂混深灰色淤泥,局部为砾砂、混贝壳碎屑,淤泥含水量大,呈流塑~软胶状。细~粗砂层含水量饱和,密室度一般为稍密,局部呈中密状,部分含淤泥较多而呈松软状。砂粒成分以石英为主。流层广泛分布于勘察区内,层面高程-3.83~-12.89m,厚度为0.45~6.60m。
第二层:灰黄、灰红~浅黄红色亚粘土,淤泥质亚粘土,局部夹砂。含水量大,呈软塑~可塑状。层面高程为-6.66~-13.28m,厚度为0.40~5.60m。
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