南沙九章群礁人工岛设计、施工方案(6)

南海三沙人工岛筑岛施工技术方案

道直接填筑。 工程特点 后进行吹填。 采用模块化的设计以及施工手段，充分发挥了陆地的优势，可节省大量的工程时间及工程费用，其施工方便、安全可靠、经济实用。 较新颖的人工岛形式，采用了先进的施工手段，实现了经济性和技术性的完美统一，其施工方便、安全可靠、经济实用。 人工岛长而最大限度地平缓，附近利用了当地有足够的填现有材料，料，先抛填所填充的人后护岸。 工岛易扩大和拆除，适应性强，工期短，成本低。但其需要严格的维护，耐久性差，在施工期间易损坏。

3.3.2 离岸人工岛的施工

离岸海上人工岛通常建造在水深20—50m，与大陆的交通通常依靠海上交通和直升机航空联系，目的是利用远岸海洋空间。这种人工岛主要应用于建造军事设施、石油开采或独立的综合性海洋产业生产基地。 离岸海上人工岛的地质、海域状况：①、离岸远无遮掩孤岛，受风浪影响大，交通组织及交通安全成为施工中要考虑的重要内容。②、气候恶劣，在中纬度地区常年受台风、季风影响，高纬度常受海冰影响，施工船舶及人员经常要撤离现场，全年施工时期较短。③、潮差大、涨潮急，施工中要考虑防冲刷、防潮水措施。④、施工区域情况复杂，水陆状态都有，高潮时全部淹没、低潮时部分露滩，施工时要考虑水上、陆上两种不同的施工方案。⑤、离岸人工岛资源紧缺，需要大量适合外海施工的大型船舶。

离岸人工岛的施工形式通常为先围堤后吹填，其工程根据设计要求，主要有以下的施工工序打桩、地基处理（铺排）、抛石、防护以及吹填。

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在施工过程中由于离岸人工岛远离路域，在缺乏依托的外海、天气等自然条件及外部环境恶劣的情况下组织大规模的围堤施工，其综合施工组织管理难度很大。整个工程施工总体部署特别重要，针对人工岛种种的特殊情况，应采取相应的措施。

设立海上平台，为便于现场管理以及工作人员休息，在人工岛附近布置海上平台作为水上指挥及应急中心，与陆上后方总部通过无线电及水上交通紧密联系，减少人员往返，提高作业效率。

开设两个或两个以上的作业面，打桩、铺排等工序的施工进度直接制约后续施工，先期的施工过程中应投入相应的设备及早完成；在打桩、铺排完成后，现场可进一步分为多个大作业面，从多个方向，按水深的不同同时进行充砂管袋结构、抛石、倒滤层施工组、护面块体安装作业。在建筑岛堤的同时，吹填、大型充砂管袋以及防护组的作业逐步进行。

选择合适的船机设备和工艺，在岛壁(抛石堤身)形成过程中，离岸人工岛因受天气、海域的影响、抛石资源的缺乏、作业面狭小等诸多因素影响，抛石的效率可能比较低。这种情况下，尽量采用效率较高的船机设备，如采用集运输、抛卸于一身的海吊船直接运输、抛卸，这大大提高单位作业面工作效率，比较适合于离岸人工岛的施工要求。此外，在人工岛的建设中，可在率先完成的岛侧建设诸如钢栈桥的临时码头。用于石料、护面块体和各种材料的卸货，解决离岸人工岛因地面标高造成的船舶作业时间短、工作效率不高等困难。

相对于浅海人工岛来说，离岸人工岛的自然环境更为恶劣、工程条件也更加苛刻，对于施工技术的要求也更加严格，对于离岸人工岛的具体施工技术本文将在第三章作出详尽的分析。 3.3.3 深海人工岛（展望）

目前的人工岛工程的水域水深一般在10到20m之间，只有极少数的人工岛施工水域达到水深40余米。在人工岛的施工建设中，每向大海多延伸1米，意味着工程的造价及相应的施工难度将大幅度的攀升，但随着经济发展的需要，毫无疑问人们将不断向深海迈进，勘探深海石油、开采锰矿、可燃冰，开辟海上交通枢纽，构建浮动型城市等等，由此造成的人们对人工岛的适用性要求越来越高，需要人工岛能够以更灵活、更实用的方式投入到生产、生活之中，于是在这种背景下，深海人工岛的概

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念也呼之欲出。

深海在国际上的定义一般指在水深1000以上的海域，但在实际的工程施工中人工岛的岛身基础不可能达到如此的深度，所以在工程实用中在大陆架以外海域的人工岛就可称作为深海人工岛。

深海人工岛由于所处坏境的特性，其为漂浮式的海体结构较适合，以下是深海人工岛设计结构的一种构想。

深海人工岛侧视图

深海人工岛俯视图

此构想的灵感来源于钓鱼用具的自重型浮标，该浮标为长筒型结构，投入水中利用浮标材质不均产生的重心偏差立于水面。上述的深海人工岛的设想原理也基于此，钢圆柱充水重心下移浮起，为海上岛面提供足够的支撑，考虑到岛体的稳定性，该岛深入大洋的深度约在50-100m左右，

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该深度的海流波长稳定，能量仅为海面波浪的1/3，能使之适应较恶劣的气候环境。此外，基础部分的下端设计为桁架，不仅为海流的通过提供了空间，而且将减低工程的造价。

该种人工岛施工方法大致如下，在路域制造桁架钢桶，由拖船运抵指定海域注水下沉，尔后在进行海上岛面施工，原始平台完成后通过柔性连接将各个岛的单元组合，形成大面积的海上岛体结构。当然，深海人工岛只是在初步的设想中，在实际的运用之前还需经过一系列科学严谨的理论、实验论证。

第四章 人工岛施工技术的综合分析

人工岛的施工不同于路域上的工程施工，也不同于一般的海堤、码头施工，在人工岛的施工过程中必须考虑包括经济、人员组织等多方面的因素，在具体的施工过程中也需要针对人工岛自身的特性（自然条件、施工设备等）采用相应的施工技术。

接下来本文将着重对在人工岛施工中运用的技术进行综合性的分析。

4.1 沉井式人工岛的施工技术

沉井式人工岛的结构形式能够较好地适应不同水深条件、不同的环境气候、不同的海底地基土工状态的海域，其结构合理、施工方便、安全可靠、经济实用，目前已成为浅海人工岛的主流形式。

针对沉井式人工岛的施工，有以下几部分。 4.1.1 沉井的施工

A 沉井的制造：沉井可整体或分段制造，两相比较,整体制造占用场地极大，且整体拖运、整体下沉都是一件比较困难的事，而分段制造和分段拖运相对要方便很多，在水上拼装后整体下沉，也要比前者优越，但分段制造要求各沉井对接接头设计合理，易接、易脱，使用绝对可靠。

B 沉井的海上拖运：在影响沉井运动和受力的诸多因素中，拖速起主导作用，其次为波浪和水流。沉井在船台建造，然后把沉井由水上拖运到现场。鉴于人工岛沉井外形较大，且临近现场的水域水深较浅。沉井底部距水底的水深较小，为使沉井安全地拖运到目的地，要合理的选

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择拖航速度，以免发生沉井触底现象。

围堰用沉井运输

C 沉井的下沉：单个沉井的下沉要采取相应措施，防止因某个沉井下沉后其座底被冲刷，而直接影响到邻近沉井的地基，使邻井发生偏移等质量事故。

D 沉井的整体拼装：整个人工岛沉井拼装成整体的方法，国外有经验介绍在沉井分段制造、现场拼装下沉后，用两条预应力钢缆束将各沉井捆在一起形成围壁。两条钢缆束由沉井内部穿过，沿环向分上下两层布置。钢缆的预应力由设于沉井膈舱内的液压千斤顶系统施加。在设计中我们不妨可以吸取上述经验，将沉井联成整体，保证所有的沉井结构拼装成一个整体，使之具有足够的整体性。

从沉井的海上拖航以及下沉过程进行引申，我们将进一步分析在人工岛施工中经常运用到的海上拖航技术以及人工岛的均匀沉降技术。

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