一级建造师培训港口航道工程专业技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一级建造师培训港口航道工程专业技术,港口航道工程专业技术2,港口航道工程勘测成果的应用,掌握港口与航道工程地质勘察，地质钻孔剖面图,大中型工程的地质勘察可分为可行性研究阶段勘察、初步设计阶段勘察、施工图设计阶段勘察三个阶段。对于小型工程，工程地质条件简单或熟悉地区的工程，可简化勘察阶段。,施工图设计阶段勘察应能为地基基础设计、施工及不良地质现象的防治措施提供工程地质资料，应详细查明各个建筑物影响范围内的岩土层分布及其物理力学性质和影响地基稳定的不良地质条件。,在港口与航道工程地质勘察中应满足岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)、港口工程地质勘察规范（JTJ240-97)、疏浚岩土分类标准（JTJ/T320-96)等要求。在土壤和风化岩上进行勘探通常使用钢丝缆冲击钻探，而在较坚硬的岩石构造上则利用旋转式岩心钻探。如果工程在水中，应在船上或在临时搭建的平台上进行钻探作业。,二、工程勘察成果,勘察报告是勘察工作的最终成果。由文字和图表构成，应满足相应设计阶段的技术要求。港口工程地质勘察规范(JTJ 240-97)附录R勘察报告的格式和内容规定,(一)序言,勘察工作的依据、目的和任务，工程概况和设计要求，勘察沿革等。勘察和原位测试的设备和方法。土工试验采用的仪器设备、测试方法、试样的质量评价等。,(二)地貌,港湾或河段地形特征，各地貌单元的成因类型、特征及分布。与工程有关的微地貌单元(如岸坡区、填土区、掩埋的古冲沟分布区等)的特征与分布。,(三)地层,岩土层的分布、产状、性质、地质时代、成因类型、成层特征等。,(四)地质构造,场地的地质构造稳定性和与工程有关的地质构造现象，其对工程影响的分析和防治措施的建议，地质构造对岸坡稳定性影响的分析。,(五)不良地质现象,不良地质现象的性质、分布与发育程度、形成原因及防治措施与建议。,(六)地下水,地下水类型、形成条件、水位特征、含水层的渗透系数(垂直和水平方向)地下水活动对不良地质现象的发育和基础施工的影响。地下水水质对建筑材料的侵蚀性。,(七)地震,按照地震规范划分场地土和建筑场地类别，场地中对抗震有利、不利和危险地段。根据地震烈度，判定饱和砂土和粉土在地震作用的液化趋势。,(八)岩土物理力学性质,各岩土单元体的特性、状态、均匀程度、密实程度和风化程度等物理力学性质指标的统计值。,(九)岩上工程评价,对各岩土单元体的综合评价及工程设计所需的岩土技术参数；对持力层的推荐和施工中应注意的问题；天然岸坡稳定性的评价；不良地质现象的整治方案建议；地基处理方案的建议；工程活动对地质环境的作用和影响等。,(十)附图和附表,1勘察点平面位置图,以地形图为底图，标有各类勘察点、剖面线的位置和序号，勘探点坐标、高程数据表。,2综合工程地质图,以地形图为底图，根据地貌，构造、地层时代、岩土性质、不良地质现象等所做的综合工程地质分区。列有综合柱状图。,3. 工程地质剖面图,根据岸线方向、主要地貌单元、地层的分布、地质构造线、建筑物轮廓线等确定的剖面位置，绘制纵横工程地质剖面图。图上画有该剖面的岩上单元体的分布、地下水位、地质构造、标准贯入试验击数、静力触探曲线等。,4. 钻孔柱状图,反映钻孔深度内岩土层厚度、分布、性质、取样和测试的位置、实测标准贯人击数、地下水位，有关的物理力学指标（如天然含水量、孔隙比、无侧限抗压强度等）随钻孔深度的变化曲线。,5. 原位测试图表,反映标准贯入、静力触探等原位测试成果的图表。,6. 土工试验图表,土工试验成果表、固结试验数据表、颗粒级配曲线等。,7. 各岩土单元体的物理、力学指标统计表。,8. 对于特殊地质条件或为满足特殊需要而绘制的专门图件。,港口工程桩基规范（JTJ254-98）附录A桩基工程勘察要点第A.0.3条：各层土的物理力学性能指标试验宜包括含水量、重力密度、孔隙比、流限、塑限、灵敏度、颗粒成分、密实度、压缩系数、压缩模量、无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角、标准贯入击数和现场十字板剪切强度等。有条件时宜进行静力触探试验。,三、港口工程地质勘察成果的应用,含水量W（%）土中水重/土颗粒重。用于确定淤泥性土的分类。,孔隙比孔隙体积土粒体积。用于确定淤泥性土的分类和确定单桩极限承载力。,孔隙率（%）土中孔隙体积/土体总体积。,液限由流动状态变成可塑的界限含水量。用于计算塑性指数和液性指数。,塑限土从可塑状态转为半固体状态的界限含水量。用于计算塑性指数和液性指数。,塑性指数土颗粒保持结合水的数量，说明可塑的大小。用于确定黏性土的名称，和确定单桩极限承载力。,液性指数说明土的软硬程度。用于确定黏性土的状态，和确定单桩极限承载力。,黏聚力用于土坡和地基稳定验算。,内摩擦角用于土坡和地基稳定验算。,标准贯入试验标准贯入试验击数N值系指质量为63.5的锤，从76的高度自由落下，将标准贯入器击入土中30时的锤击数。可根据标准贯入试验击数，结合当地经验确定砂土的密实度、砂土的内摩擦角和一般黏性土的无侧限抗压强度，评价地基强度、土层液化可能性、单桩极限承载力、沉桩可能性和地基加固效果等。,十字板剪切试验系指用十字板剪切仪在原位直接测定饱和软黏土的不排水抗剪强度和灵敏度的试验。十字板剪切强度值，可用于地基土的稳定分析、检验软基加固效果、测定软弱地基破坏后滑动面位置和残余强度值以及地基上的灵敏度。,静力触探试验静力触探试验适用于黏性土、粉土和砂土。可根据静力触探资料结合当地经验和钻孔资料划分土层，确定土的承载力、压缩模量、单桩承载力，判断沉桩的可能性、饱和粉土和砂土的液化趋势。,港口工程地质勘察成果的应用见表1E411021-1表1E411021-6所示。,四、航道疏浚工程地质勘察成果的应用,在航道工程设计与施工进行之前，必须充分调查现场的地质条件、对岩土进行分析试验，并对其疏浚吹填特性做出评价。对工程量较小，已进行疏浚，有一定经验且地质条件简单的地区，可简化勘察工作。,在勘察工作中要求查明疏浚区、吹填区内岩土的类型、岩土的工程特性及具体公布的详细资料。,（一）勘察要求,1、勘探线、点的布置要求,勘探点（包括钻孔、探坑、探井）的布置，就根据不同勘探阶段的要求和疏浚区的地形、地貌和岩土层的复杂程度确定。,勘探线、勘探点应布设在最新的水深地形图上，其间距可按表1E411021-7确定。,2、钻孔分类与要求,（1）钻孔可分为技术孔、鉴别孔两类，技术孔分控制性钻孔和一般性钻孔。,（2）疏浚区的钻孔深度应达到设计浚挖深度以下3m，钻孔定位精度应大于图上2，吹填区内的钻孔深度，应根据吹填厚度、现场地址状况、岩土特性、围堰的作用和结构等因素确定。,（3）钻取原状土样钻孔直径为75100，每个土样应附有土样标识。,（二）岩土分类与判别指标,疏浚岩土可分为岩石和土类两大类，共15级，如表1E4110218所示，其主要特性述说如下。,1、岩石类,疏浚岩石主要根据坚固性分为硬岩石和软质岩石。此外，可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化，按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩，按软化系数分为软化岩石和不软化岩石。,疏浚岩石的工程特性指标应以岩块的单轴抗压强度为判别指标。,2、土类,土类可分为有机质土及泥浆、淤泥土类、黏性土类、砂土类、矿石土类，如表1E4110218所示。,（1）有机质土及泥浆应以天然重力密度为判别指标。,（2）淤泥土类中的浮泥、流泥按其存在状态合并为“流态”级别，其工程特性应以天然重力密度为判别指标。淤泥列为“很软”级别，其工程特性应以标准贯入击数和天然重力密度为判别指标。,（3）黏性土类的工程特性（含淤泥质土、粉土类工程特性）应以标准贯入击数和天然重力密度为判别指标。,（4）砂土类（含砂质粉土）工程特性应以标准贯入击数和天然重力密度为判别指标。碎石土类宜以重型动力触探击数 （或必要时用 ）及密实判数DG为判别指标。,（三）工程勘察成果在疏浚工程上的应用,疏浚工程作为一个专门行业，有它自己的特点，从疏浚工程的设计与施工开始就对如何选择疏浚设备、如何提高施工效率等诸方面作深入考虑，尤其是疏浚区的地质勘察，往往是疏浚工程的关键，这是由于疏浚设备对土质的高度敏感所决定的。过去，由于地质资料不足和不准确，往往造成施工困难和争议。因此，从工程的规划设计开始，对于地质比较复杂的工程应予以高度重视。,由于土质特性对疏浚设备挖掘和输送性能影响很大，因此，工程地质勘察成果在疏浚工程中将是选择挖泥船船型的重要依据。挖泥船对各种疏浚工程的可挖性见表1E4110219.,【案例1E411021】,1、背景,某航道整治疏浚工程，业主提供的工程地质剖面图如图1E411021所示。,2、问题,（1）指出该地质剖面图中海底天然泥面标高的最大高差是多少？,（2）指出119号钻孔与120号钻孔间的钻孔间距是多少？,（3）从天然泥面算起，图中最深的钻孔深是多少？最浅的钻孔孔深是多少？,（4）指出图中淤泥层厚的范围是多少？,3、分析与答案,（1）该地质剖面图中海底天然泥面标高的最大高差为：,10.20（10.50）0.30m。,（2）119号钻孔与120号钻孔间的钻孔间距是：,K9+626（K9+545）81m。,（3）从天然泥面算起，图中最深的钻孔孔深是60.45m。,从天然泥面算起，图中最浅的钻孔孔深是60.05m。,（4）该图中淤泥层厚的范围是2.05.50m。,掌握港口与航道工程地形图、水深图,一、地形图,地形指的是山脉、丘陵、盆地、平原等地面的起伏形状。地面上还有河流、森林及道路、桥梁、房屋等各种建筑物，统称为地物。利用经纬仪等各种测量仪器将地球表面各点的位置、高度以及各种地物的位置和形状测出，并按一定比例尺和规定的符号，绘在图纸上，形成地形图。地形图在国民经济中是各种规划与设计的依据。地形图的比例尺，又称缩尺，是图上直线长度与地面上相应直线水平投影长度之比。如1：500即是说地面上直线水平投影长度500m相当于图上1 m.般说，比例尺越大，反映测区的地形越详细、精确。,地形图测图比例尺应根据测量类别、测区范围、任务来源和经济合理性按表1E411022选用,。,海中的水位有涨有落，但多年的水位观测值的算术平均值却是（接近）一个常数，高度变化不大，可将其看作地面点高度的起算面。从1957年起，我国采用青岛验潮站所测的黄海平均平面作为全国地面高程的起算面。某地面点到该平均海平面的竖直距离称为该地面点的高程（对于高山也称为海拔高度）。地面上点的高程在地形图上用等高线表示。等高线即地面上高程相等的地点所连成的平滑曲线，它是一系列的闭合曲线，能表示出地面高低起伏的形态。两相邻等高线间的高程差称为等高线的间隔，简称等高距。等高线的密度越大，表示地面坡度越大。,二、水深图,在大地测量中，对于平均水面即基准面以下的地面点，其高程则用从平均海平面向下量的负高程表示，如水面下某点距平均海平面的竖直距离为12m，则标为12m，则标为-12m。水下地形用连接相同水深点的等深线表示，形成水下地形图。,港口与航道工程及航运上常用的水深图（海图或航道图），其计量水深用比平均海平面低的较低水位或最低水位作为水深的起算面，称为理论深度基准面。这是因为一年内约有一半左右的时间海水位低于平均水位，为了保证船舶航行的安全，使图上标注的水深有较大的保证率。我国海港采用的理论深度基准面，即各港口或海域理论上可能达到的最低潮位。理论深度基准面是通过潮汐的调和分析和保证率计算，然后通过与实际观测资料对照调整后，由国家颁布。内河港口则采用某一保证率的低水位作为深度基准面。,对于理论深度基准面以上，随天文、气象变化的那部分水深，则用潮汐表进行预报。所以，某一水域某时刻的实际水深由两部分组成：一部分是基准面以下的有保证的水深，即海图中所标注的水深，需再加上另一部分基准面以上的受天文、气象影响的那部分水深，即潮汐表中给出的潮高（或潮升）值。下图是地形、水深和基准面关系的示意图（见图1E411022-1、图1E411022-2）。,三、地形图、水深图的应用,有了地形图、水深图，就可以进行工程的规划布置、设计和计算。在应用这些图时，应注意到，由于历史上的各种原因，不同时期不同地区或水域的测图（地形图、水深图、海图或航道图），它们所使用的基准面可能不同，故应对其高程差进行换算。在工程设计图纸中，一般都注明该工程所使用的基准面，该基准面与工程所在地区其他常用或习惯使用的基准面之间的关系。,【,案例1E411022,】,1.背景,某海域理论深度基准面在黄海平均平面以下1.29m，以黄海平均海平面作为基准的大地测量，测得该区域某浅点处海底高程为-6.00m，从当地潮汐表查得某时刻潮高为2.12m，该时刻某公司拖运沉箱恰好通过该浅点处，沉箱吃水5.5m，托运的富裕水深取0.5m。,2.问题,（1）港口工程通航水深计算的基准面应怎样选取？,（2）当地潮汐表查得某时刻潮高的起算面是何基准面？,（3）在背景所述时刻该海域浅点区的实际水深为多少？,（4）某公司在背景所述时刻是否可拖运沉箱通过该浅点区？,3.分析与答案,（1）港口工程通航水深计算的基准面应取该海域的理论深度基准面。,（2）当地潮汐表查得某时刻潮高的起算面是当地的理论深度基准面。,（3）以该海域的理论深度基准面为起算面计算的水深为：,-6.001.29m=-4.71m，该时刻的潮高为2.12m。,则在背景所述时刻该海域浅点区的实际水深为4.71m2.21m=6.83m。,（4）沉箱通过该浅点区需要的最小水深为：5.50.5=6.0m6.83m（实际水深）,所以该公司在背景所述时刻拖运沉箱通过该浅点区是可行的。,1E411030 港口水域的组成及其功能,广义上讲，港口水域是指在港界范围内所包含的全部水域面积，在此范围内所有船舶的航行、系泊和作业，都要遵守港口管理和监督部门的规章病听从其指挥。港口水域是经中央和地方主管部门划定的法定区域，它既要保证船舶航行作业的需要，又要保障港口合理的发展。,1E411031 掌握港外水域的组成及其功能,港外水域是指港界至港口口门区域范围内的水域，但往往也包括港界外的引航和检疫锚地。对于有天然掩护的港口，可以港池喇叭口为界划分港内、外水域。对于河口港可以河口为界来划分水域范围。,港外水域通常包括进出港航道和港外锚地两个重要组成部分，有时也布设一些专用码头或水深较大的泊位。,一、进出港航道,进出港航道是供船舶进出港的通道。航道的布置应便于船舶进出港航行、便于维护保持一定的水深、视觉导标通视条件良好，同时还要考虑到港口发展和航道拓宽、加深以及延长的可能性。,二、港外锚地,锚地是在水域中的指定区域专供船舶停泊或进行水上装卸作业、避风防台的场所。港外水域锚地的功能是：,1.引航：到港船舶在此停泊，等候引航员在此登船，执行引航任务。,2.检疫：供外轮抵港后进行卫生检疫，海关签证也多在此进行。,3.停泊：到港船船舶在此等候泊位或候潮等待进港。,4.避风：风浪天船舶不能在码头前停靠而出港系泊避风，同时也为过往船舶躲避风浪所用。,5.其他的专业用途：有些港口根据作用需要，专门设置专用锚地，供油轮、危险品船、熏蒸船停泊。,上述不同功能的锚地应依港口的不同情况可以组合集中设置，也可按船舶吨级、不同的掩护要求和功能分别设置。港外锚地多采用单锚系泊的形式，从而适应风、浪和流的变化，并提高系泊船舶自主作业的机动性，为此，占用的水域面积较大。,掌握港内水域的组成及其功能,各港口由于规模、水深、掩护和陆域条件的不同，港内水域的布置形式也是多种多样的。海港港内水域按其功能可以划分为船舶制动水域、船舶回转水域、泊位前停泊和码头前船舶靠、离岸的操作水域、港池与航道的连接水域以及港内装卸锚地等。,一、船舶制动水域,船舶进港时为克服横向风、流的影响，必须保持一定的航速以维持舵效。当船舶以一定的速度进港后，为了停靠泊位或转向，必须降低船速乃至停船静止，这个过程是船舶的制动过程，这段过程所需要的水域为制动水域。港内最小的制动水域是指船舶进港后采用全速倒车克服船舶前进惯性时所需的水域长度，其宽度要满足船舶制动过程中随舵效减弱，横向风影响加大和螺旋桨侧压力所引起的船舶横向漂移的距离。,二、船舶回旋水域,船舶回旋水域是指船舶转头出港或回旋转向所需的水域。对于少数具有天然水深水域开阔的港口，船舶可自航调头，但大多数的人工港都是借拖轮协助转头的。船舶回旋水域以数倍船长为直径的一个圆形水域来表示。,三、泊位前停泊和船舶靠离岸的操作水域,1.泊位前停泊水域：船舶停靠在码头前沿所需要的水域。其深度应保证在设计低水位、船舶满载时能安全停靠，并备有要求的各项富裕水深。其宽度一般为2倍设计船宽。但对回淤严重、有浮泥运动的港口，泊位前停泊水域的宽度要适当加大，以利维护挖泥。,2.船舶靠离岸的操作水域：为保证船舶靠离码头时安全作业所需要的水域。其水深应保证在乘潮时船舶能安全靠离码头，并备有要求的各项富裕水深。其宽度不小于1.5倍的设计船长。,四、港池与航道的连接水域,是指顺岸码头和突堤码头港池与航道连接段的水域。其功能是保证船舶安全地进出港池。,五、港内装卸锚地,某些港口利用港池内的空闲水域设置的装卸锚地，其目的是为了提高港口的吞吐能力或调节泊位的不足。,