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潮汐对工程施工的影响

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地球上的海水,受月球和太阳作用所产生的一种规律性升、降运动,称之为潮汐。潮汐对工程施工过程中也有一定的影响,也是工程人应该掌握的理论知识。

一、潮汐类型

1.半日潮周期为半个太阴日(每个太阴日为24h,50min)的潮汐叫半日潮。半日潮的特征:两次高潮(或低潮)的潮高相差不大,两次相邻的潮差几乎相等,两次相邻高潮(或低潮)之间的时间间隔也几乎相等,都是12h,25min左右。我国的大多数港口都属于半日潮港,例如,厦门港、青岛港、天津港等。

2.日潮

周期为一个太阴日的潮汐叫日潮。日潮港湾在半个月中有多数天数在一个太阴日中只有一次高潮和低潮,其余天数为不正规半日潮混合潮,如北海港、八所港。

3.混合潮

混合潮又可分为两种类型:

(1)不正规半日潮混合潮,其实质是不正规半日潮,在一个太阴日中也是两次高潮和两次低潮,但两次相邻的高潮或低潮的潮高不相等。不正规半日潮混合潮港,如香港。

(2)不正规日潮混合潮,这类潮汐特征是:在半个月中出现日潮天数不到一半,其余的天数为不正规半日潮混合潮。我国不正规日潮混合潮港,如榆林港。



二、潮汐对施工的影响

在海上或者近海施工中,应正确掌握施工地点潮汐的运动规律,应根据高低潮位的水深、涨潮和落潮的历时以及潮流的流向、流速合理选择施工设备,安排施工流程和工艺。例如,在水深不足的条件下,防波堤堤头大型沉箱的浮运和安装,可以考虑在波浪允许的条件下,利用潮汐表预报的高潮潮位水深和历时拖运沉箱至安放地点,就位进行安放,并经过1-2个低潮后复测定位,填充填料保证沉箱的稳定。

在斜坡堤堤身抛石施工时要考虑水深和抛石船的吃水条件,充分利用平潮历时或潮流流速较小时进行,应将抛石船驻位于相对堤身潮流的上游进行抛石,以减少抛石的流失。

潮汐对海上钻孔灌注桩施工中施工平台的搭设、护筒的打设、成孔工艺、混凝土的灌注都有很大的影响。潮水的升降、往复流向和大小流速对施工平台的稳定性有很大影响,平台的搭设加固和锚碇必须予以重视;护简打设顶标高的确定、筒底的埋深必须考虑到施工期高、低潮位的影响和潮流冲刷筒底泥面的可能性(护筒顶标高一般要高出最高潮位1.5-2.0m),以免出现高潮时海水内灌、内渗,低潮时筒内泥浆外泄的问题。施工中应随时观测筒外的海底泥面变化,一旦发生冲刷,要采取应对的措施,如采取抛填砂袋或碎石等措施。

某些标高较低淹没在水下结构的非水密模板混凝土现场浇筑,除要选择低潮施工外,还要保证有足够的混凝土供应强度和施工能力,保证混凝土始终在潮水位以上振捣,且底层混凝土在初凝前不被水淹没。

由于历史的原因,在海上或者近海工程中形成了一些地方的标高和水深计量标准,如天津附近的大沽零点、上海一带的吴淞零点等,它们与现行国家规定的统一的理论深度基准面都不相一致,施工中必须弄清楚各不同图纸中所标各种标高和水深起算面之间的相互关系,并应事先将其换算为统一起算面对应的值。

在河道或者水利疏浚和吹填工程中,要考虑潮汐对施工的影响,在高潮时挖浅层,有时挖泥船可能因挖深不够而要候潮;低潮时挖深层,有时又因会使挖泥船搁浅而不得不候潮。在吹填工程中,要考虑潮汐对围堰泄水口泄水能力的影响。

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