海上大型人工岛设计关键技术研究_张志明

2011 年 9 月

第 9 期 总第 458期

水运工程

Port & Waterway Engineering

Sep. 2011

No. 9 Serial No. 458

海洋面积约占地球面积的71％，随着陆地资

源的紧张和人类科技的进步，人们逐步把目光投向海洋，开发利用海洋资源成为未来发展的必由之路。在沿海地区特别是沿海发达地区，土地、岸线资源日益紧张，一些影响国计民生的重大建设项目已经无地可用，适合港口建设的优良岸线也所剩不多，为了寻找新的岸线和土地资源，近年来填海造地呈现加快的趋势，同时为避免沿岸围垦所造成的生态影响，海岛资源的开发以及人工岛的建设越来越受到认可和重视。人工岛的好处在于周边空间开阔、受到干扰小、拓展空间广阔、可创造深水岸

线、对生态影响相对较小，目前采用人工岛形式建设的项目包括海上油气平台、海上机场、深水港口、海上城市、工业岛等。海上人工岛的建设起步较晚，同时由于人类对海洋认识的局限性，使得海上人工岛建设还面临较多的问题，在功能与规模确定、设计标准、选址、关键基础资料获取、总体布置与平面形态、陆域形成与基础处理、新型护岸结构、施工组织、生态与环保、监测与监控等方面都还有较大的探索空间。鉴于人工岛建设广阔的前景，对人工岛建设关键技术进行总结、研究是十分必要的。

海上大型人工岛设计关键技术研究

张志明，刘连生，钱立明，蔡艳君

（中交水运规划设计院有限公司，北京 100007）

摘 要：以大连临空产业园填海造地工程为例，深入分析了人工岛建设工程的特点与关键技术，在借鉴国外人工岛建设经验基础上，分析研究了人工岛建设功能与规模、设计标准、人工岛选址、关键基础资料获取、平面形态与总体布置、陆域形成与基础处理、新型护岸结构、施工组织、生态与环保、监测与监控等关键技术，给出了初步研究结论，并提出了需进一步开展研究的技术问题。

关键词：人工岛；设计；关键技术

中图分类号：P 752 文献标志码：A 文章编号：1002-4972(2011)

09-0001-07

收稿日期：2011-08-05

作者简介：张志明（1962—），男，硕士，教授级高工，从事港口工程设计与咨询工作。

On key design technology for large offshore man-made island

ZHANG Zhi-ming, LIU Lian-sheng, QIAN Li-ming, CAI Yan-jun

(CCCC Water Transportation Consultants Co., Ltd., Beijing 100007, China)

Abstract: Taking land reclamation project of airport-industrial park in Dalian as an instance, this paper

deeply analyzes construction characteristics and key technology for offshore man-made islands. On the basis of drawing on foreign experience in man-made island construction, study on the island construction function and scale, design standard, location siting, key basic material acquisition, general plan layout, land formation and foundation treatment, new revetment structure, construction organization, ecological and environmental protection, and

monitoring and control as well as other key technologies. This paper also gives preliminary conclusions and some significant issues for further study.

Key words: man-made island; design; key technology

·综 合·

•2 •水运工程2011 年

1 大连临空产业园填海造地工程概况

大连临空产业园填海造地工程为在海上填筑矩形人工岛，长6 243 m，宽3 500 m，工程区域水域底高程-5.0～-6.0 m，陆域形成面积20.87 km2。

填海造地具体工程包括开山采石及运输、清淤、水上抛石、水下爆夯、陆上推进回填、斜坡护岸、直立护岸、围堰、爆破挤淤、临时围堰等。其中清淤换填区面积5.76 km2，直接回填区面积11.52 km2，清淤纳泥区面积2.84 km2，护岸及子堰面积0.75 km2。水上抛石4 761.7×104m3、陆上推进回填23 616×104m3，清淤6 750.5×104m3，水

下爆夯4 447.7×104m3。

永久护岸长度为19.3 km，其中斜坡式护岸18.6 km，直立式护岸614 m，衔接段87 m；临时围堰长2 045 m；子堰长度1 742 m，配合陆域吹填子堰加高长度7 402 m[1]。

大连临空产业园人工岛为目前国内工程规模最大的人工岛。

2 海上大型人工岛工程的特点与关键技术

2.1 工程的特点

1）建设标准复杂。

不同用途的人工岛有其相应的使用寿命要求，用于海上油气资源勘探的临时人工岛其寿命可短至2 a，用于海上油气生产的人工岛寿命一般从十几年到几十年，而海上机场、城市、跨海交通人工岛寿命一般超过100 a，不同的寿命要求对应了相应的建设标准，而建设标准的确定对项目方案、投资均有重要影响。由于用途各异，每个人工岛的建设一般都有各自的建设标准，人工岛建设标准的确定比较复杂，需要进行专门研究论证。

大连临空产业园填海造地工程人工岛远期用途为海上机场，人工岛的建设标准经过了专题研究论证，最终得以确定。

2）建设条件复杂。

人工岛的建设有更复杂的外部条件，包括地质、波浪、潮流、海冰等，由于有的人工岛远离海岸，基础资料欠缺，现场勘察和波浪潮流测验需面临更复杂恶劣的作业环境，使得人工岛建设在基础资料获取方面比常规项目有更大的难度。3）建设技术复杂。

由于人工岛在建设标准和建设条件方面的复杂性，相同的工程内容往往比常规海岸工程的要求更高、技术更复杂，有时现有的标准规范和技术经验难以直接采用，需根据使用要求，针对关键技术问题进行专门研究，如关西机场人工岛的地基沉降问题、东京湾横贯公路川崎人工岛的岛壁结构等。

4）施工组织复杂。

人工岛的建设缺乏陆地依托，给施工带来较大难度，对于大型人工岛，其施工组织更为复杂，填料来源、护岸结构、地基处理等的组织和实施比常规项目都有更大难度。

5）配套设施复杂。

由于缺乏陆地的支撑，人工岛成为一个独立的系统，需要考虑各种配套设施，水、电供应，污水和生活垃圾处理，以及撤离和逃生系统等都比常规项目复杂。

6）工程量大、投资大。

由于上述建设条件、施工组织的复杂性，导致人工岛建设一般投资较高，因而更深入细致的研究工作相对更加重要，方案的优化、新技术的采用往往意味着较大的投资节省。

2.2 关键技术

1）建设标准的确定。

人工岛的建设标准主要包括使用寿命、防潮防浪标准、沉降标准、抗震标准等。建设标准需根据人工岛功能、使用要求、岛上设施的重要性等综合论证确定。目前针对人工岛的建设标准尚没有明确、统一的规定，人工岛的建设标准与现有海岸工程相关标准相比有一定的特殊性。鉴于建设标准的确定是工程建设的前提，且直接影响建设方案和工程投资，因而建设标准的确定是人工岛建设首先需要解决的重要前提条件。2）选址。

人工岛的选址和其功能密切相关，海上油气勘探开发、跨海交通、海上机场等的选址往往受到主体功能要求的制约，其选址主要依据油气资