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嶺澳核電站海域工程防波堤設(shè)計
嶺澳核電站(二核)海域工程位于南海北部大亞灣的西南部,在大亞灣核電站(一核)的東側(cè), 兩者相距約1公里。?海域工程是保障核電廠安全運(yùn)行的重要組成部分之一。它主要由核電廠的循環(huán)冷卻水和核安 全用水的取排水設(shè)施及海工防護(hù)建筑物所構(gòu)成。設(shè)計內(nèi)容包括防波堤、護(hù)岸、排水渠防滲隔 熱設(shè)施和取排水交叉構(gòu)筑物等。?防波堤主要用于保護(hù)廠區(qū)和取排水構(gòu)筑物免受波浪的襲擊,保護(hù)泵房取水不受波浪的影響; 排水渠和取排水交叉構(gòu)筑物主要用于把撘緩藬排放的熱水與摱?藬泵房抽取的海水分開 ,防止形成冷熱水短路。?該工程于1996年4月完成初步設(shè)計,目前廠區(qū)陸域回填、排水渠護(hù)岸和防波堤主體工程施工 正在進(jìn)行,海域工程總工期約6年,其中防波堤約為2年。?
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定?
由于核電廠和常規(guī)的火電廠不同,它對安全性的要求非常高,因此,核電廠海工建筑物的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)與常規(guī)的港工建筑物不同。下面就其設(shè)計水位、設(shè)計波浪、防波堤越浪量和抗震 等標(biāo)準(zhǔn)的確定進(jìn)行分析和闡述。?
設(shè)計波浪標(biāo)準(zhǔn)?
2?1?1 設(shè)計波浪的重現(xiàn)期?
(1)我國《港口工程技術(shù)規(guī)范》(1987)中規(guī)定,對一般港工建筑物規(guī)定為五十年一遇;?
(2)國外海工建筑物的標(biāo)準(zhǔn)一般為五十年至一百年一遇;?
(3)本工程對海域工程防波堤設(shè)計波浪重現(xiàn)期的標(biāo)準(zhǔn)確定為一百年一遇。根據(jù)波浪統(tǒng)計分析 結(jié)果,百年一遇與五十年一遇波高的比值約為1?1。?
2?1?2 設(shè)計波浪的累積頻率?
(1)我國《海港水文》規(guī)范中,對斜坡式防波堤規(guī)定采用有效波H??13%?(即H?1/?3 );對直立式防波堤和斜坡堤胸墻規(guī)定為H??1%?;?
(2)國外有關(guān)規(guī)范如英國《海工建筑物》(BS6349-7),對斜坡堤設(shè)計波浪的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 為H??4%?(即H??1/10?);?
(3)《濱海核電廠廠址設(shè)計基準(zhǔn)洪水的確定》(HAF0111)中,設(shè)計波浪的標(biāo)準(zhǔn)對一般安全物項按如下規(guī)定:剛性構(gòu)筑物為H??1/100 ?(即H??0?4%?);半剛性構(gòu)筑物為H??1/100?~H??1/3?;柔性構(gòu)筑物為H ??13%?。但對核 安全重要物項則規(guī)定設(shè)計波浪的標(biāo)準(zhǔn)均為H??1/100?;?
(4)本工程防波堤設(shè)計波浪的累積頻率確定為:對斜坡式防波堤取H??4%;?對直立式防 波 堤(含斜坡堤胸墻)取H??1%?。另外按HAF0111的標(biāo)準(zhǔn),用H??1/100?的波浪, 復(fù)核防波堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以保障防波堤的基本防護(hù)功能。?
2?1?3 施工期設(shè)計波浪的標(biāo)準(zhǔn)?
由于本海域工程地處臺風(fēng)多發(fā)區(qū),因此設(shè)計中規(guī)定在施工期,對斜坡式防波堤其設(shè)計波浪的 重現(xiàn)期可按五年一遇,H??13%?;直立堤可按十年一遇,H??1%?。用以復(fù)核施工 期防波堤斷面的穩(wěn)定性和控制施工速率及采取必要的防臺措施。?
設(shè)計水位標(biāo)準(zhǔn)?
2?2?1 有關(guān)的規(guī)定?
(1)我國《海港水文》規(guī)范中規(guī)定,設(shè)計高、低水位可分別采用歷時累積頻率的1%和歷時累 積頻率的98%的潮位;校核高、低水位分別采用重現(xiàn)期為五十年一遇的高、低潮位。?
(2)英國《海工建筑物》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,大浪與高潮的出現(xiàn)是相關(guān)聯(lián)的。應(yīng)考慮同一重現(xiàn)期的 波浪與高潮同時發(fā)生的不利情況。?
(3)HAF0111標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,對開敞式海岸要考慮可能發(fā)生的最大風(fēng)暴潮與可能最大洪水同時發(fā) 生的低超越概率的高潮相結(jié)合等不利情況。?
2?2?2 本工程設(shè)計水位的確定?
本工程設(shè)計水位的確定綜合考慮了上述各種可能發(fā)生的不利情況,水位以撝榻??濟(jì)鏀 為準(zhǔn)。?設(shè)計基準(zhǔn)洪水位(DBF):6?35m(為可能最大風(fēng)暴潮PMSS5?30m加10%超越概率高潮位1?05m) 。?
設(shè)計高水位:2?89m(為百年一遇高潮位)?
設(shè)計低水位:-2?18m(為百年一遇低潮位)?
校核高水位:3?70m(為百年一遇增水加天文最高潮位)?
計算高水位:0?87m(歷時1%)?
計算低水位:-1?16m(歷時98%)?
平均海平面:-0?20m?
越浪量標(biāo)準(zhǔn)?
由于防波堤背后為排水渠,堤后210m為廠區(qū)護(hù)岸。其堤頂允許越浪量的標(biāo)準(zhǔn),參考日本合 田良實提出的越浪破壞極限值,如表1:?
類別 護(hù)面設(shè)施越浪流量 米?3/米•秒
海堤堤頂、里坡無護(hù)面設(shè)施?堤頂有護(hù)面層、里坡無護(hù)面層?外堤、堤頂內(nèi)坡均有護(hù) 面0?005以下?護(hù)岸堤頂無護(hù)面?堤頂有護(hù)面0?05?0?2由于防波堤距離護(hù)岸較遠(yuǎn),因此本設(shè)計確定,在設(shè)計高水位及相應(yīng)百年一遇波浪作用下,防 波堤頂部的允許越浪量不大于0?2米?3/米•秒,此時還要求堤頂越浪在排水渠內(nèi)產(chǎn)生的 再生波高H??13%?≤1?0m。對在校核情況下堤頂越浪的要求適當(dāng)放寬,即不允許有成 層水體越過堤頂,但出現(xiàn)這種情況的概率是極小的。?對進(jìn)水渠處的防波堤段,其頂部允許越浪和產(chǎn)生再生波的允許值,以保證泵房前池取水流態(tài) 正常和水面波動平穩(wěn)性為標(biāo)準(zhǔn),波高限定在H??13%?≤0?3m。?
抗震標(biāo)準(zhǔn)?
由于防波堤的破壞不僅危及廠區(qū)堤岸的安全,同時也對循環(huán)冷卻水和溫排水造成一定的 干擾。因此,將防波堤定為核安全相關(guān)的構(gòu)筑物。參照HAF0102的有關(guān)規(guī)定,屬Ⅱ類抗震物 項,按SL-1級地面運(yùn)動進(jìn)行設(shè)計,SL-2級地面運(yùn)動進(jìn)行校核。?
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