海港工程
正文
簡況 現代世界海運航線網和眾多港口形成於19世紀後半期，但最初的航海和築港在公元前約1000年即已開始。當時地中海沿岸的腓尼基、迦太基、埃及、希臘、羅馬等曾擁有相當大的海上船隊。腓尼基曾在其商業中心建立了古代的海上碇泊區，採用砌石堤防護；迦太基有石頭建造的海船碼頭。中國公元前306～前220年建成了碣石（秦皇島附近）、轉附（芝罘附近）、琅玡（青島以南）等海港；會稽（今寧波）、泉州、番禺等海港則分別建於漢、唐以後。近代中國建港開展較遲，但後來發展較快，至20世紀80年代初已有 100多個大小港口，年吞吐量達2億多噸。海港類型及布置 海港主要承擔海上運輸和內陸運輸的轉載，貨物和旅客的集散，可分為海岸港和河口港。海岸港位於海濱或海灣內,為海上運輸服務,如中國大連港、美國紐約港。河口港位於河口段內，既為海運服務，又為河運服務,是海-河聯運的樞紐，如中國上海港、荷蘭鹿特丹港。海港按用途不同又可分為商港、軍港、漁港、工業港和避風港等。用途不同，建港的要求也有所不同。如商港對水深和港內水域平穩的要求較高；軍港要有良好的掩蔽和幾個口門；漁港需要足夠的水域和較好的天然掩護，港內水面較平穩，並儘量靠近漁場；工業港須靠近大型工礦企業；避風港應儘量利用具有天然掩護的水域。港口範圍包括水域和陸域（圖1）。港口水域供船舶航行、迴轉、錨泊和水上過駁等，要求具備適當的面積和水深，且水面穩靜，水流平緩。水域包括進港航道、港口口門、港池、迴旋池、泊池等。各部分的控制水深稱為港口水深，是港口的重要標誌之一，它表明港口條件和可接納最大船舶的基本界限。港口各處水深根據使用要求、水工建築物造價及維持費用分別考慮，不完全一致。有潮港進港航道的開挖量較大時，可考慮船舶乘潮入港。總之，港口水深應保證在設計低水位時，來港的最大船舶龍骨與港底有必要的安全距離。 港址選擇 港址的選擇是根據港口吞吐量和主要運輸船型,進港航道、港口水域和陸域的條件,公路、鐵路、水路等集疏運條件和築港材料來源等；查明潮汐、波浪、水流、泥沙、氣象、地質地貌等環境因素的特徵；並結合當地經濟地理環境的具體條件進行分析、論證、比較後加以確定。
在沿海選擇港址，必須研究海岸岸灘演變和河口河床演變的規律，及其對建港可能產生的影響。根據岩質、沙質、淤泥質海岸和入海河口的不同特點，採取不同的工程設施。岩質海岸大多岸線曲折，岸坡陡、水深大、泥沙少、地基好,易建成天然良港。但基岩可能較高,陸域開挖的石方量過大，會提高建港造價。沙質海岸岸線較平直，岸坡較緩，常需建造防波堤形成人工掩蔽水域，減少泥沙淤積。淤泥質海岸岸線平直，岸坡平坦，深水離岸很遠，地基條件差，所需防波堤的工程量大，港口建成後回淤嚴重，在此選址必須慎重。河口內建港，掩蔽條件好，但常常遇到河口攔門沙，航道水深不足，影響航行，需要採取相應的工程設施才能改善。
海港水工建築物 主要包括防波堤、碼頭、修造船建築物。
防波堤 位於港口水域外圍,用以抵禦波浪侵襲,保證港內具有平穩的水面。堤頭處為港口口門，其寬度應滿足船舶出入航行的要求，有的防波堤也兼防泥沙、浮冰入侵，內側有時也兼做碼頭。
碼頭建築物 供船舶停靠、裝卸貨物和上下旅客用的水工建築物。按碼頭平面輪廓可分成順岸式、突堤式和墩式。海港中廣泛採用直立式碼頭,前緣臨深水,便於船舶停靠和進行裝卸作業。直立式碼頭又有重力式、板樁、高樁等多種結構形式。①重力式碼頭，以碼頭本身重量來保持穩定的一種碼頭型式。主要由上部結構、牆身、基床及牆後回填等部分組成。按其牆身結構，有方塊砌築、混凝土整體澆築、沉箱式和扶壁式等形式，其結構特點是整體性強和堅固耐久，適用於地基穩固、砂石料充足的地區。②板樁碼頭，由板樁、帽梁、導梁、錨桿和錨碇結構物等構築而成，依靠板樁入土部分的土壓力和上部錨碇結構的拉力維持其整體穩定性。通常採用鋼筋混凝土板樁或鋼板樁，結構簡單，施工速度較快，除特別堅硬和過於軟弱的地基外，一般地基都能適應。③高樁碼頭，由基樁和樁台組成，通過樁台將作用於碼頭上的荷載分配給下部基樁並傳到地基中去，以維持碼頭的穩定。一般說來，高樁碼頭預製裝配的程度高，結構自重輕，適用於較軟弱的地基。
修造船建築物 供船舶上下水和船體露出水面進行修造用的建築物，也稱船廠水工建築物。按移船的工作方式，建築物有滑道船台、乾船塢、浮船塢等型式。①船台是專供修造船用的場地，設有供船舶上下水的滑道。修船時,用移船車架沿滑道曳船上岸,再用船台小車將船移入船台。修好後則按相反操作程式將船沿滑道送回水中。按船舶移動方向可分為縱向滑道(圖2)和橫向滑道。②乾船塢是塢底低於水面的“水池”式建築物，塢壁三面封閉，臨水一面為塢首，設有可開啟的塢門（圖3）。船塢還配備起重機械、灌排水系統、拖曳系纖裝置等。修船時，將塢門打開，待塢內外水位平齊後引船入塢，再關門把塢內水抽乾，船舶即可坐落塢墩進行檢修。修好後按相反操作程式引船出塢。③浮船塢亦稱浮塢，是由側牆及塢底板構成的一種特殊槽形船體，有鋼結構和鋼筋混凝土結構兩類。檢修船舶時，將浮塢艙內灌水，使塢沉到所需深度，把待修船舶拖入，然後排去艙內水，塢即連船一同浮起，並使船底露出水面。浮塢常系泊在船廠附近，也可用拖船拖到需要修船的地方。 由於船舶日趨大型化，先進的巨型油輪、礦石船等抗禦風浪的能力強，所要求的泊穩條件較低，無掩護的深水碼頭得到很快的發展,如棧橋式碼頭,島式碼頭及單點系泊等。棧橋式碼頭以狹長的棧橋與岸相連，棧橋上敷設油管或皮帶式輸送機，用以輸送石油或礦石。島式碼頭由獨立的靠船墩、系纜墩和裝卸平台組成。單點系泊是將船首纜繫於浮筒或固定塔架上一點的船舶系泊方式。浮筒或固定塔架設定在離岸較遠的深水海面上，通過海底輸油管道裝卸油輪。
參考書目
天津大學主編：《港口工程》，人民交通出版社，北京，1978。
