【摘要】海外孤岛工程施工条件差，工程受波浪影响大，本文以洞头南北爿山省级海洋特别保护区鸟类观测平台工程为例，对工程水工结构方案进行对比，为海岛工程设计提供参考和借鉴。
【关键词】观测平台；海岛工程；方案探讨
一、项目背景
温州洞头南北爿山海洋特别保护区于2011年2月获得浙江省人民政府批准（浙政函[2011]78号）同意建立，保护区因鸟类资源丰富而著称。南北爿山省级海洋特别保护区位于洞头区鹿西岛东北部，由北爿山岛、南爿山岛、双爿门礁、隔礁和两个无名礁及其周边海域组成，总面积8.98平方公里，岛礁岸线总长2.95千米。南北爿山俗称南北鸟岛，由于气候条件适宜，并有充足海鲜食料等，给一些鸟类的栖息、生存、繁殖提供了良好的自然环境，因此长年有群鸟寄居翱翔，繁衍生殖，有黄嘴白鹭、黑尾鸥等迁徙鸟类，是浙江沿海重要的鸟类栖息、繁衍和迁徙地之一，具有较高的保护价值。
为加强对鸟类保护区的管理，强化监督执法，提升监测能力，洞头区海洋与渔业局拟在鸟岛附近建设一座鸟类观测平台。
二、工程规模
本工程新建鸟类观测平台一座，平台尺寸30m×12.5m，供工作船靠泊及工作人员科学观测使用，泊位等级为100吨级。
三、建设条件
1、地理位置
拟建工程位于洞头县鹿西岛东北侧，距离鹿西岛东臼村约3km，地理坐标为北纬28°0′20″，东经121°15′42″。
2、设计水位（85国家高程，下同）
3、波浪
4、工程地质
地基土在勘察深度范围内可划分1层，即⑩3中风化凝灰岩。
四、工程建设制约因素分析
（1）本工程为海外孤岛，只能通过水路与外界联系；工程附近没有场地可作为临时施工场地，只能通过水上搭设临时平台作为施工场地；工程附近没有水、电接口，施工单位只能通过自备发电机发电，施工用水需要通过船舶运输至施工场地。
（2）工程邻近岛礁，岩面顶部无覆盖层，岩面较陡，嵌岩桩桩施工难度大。
（3）工程处于开敞海域，施工时间受潮差、波浪影响较大，施工作业时间较难保障。
五、工程设计方案
1、总平面布置
本工程位于南爿山屿正北方约50m，隔礁西侧，观测平台前沿朝南片山屿方向布置，与南爿山屿基本平行，与等深线接近垂直，平台方位角80°～260°，前沿水深7～9m。观测平台长度为30m，宽度12.5m，观测平台前沿设置阶梯走道方便人员在各种水位上下。
2、水工结构方案
根据本工程波浪资料，50年一遇设计波高最大为4.90m，考虑到波浪较大，观测平台结构考虑两个方案，方案一采用高桩墩式结构，方案二采用半重力式结构。
（1）结构方案一：桩墩式结构
本方案考虑采用高桩墩式结构，桩基采用Φ1200mm的嵌岩灌注桩，桩嵌入岩基3.6m以上，共布置18根桩，横向间距4.25m，纵向间距5.2m。前沿2排桩上设置桩帽，其上设立柱与墩台连接，桩帽间通过横撑与纵撑连接。后沿一排桩直接与墩台连接。为方便船舶靠泊，前沿设置靠船构件，靠船构件顶部与墩台连接，侧面与桩帽连接，外侧布置300H拱型橡胶护舷。平台前沿设置150kN系船柱。
墩台顶面高程6.00m，厚度2.5m。樁帽长、宽均为2.2m，高度为1.5m。立柱直径为1.2m。纵、横撑宽度均为0.6m，高度均为0.8m。
观测平台前沿专设人行踏步台阶。在船舶靠泊时，人员通过人行踏步台阶上下平台。
（2）结构方案二：半重力式结构
本方案采用半重力式结构，观测平台排架间距为5.2m，每榀排架采用3根Φ1200mm的嵌岩灌注桩，桩嵌入岩基3.6m以上，在低水位上现浇横梁，横梁上搁置预制的T型纵梁，在由横梁和纵梁构成的平面上现浇毛石砼，其上现浇砼面层和磨耗层。观测平台前沿设置靠船构件，外侧布置300H拱型橡胶护舷。平台前沿设置150kN系船柱。
平台下横梁宽1.8m，高度1.3m，上横梁宽1m，高1.5m；T型纵梁高度1.5m，宽度1.5m和2m；毛石砼厚度3.33m；面层采用0.15m现浇砼，磨耗层厚度0.02m～0.05m。
为方便人员上下，观测平台前沿专设人行踏步台阶。在船舶靠泊时，人员通过人行踏步台阶上下平台。
（3）结构方案比选
本工程观测平台水工结构两个方案中，结构方案一、结构方案二的主要区别在于桩基上部结构不同。
结构方案一为高桩墩式结构，该方案结构自重较小，整体性好，抗波浪能力较好，承受波浪水流力较小，且回浪较小，有利于船舶靠泊；该方案混凝土现浇方量较大。
结构方案二为半重力式结构，该方案结构自重较大，抗波浪能力较好，但透空性较差，承受波浪水流力较大；预制方量较多，施工较为便利，施工进度较快。
两个方案在技术上均具有整体性好、施工经验丰富、施工技术成熟等优点，都能满足使用要求，鉴于结构方案一对水流影响较小，回浪较小，有利于船舶靠泊且工程造价较低，推荐采用结构方案一。
六、结语
外海工程受波浪影响较大，本工程位置50年一遇设计波高最大为4.90m，常规高桩梁板码头结构难以满足设计要求，本文提出的两个结构方案可较好的适应波浪较大、持力层埋深较浅的海岛工程，可为同类海岛工程设计提供参考和借鉴。
参考文献：
[1]JTS165-2013海港总体设计规范[S].
[2]JTS145-2015港口与航道水文规范[S].
[3]JTS151-2011水运工程混凝土结构设计规范[S].
作者简介：宣立锋（1981-）男，浙江华洋工程咨询有限公司，从事港航工程设计和研究工作；夏田金（1993-）男，浙江华洋工程咨询有限公司，从事港航工程设计和研究工作。