印尼CILACAP电厂扩建项目：防波堤与护岸新型消浪技术应用

1）工程概述

印度尼西亚CILACAP（S2P）电厂扩建工程项目位于印度尼西亚爪哇岛中部南海岸、芝拉扎（CILACAP）市区东北部，南面毗邻印度洋，位置如图3-22所示。电厂现有装机2台300 MW燃煤机组，已于2006年运营至今，该电厂立足于现有条件进行扩建，在二期增建1台660 MW超临界燃煤机组。该工程将配套独立取水口，位于一期工程港池内，排水口设置在一期排水口的东侧，其灰场设在电厂的北部。工程建设内容还包括隔热堤、港区防波堤及码头等工程设施。CILACAP（S2P）电厂一期工程港区现状如图3-23所示。电站扩建项目外侧防波堤工程采用双联块体，工程平面布置如图3-24所示，防波堤堤头段和堤身段护面块体质量分别设计为18 000 kg和15 000 kg，设计断面分别如图3-25和图3-26所示。

图3-22　CILACAP（S2P）电厂工程位置示意图

图3-23　CILACAP（S2P）电厂一、二期工程港区现状

图3-24　CILACAP（S2P）电厂二期电站工程平面布置图

图3-25　防波堤堤头断面（单位：m）

图3-2 6防波堤堤身断面（单位：m）

2）自然条件

（1）风况。印度尼西亚当地的风一般随季节性变化明显，雨季的风向主要为偏西向和北向，旱季则相反。根据CILACAP测站1988—2006年每日逐时风速观测资料统计工程区近岸风速结果，有风天占75.75%，无风天占21.89%，无记录占2.36%。统计结果表明，本地区常风向为东南向，出现频率为18.25%，次常风向为东向，出现频率为13.51%，平均全年风速＞20 kn（约10.3 m／s）的风出现的频率为0.039%，最大风速为33 kn（约17.0 m／s）。分频分级统计见表3-11。

表3-11　工程区风速分频分级结果

（2）波浪特征。据当地渔民描述和印度尼西亚国家气象站波浪预报资料可知，雨季波浪较小，旱季7、8月份为大浪期，最大波高可达4～5 m。2010年1月现场踏勘期间，波况恶劣，如图3-27所示，平均波高可达3～4 m，近岸破波带显著且宽广，该波况为本区常见情况，反映了本区波浪动力较强的特征。

图3-27　波浪状况

根据荷兰KNMI网站波浪预报资料，分析工程区外海（距工程约50 k m）的波浪条件，工程外海常浪向为南西南向，波浪主要集中在南～西南向之间，外海波浪在向近岸传播过程中，由于水深变化较大，折射作用明显，尤其在近岸浅水区折射作用更为显著。同时，根据该网站预报结果分析，统计波高平均值为2.72 m，周期平均值为13.64 s。另外，2009年12月—2010年11月，在工程海区（-20 m等深线处，测点坐标为7°43′35.23″S，109°8′10.47″E）设立波浪观测站，对该观测站历时一年的实测资料进行统计，并折算到工程区-15 m水深处，得到-15 m水深处波浪分频分级结果，见表3-12。

表3-12　-15 m水深处实测波浪分频分级结果

3）块体应用情况(www.xing528.com)

（1）开展相关研究。

针对工程外侧防波堤堤头、堤身的设计断面分别开展波浪断面模型试验研究，主要研究内容包括：在波浪作用下的护面块体稳定性、堤顶越浪和越浪在港内侧形成堤后次生波的波高，以及长周期浪透过防波堤在港内产生的波对泊稳的影响，同时测量此时防波堤的透射系数。

根据试验场地、现有块体质量及试验要求，断面试验采用的几何比尺为34.5、时间比尺为5.87、力比尺为41 064。模型中的15 000 kg、18 000 kg双联块体采用原子灰、铁粉进行配制制作，质量偏差与几何尺寸误差均满足试验规程的要求，制作完成的块体如图3-28所示。

图3-28　模型中的双联块体

①防波堤堤头断面试验。堤头设计断面水槽内的摆放情况如图3-44所示。在波浪作用下，护面块体均能保持稳定，但由于大量波浪越堤，产生的越堤流对后方0.1 m高程平台产生冲刷，最后导致块体失稳。通过去掉、降低平台高程等一系列的调整优化后，设计断面稳定，试验结果见表3-13。波浪越堤试验现象如图3-29所示。

图3-29　水槽内设计断面模型摆放情况

表3-13　防波堤堤头断面稳定性试验结果

图3-30　波浪越堤现象

②防波堤堤身断面。堤身设计断面水槽内摆放情况如图3-31所示。在波浪作用下，断面各部分均能保持稳定，试验结果见表3-14，试验现象如图3-32所示。

图3-31　堤身断面水槽内摆放情况

表3-14　防波堤堤身稳定性试验结果

图3-32　波浪越过堤顶现象

（2）工程现场施工。

①双联块体现场制作。首先根据设计提供的双联块体尺寸图纸制作块体。首先将钢板模具固定在框架上保持稳定，接着灌浆振捣密实、养护，最后等待混凝土凝固后拆模，块体制作完成。双联块体制作的部分过程如图3-33和图3-34所示。

②护面块体现场安装。护面块体采用平板汽车运输和大型吊机安装，遵循由远至近、从水下到水上、梅花布点的施工方法，做到不多放、不漏放，所有块体与块体之间紧密相扣，块体与坡面紧密相连，具体如图3-35所示。