巧奪天工:海洋工程與海港15(2 / 2)

(2)沙石人工島。沙石人工島,就是在島的周邊用塊石或者沙袋先築成穩定的堤,然後往堤中心填築沙子。沙石人工島需要大量的沙石料,料源必須充足且方便,但和自然坡人工島相比,還是省材料的。

(3)沉箱人工島。沉箱人工島是在不斷總結沙石人工島的基礎上逐漸演化而來的一種結構形式。沙石人工島都有一周圈的由大塊或沙袋組成的斜坡堤壩,該堤壩必須有滿足穩定要求的坡度。這樣,在整體穩定上,在所用材料上就不如直立式的沉箱人工島好。

3.島陸交通

作為海上“孤堡”的人工島,其生存與開發必須依靠後方大陸基地的支持與供應,人工島與大陸之間的交通運輸聯係是必不可少的條件。資源開發量大的人工島,除了島上需布置相應的儲存設施外,應建立島陸之間的專用輸送通道,必要時還需布置直接對外輸送的設施。常用的島陸交通運輸設施有連橋、隧道、輪渡等。

(1)連橋。人工島與大陸之間的專用跨海橋梁稱為連橋。一般在人工島離陸岸距離較近時采用,按需要可以是公路、鐵路橋,兼顧交通往來和生產輸運,也可以用皮帶運輸機、管道通過橋梁將生產物資向陸岸輸送。連橋的通過能力要根據島陸之間交通要求和島上開發需求確定,連橋的結構設計除按橋梁設計標準外,要特別注意海洋環境的特點,台風暴潮的影響,霧、冰、雪等的影響,還要考慮橋下海上船舶航行要求,應保證具有足夠的橋淨空高度。島上的供水、供電、供氣重要,也需從陸岸通過連橋向島輸送。島上生產物資量很大時,可能需要設專用連橋通道或專用纜車通道以保證安全與效率。

(2)隧道。海洋環境險惡、島陸之間為重要海上航道,不宜架設連橋時,也可采用隧道的方案,在隧道內鋪設公路、鐵路和其他設施。此類海底隧道一般需布置在海底下數十至一百米,防止因海灘或海床衝淤演變影響,海底段是主體,兩端用傾斜引車道分別與島、陸連接,引車道坡度應滿足公路、鐵路要求。隧道近島、陸兩岸處需布置豎井,用於安裝通風、排水、供電等設備。隧道的基建與維護費用高,需同連橋進行技術經濟論證與對比。

(3)輪渡。人工島與陸岸距離較遠時,采用連橋或隧道的投資太大,維護費用也太高,島與陸兩處建設海上輪渡設施,通過船舶來解決交通運輸問題是有效的方案。現在海上輪渡發展迅速,北歐技術先進,客貨兩運,並大量采用滾裝技術,渡輪噸位與尺度增大,運輸效率高。海上輪渡交通不僅用於島陸聯係,還用於長距離海上交通、國內區域和國際城市之間的聯係。生產貨物運輸量大時,還須建設專用碼頭或港口來解決裝卸問題,或采用管道輸送技術來適應開發需求。

在有條件時,人工島需布設直升機專用停機坪,以備島上急救或其他突然事故用,這也是人工島島陸聯係的特殊需求。

20世紀60年代以來,世界上人工島工程發展很快,日本建造的現代化人工島最多,美國、荷蘭等國也很重視發展人工島。1966年開始日本在神戶市以南3千米、水深12米處的海域,用了15年的時間,以8×107立方米土石方填築成一長方形神戶人工島,總麵積達4×106立方米。用神戶市西部兩座山頭建成了一海上城市。人工島平均拋填高度20米左右,臨外海一側護岸長3040米,並修築了1400米長的防波堤,掩護神戶新港,港口陸域麵積2.41×106立方米,新港一堤壩通過300米神戶大橋,3跨拱形結構、寬14米,同陸岸連接,道路直達市區,聯係緊密。人工島上城市設施完備,旅館、商店、住宅、學校、公園、醫院和文化娛樂場所等齊全。1972年開始神戶人工島東西附近海域建造第二個人工島——六甲人工島,總麵積達5.8×106立方米,拋填土石方達1.2×108立方米。還是采用移山填海的方法,從近處六甲山挖掘土石,用高架輸送帶,運到海邊棧橋上,再裝上船舶到海上拋填。1975年開始在長崎和佐世保之間的海灣內,填築新大村飛機場,即長崎機場。離海岸1.5千米處有小島——箕島,用爆破方法炸平南、北兩島,在向陸一側水深12~15米的海域中和箕島東側拋填土石,建成——人工島,長3200米、寬430米,環島護岸工程總長達5868米,西側海岸可利用部分島岩壁防護,護岸采用塊石斜坡和人工異形塊體護麵的結構型式。機場跑道長3000米。人工島與陸岸之間建一連橋作為交通聯係。