9.1 Плановое начертание оградительных сооружений

Оградительные сооружения являются наиболее дорогостоящими сооружениями при строительстве морского порта, причем стоимость их резко возрастает с увеличением глубины акватории, размещения их на открытых побережьях с неблагоприятными гидрометеорологическими условиями, необходимостью эффективной защиты от волнения и других факторов. Это связано с появлением новых технологий перевозок грузов, созданием промышленно – портовых комплексов, приближением портов к пунктам производства потенциальных грузов, нуждающихся в перевозках морским транспортом, и к пунктам потребления грузов. Несмотря на факторы, оградительные сооружения стараются строить с наименьшими затратами материальных и финансовых ресурсов.

При разработке планового начертания оградительных сооружений необходимо учитывать: естественные условия (режим волнения, ветра, приливов, топографию, грунтовые условия дна акватории и др.), заданный уровень волнения на ограждаемой акватории; маневренность расчетных судов, степень обмена воды в акватории в условиях ее ограждения, стоимость строительства и эксплуатационные расходы, планы перспективного развития порта. При возможности стремятся расположить порты прежде всего в местах, максимально защищенных от волнения (бухта, залив, лиман и т.д.), дающих возможность или вообще исключить возведение оградительных сооружений или свести к минимуму их длину и стоимость. Поэтому, оградительные сооружения стараются возводить с использованием рифов, банок, отмелей и т.д. В то же время, головы оградительных сооружений рекомендуется выносить на естественные глубины, соответствующей объявленной глубине порта, чтобы не делать подходной канал.

Основные требования, которые необходимо учитывать при возведении оградительных сооружений:

• достаточность плановых размеров портовой акватории для размещения необходимого количества причалов с достаточно удобными подходами;

• надежная защищенность акватории порта и ее входов от волнения, течений, заносимости и плавающего льда;

• плавное криволинейное или слабо искривленное ломаное начертание в плане, не допускающее появления местных вихорных зон с усиленными донными течениями, угрожающими размывом грунта основания;

• минимальность вредных последствий для смежных с портом берегов, связанных с нарушением естественного режима наносов, при котором на одних участках побережья происходит их отложение, на других – размыв берега;

• оптимальность трассировки с учетом глубин и геологических условий в районе грунтовых строительства. Следует учитывать, что значительное по длине сооружение, возведенное на плотных грунтах, может иметь меньшую стоимость, чем короткое сооружение на слабых грунтах.

Сооружение на меньших глубинах может испытывать большее силовое воздействие прибрежных волн, чем на больших глубинах, что потребует усиления его профиля и удорожания; как мы уже говорили – наличие естественных препятствий, защищающих акваторию порта (островов, отмелей, излучин берега, мысов и т.п.) позволяет сократить длину оградительных сооружений.

Внешние оградительные сооружения, ограждающие акваторию подразделяют на:

• Молы – сооружения соединенные с берегом;

• Волноломы – сооружения, не имеющие соединения с берегом.

Оградительные сооружения могут иметь различную форму в плане: прямолинейную, криволинейную или ломаную. При этом вогнутые или изогнутости или изломы оградительных сооружений, направленные в сторону открытой воды не допускаются, т.к. в местах, входящих углов возникает неблагоприятный волновой режим со значительным увеличением нагрузки по сравнению с нормальным воздействием волн на прямолинейных участках.

В зависимости от местных естественных условий, технико–экономических и технологических требований состав и расположение в плане оградительных сооружений могут быть разных вариантов. Отсутствуют, какие – либо четкие рекомендации по их компоновке. Обычно решение принимают на основе лабораторных исследований крупномасштабных моделей портов. Наиболее часто встречаются следующие решения планового расположения оградительных сооружений:

одиночные молы, парные молы (параллельные или сходящиеся); волноломы, расположенные параллельно берегу или под некоторым углом к нему; различные комбинации молов и волноломов.

Одиночные молы наиболее часто сооружаются в портах на открытом побережье при резко выраженном волнении одного направления или полузащищенных бухтах. Размер защищаемой акватории в этом случае невелик, поэтому, применение одиночных молов характерно для небольших портов.

Парные параллельные молы направленные перпендикулярно или под острым углом к берегу размещаются обычно в портах, расположенных у входа в узкую бухту, лиман или устье реки. Головы парных молов выносят на глубины, где не происходит обрушения (забурунивания) волн. Молы защищают от заносимости акватории порта.

Парные сходящиеся молы наиболее целесообразны при расположении порта на открытых побережьях, в частности на отмелых песчаных берегах.

Такая конфигурация молов обеспечивает повышенный эффект волногашения, так как постепенное расширение акватории от входа к берегу способствует затуханию волн. Сходящиеся молы могут быть расположены симметрично или асимметрично, что позволяет прикрыть вход в порт от волнения господствующего направления и предупредить проникновение наносов на акваторию или отложение их у входа в порт и на подходном канале.

Волноломы, параллельные берегу сооружают при сравнительно крутых уклонах дна (приглубое побережье).

При этом при необходимости порт расширяют вдоль побережья. Входы в такие порты располагаются под небольшим углом к берегу, что сопряжено с опасностью выброса судна на берег при траверсных (перпендикулярных берегу) направлениях ветра и волнения. В этом случае порт имеет обычно два входа.

Комбинацию молов и волноломов применяют для защиты акватории в тех случаях, когда преобладающие ветры расположены по значительному сектору, что не позволяет обойтись одним молом или одним волноломом. Обычно такие сооружения возводятся в крупных портах. Они имеют один или два входа, другие разрывы не используют для судоходства. Помимо основных внешних оградительных сооружений в портах с развитой акваторией возводят молы и акватории внутри огражденной акватории – внутренние оградительные сооружения. Их строят в тех случаях, когда размеры основной огражденной акватории значительны и расстояние от внешних оградительных сооружений настолько велико, что волны внутри от разгона становятся очень значительной величины у причалов.

Оградительное сооружение (перекрытие) входа в порт.

Если вычисленная по навигационным условиям ширина входа в порт не обеспечивает необходимой защищенности портовой акватории от волнения, предусматривают перекрытие входа в порт. Это достигается продлением одного из молов либо строительством волнолома. Перекрытие целесообразно и тогда, когда под действием сильных ветров затруднен вход в порт.