四、项目名称沙岛——泻湖海岸超大型综合港口工程建设关

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1、四、项目名称：沙岛——瀉湖海岸超大型综合港口工程建设关键技术与工程应用（一）申报奖种：科技进步奖（二）推荐单位意见该项目依托唐山曹妃甸港口建设，首次揭示了沙岛—瀉湖海岸海区动力地貌体系的形成和演变过程，岛前深槽、沙岛、瀉湖槽沟的动力形成机制，提出了大型深水港区建设的可能性。建立了适合曹妃甸海区动力地貌演变分析的多因子动力地貌演变数学模型，克服了大变率物理模型的局限性，解决了复杂地貌条件下总体布局方案研究的模拟技术，优化形成了我国单体规模最大、生态环境影响最小的港区；丰富和完善了遮帘式深水板桩码头的设

2、计理论与计算方法，开发了我国最大的十万吨级深水钢板桩码头；建立了适合我国北方海域冰情的直立桩（墩）、锥面实体结构的冰荷载计算公式，发明了锥面低承台桩基抗冰结构，解决了抗冰设计难题；集成创新研发了四翻式翻车机、适应性强的链斗式连续卸船机、偏沟排水分级沉淀排水、散货堆场防风网建设等多项大型散货码头工艺关键技术，实现了码头运行的安全、高效、环保和节能。该项目成果已经全面应用于曹妃甸港区的开发建设，其研究理论与方法可推广应用于茂名、海口等沙岛-瀉湖海岸的港口开发。大型散货码头的建造技术在煤炭、矿石码头建设中

3、得到广泛应用。截至2014年底，曹妃甸港区完成货物吞吐量11.6亿吨，新增产值348亿元，新增利税69.6亿元，依托港口已形成了我国北方重化工业基地和“北煤南运”的新通道，为京津冀一体化进程提供了有力支撑。依托项目研究，培养了行业科技领军人物和大批专业技术人才，1名主要完成人当选全国工程勘察设计大师，1名主要完成人当选全国水运工程勘察设计大师。该项目成果具有较好的创新性、科学性和实用性，研究成果总体达到国际领先水平，推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。（三）项目简介近年来，针对外海、深水、恶劣自然

4、条件下港口建设需求，我国在离岸深水港泥沙运动规律、结构与材料、软基处理、施工工艺和装备等方面取得了一系列研究成果。但在沙岛-瀉湖海岸条件下进行港口开发建设，由于建设的条件的复杂性，尚未开展系统研究，尤其是一次性规划建设超大型港口也无先例。沙岛-瀉湖海岸是典型的海岸类型之一，在我国沿海有一定分布。其特征和优势是深槽近岛，陆地与沙岛之间有大片可供利用的滩涂，开发的风险是海岸地貌的演变规律复杂，影响深槽稳定的因素众多，滩涂开发与深槽稳定的关系难以把握。因此在沙岛-瀉湖海岸建设深水大港必须对动力地貌的形成和

5、演变规律具有足够的把握；另外，结合自然条件在开敞式码头和挖入式港池码头结构设计方面实现突破，是港口工程结构大型化的关键技术问题之一；此外，建设大型专业化码头还有保证安全、提高效率、降低造价、环保节能等多方面的技术进步需求。本项目针对沙岛-瀉湖海岸超大型综合港口工程建设关键技术开展了联合技术攻关，采用多种技术手段，经过十余年的研究，在沙岛瀉湖海岸地貌形成机理、超大型港口开发方案布局、深水码头结构、高效安全环保节能的大型散货码头生产系统四个方面取得了多项技术进步。1、基于地层剖面解译和动力地貌演变分析，

6、阐明了沙岛-瀉湖海岸动力地貌体系是古河口废弃三角洲在波浪和潮流动力共同作用下的改造产物，在掌握滩涂开发与深槽稳定关系的基础上，揭示了沙岛成因及潮汐深槽动力形成机制中的岬角效应，提出了宏观动力地貌格局能否维持是影响沙岛-瀉湖海岸滩槽稳定性的控制性因素。2、建立了适合沙岛-瀉湖海岸复杂自然条件的多因子动力地貌演变数值模拟系统，自主开发了波浪潮流共同作用下泥沙运动物理模型模拟成套技术，提出了充分利用甸头稳定的深水资源和瀉湖潮沟、浅滩，顺应地貌和自然环境，以填筑、开挖相结合的方式形成沙岛-瀉湖海岸港口水陆域

7、的总体布局方案。3、丰富和完善了遮帘式深水板桩码头的设计理论与计算方法，开发了我国最大的十万吨级深水钢板桩码头，实现了板桩码头大型化、深水化发展的突破；建立了适合我国北方海域冰情的直立桩（墩）、锥面实体结构的冰荷载计算公式，提出了高桩码头群桩、群墩遮蔽效应的理论关系和计算方法，发明了锥面低承台桩基抗冰结构，解决了开敞海域港口工程抗冰设计难题。4、集成研发了四翻式翻车机卸车工艺；改进了大型铁矿石链斗式连续卸船机的波浪适应性，并将其和桥式抓斗卸船机配合使用，提高了卸船效率；发明了结构简便、造价低、工期短

8、的偏沟排水分级沉淀排水系统。为资源节约和环境友好型港口建设提供了保障。研究发表论文50余篇，其中三大检索论文10余篇，出版专著1部，授权各类知识产权3项。培养了行业科技领军人物和大批专业技术人才，1名主要完成人当选全国工程勘察设计大师，1名主要完成人当选全国水运工程勘察设计大师。中国水运建设行业协会组织多名院士和专家鉴定本项目研究成果总体达到国际领先水平。研究成果全面支撑了曹妃甸新型现代化港区的建设，最终所确定曹妃甸港区规划方案面积超过280km2，形成港口岸线69.