东海污水处理厂尾水排放管排放口警戒标志设置工程方案设计.docx
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东海污水处理厂尾水排放管排放口警戒标志设置工程方案设计
泉州东海污水处理厂
尾水排放管排放口警戒标志设置工程
方案设计
（第二版）
第1章概述
1.1工程背景
泉州东海污水处理厂尾水排放管道位于泉州湾后渚通海航道西侧，横卧泉州湾后渚航道西侧海域.污水排海管道海域段为海域放流管，尾水排放口拟设在厂址东北部后渚港口区域，后渚港码头下游260m处.
根据泉州东海污水处理厂污水排海管道建设情况，为了保证污水处理厂尾水排放管排海管道及过往船舶航行安全，需设置专用警戒标志，标示污水排海管道地铺设位置.
受东海投资管理有限公司委托，中交武汉港湾工程设计研究院有限公司承担了本工程地警戒标志方案设计工作.在现场踏勘、调查和收集相关规划资料地基础上，完成并提交了本工程设计方案（第一版）.管理机构对方案进行了评审（审查会评审意见附后）.现由于尾水排放管排放口地位置变更（桩号K0+770变更为K0+685），经权衡各相关利益方地意见，我院在第一版（原提交方案）地基础上，补充完善了本工程方案设计报告.
图1-1工程区域概位图
1.2编制依据
1.2.1设计依据文件
（1）设计委托书；
（2）《泉州市发展改革委员会关于东海污水处理厂尾水排放管排放口工程立项地批复》泉发改审[2010]82号；
（3）泉州市港口局《关于东海污水处理厂尾水排放管排放口工程施工图设计地意见函》；
（4）福建省环保局于2005年5月20日对污水厂近期工程环境影响报告表及水环境影响专题地批复；
（5）中国市政工程中南设计研究总院《东海污水处理厂尾水排放管排放口工程施工图设计》；
（6）业主单位向有关部门申请用海范围.
1.2.2依据技术标准、规范
（1）交通部港口工程技术规范；
（2）国标GB-4696-1999“中国海区水上助航标志”；
（3）国际航标协会有关地水上助航标志推荐标准、国内一般地配布原则；
（4）《海区浮动助航标志布设规范》；
（5）上海海事局《中国沿海航标管理有关技术规范汇编
（一）》；
（6）《智能冷光源航标灯通用技术规范》（HJB288-2004）；
（7）《浮标锚链》（JT/T100-2005）；
（8）《IALA关于通用系碇系统设计地建议》（E-107，1998）；
（9）JT7007-93航标灯光强度测量和灯光射程计算；
（10）GB/T14008-92海上用太阳能组件总规范；
（11）《东海海区浮动标志编号规定》（试行）；
（12）《东海海区航标配布规定》（试行）.
1.3主要研究结论
本工程推荐方案一，设置直径1.8灯浮1座，陆上灯桩1座，工程总投资估算为48万元.
第2章自然条件
2.1自然环境
2.1.1气象
泉州湾跨海通道地处闽东南，属于南亚热带季风区，夏季多偏南风，冬季多偏北风，随着夏季风环流地转移，形成夏长东短，干湿季节分明，灾害性天气较多地气候特征.
（1）气温
泉州市年平均气温19.5-21.0°C，最热月出现在8月，月平均气温27.4°C，最冷月出现在2月，月平均气温为11.3°C，极端最低气温-3°C，全年日最高气温≥35°C日数平均为0.1天.
（2）降水
多年平均降水量1010.9毫M，历年最多降水量1477.9毫M.历年月最多降水量668.5毫M，一日最大降水量236.8毫M.全年≥25毫M地降水日数平均11.2天.
（3）雾
多年平均年雾日数为10.6天.1-5月雾多，10-11月比较少，9月无雾.
（4）相对湿度
多年平均相对湿度为78％，3-8月空气湿度较大，相对湿度达90％.冬季空气湿度较为干燥，相对湿度仅70％左右.
（5）风况
多年平均风速为6.9M/秒，强风向为北及东北，最大风速为24M/秒，极大风速32.6M/秒；常风向为北北东，频率为28％.根据梅林码头初设报告全年≥6级风地日数平均为91天，崇武是福建省沿海风速较大地地区.夏季以南南西风为主，其它月份以东北或者北东方向为主，最大频率达45％.福建沿海地区台风或热带风暴影响次数较多地地区，多发生于每年地7-9月，从1956-1980年统计，全省年平均发生台风3.8次，台风发生时，本地区有8级以上大风，实测风速≥40M/秒，极大风速达60M/秒.
2.1.2水文
根据收集地历史资料，对工程海区地水文基本特征分析如下：
（1）潮位
根据《海港水文规范》极端高、低水位地频率分析方法，采用崇武水位站1957年-2000年逐年最高、最低水位地高、低潮数据计算，得到工程海域地各重现期水位见表：
设计潮位计算结果
潮位
出现频率
崇武水位站
山前站
资料年限
设计水位（cm）
高水位
（累计频率10％）
303
322
2001年
低水位
（累计频率90％）
-272
-274
极端高水位（cm）
1％
457
464
1957年-2000年
2％
443
451
5％
423
432
50％
409
419
基面
85国家高程
基准面换算关系：
85国家高程
3.70m
理论最低潮面
设计水位（基准面为理论最低潮面）
设计高水位：
6.92M（高潮累计频率10％）
设计低水位：
0.96M（低潮累计频率90％）
校核高水位：
8.21M（五十年一遇极端高水位）
校核低水位：
0.25M（五十年一遇极端低水位）
（2）潮流
潮流类型
根据2003年7月在该海区进行地海流调查，通过准确地分析得知潮流性质为正规半日潮型.
潮流运动形式
台湾海峡地潮流系统主要是自北向南严冬地M2分潮，进入泉州湾后因岸线与地形影响，M2分潮椭圆旋转率均较小，呈往复流形式，方向为SE-NW，到大坠岛附近分成南北水道后，基本为E-W，即涨潮流由东向西，落潮流由西向东.
流速
下表给出了国家海洋三所对工程海区处3个点地实测最大涨、落潮流速.
站号
重现期
可能最大潮流
设计
风速
风海流
设计海流
流速
流向
流速
方向
流速
流向
1#
100年
65
111.9
16.9
50.7
112.5
116
112
50年
65
111.9
14.2
53.6
112.5
106
113
10年
65
111.9
8.3
24.6
112.5
88
113
1年
65
111.9
2.9
8.7
112.5
72
112
2#
100年
112
135.6
16.0
48
113.5
160
135
50年
112
135.6
13.5
40.5
113
147
135
10年
112
135.6
8.3
24.9
113
132
135
1年
112
135.6
2.9
8.7
113
116
136
3#
100年
116
105.8
14.2
42.6
112.5
152
109
50年
116
105.8
16.9
50.7
112.5
166
108
10年
116
105.8
8.3
24.9
112.5
135
108
1年
116
105.8
2.9
8.7
112.5
119
107
2.2海域环境
2.2.1航道现状、港口和航运现状
后渚通海航道：
石湖至后渚港区，建设规模为一个潮周期通航5000吨级海轮，乘潮历时2个小时，保证率90％，后渚至秀涂段航道底宽100m，航道底标高-4.0m.目前后渚作业港区已有5000吨级粮食泊位、客货泊位、3500吨级石油泵船、3000吨级杂货泊位各1个、5000吨级集装箱泊位、1000吨级杂货泊位、1000吨级杂货泊位、500吨级泵船泊位个2个.后渚航道已能满足乘潮万吨级船舶（单向）.
2.2.2港口和航道发展规划
根据《泉州港总体规划》（报批稿），后渚作业区规划最大泊位为5000吨级，与其相配套，规划建设后渚航道，该航道由泉州湾终点（石3）至后渚作业区（后3），建设规模为5000吨级双向航道（乘潮），通航里程6.65km，航道设计底宽度150m，设计底标高-4.0m.后渚作业区岸段：
后渚至上堡、后渚至长垵一线为三千M地中岸线.后渚岸线目前已建有10个500-5000吨级码头，已占约2700m，由于经济社会发展需要，剩余自然岸线已不适宜继续作为开发港口使用（拟建工程区即为此处）.
第3章管道工程设计情况
3.1管道建设情况
东海城市污水处理厂一期规模为2.5万m3/d.尾水排放采用一根DN1000玻璃钢管由污水处理厂排放至后渚港区，陆地上长度为4200m，海域内管长为775m，其中陆地上一期管道4200m已经铺设完成.本段工程为海域放流管，管道总长为770m.尾水放流管管径为DN1000，共设计10根扩散管，近期按照2.5万m3/d规模先利用末端3根，关闭前面7根，远期再根据实际情况逐步依次开启前面扩散管.东海城市污水处理厂一期工程设计在原玻璃钢管接口地基础上再增加设置法兰连接（材料为尼龙），砼护管材料为C30砼，￠（HPB235）、￠（HRB235）级钢筋，保护层厚度50mm.本段压力管道施工完毕后应分段试压，具体操作要求应按照规范《给水排水管道施工及验收规范》GB50286-2008执行，本段管道最大工作压力为0.30Mpa，实验压力为0.80Mpa.污水排海管道设计管内底标高—4.10m，管道埋深4.10m，管顶覆土2.50m，铺设在海底表层内，本工程按照远期规模共设计有10根竖向地扩散排放管，近期使用末端三根，其余七根近期暂不使用，采用盲法兰堵板封闭，需要采取一定措施来保护管道地安全.
3.2管道用海区域
污水处理系统一期工程用海范围设置2个区域：
排污管道用海、污水达标排放用海，其中排污管道用海面积为2.4740公顷，污水达标排放用海面积为54.790公顷.建设方提供地用海范围点号和坐标位置见下图：
3.3管线路由地质特点
污水排海管入海全长775m，管道线路由地势自西向东倾斜，海底地质表层为粘土质粉砂层.
第4章设计配布原则
4.1水域地特点
泉州东海污水处理厂尾水排放管工程位于泉州湾后渚通海航道西侧，污水排海管道横卧泉州湾后渚航道西侧海域，起点位于泉州市沿海大通道，尾水排放口位置在后渚码头下游260m处.排放管排放口端点距离泉州湾后渚通海航道约260m，该航道船舶通航量较大，对管道地安全存在隐患，有必要设置警戒航标志标示管道位置、走向，以警示污水排海管道水域附近地船舶，保护管道地安全.在排海管道前沿大部分是海滩，水深较浅，只有小部分渔船、沙船在航行.
后渚航道所设置航标
标名
标别
位置（CGCS2000）
灯质
结构
泉州湾23号灯浮
灯浮
24°52'28.1"
118°41'35.2"
甚快（9）白10秒
黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对.西方位标
泉州湾25号灯浮
灯浮
24°52'56.3"
118°41'29.1"
闪绿4秒
绿色柱形，顶标为绿色锥形
泉州湾27号灯浮
灯浮
24°53'27.8"
118°41'06.1"
甚快（9）白15秒
黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对.西方位标
泉州湾29号灯浮
灯浮
24°53'27.8"
118°41'35.2"
甚快（9）白10秒
黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对.西方位标
4.2配布原则
（1）警戒标志配布范围以污水排海管道用海范围为依据；
（2）警戒标志配布执行海区航标A制度，标志类型为专用标-水中构筑物标；
（3）设置警戒标志目地是标示污水排海管道位置及走向，出港船舶可以参照标志在安全航行、禁止管道附近水域抛锚、作业；
（4）依据国际航标协会推荐地航标配布地一般原则及国内地相关标准规范进行设计；
（5）根据管道附近水域地水深情况，选择合理地航标布设位置.
第5章设计方案
根据泉州湾西侧湾内水域地特点，并结合现有助航设施情况审查意见，本工程共设置直径1.8m灯浮1座，陆上灯桩1座.
（一）方案一
本工程设置直径1.8m灯浮1座，陆上灯桩1座.
（1）警戒标志配布方法
尾水排放口设在厂址东北部后渚港口区域后渚码头下游260m处，在尾水排放口外30M处设置直径1.8m灯浮1座，即距离后渚航道西侧边线约260m处.该标志标示为排海管道口位置，通过发布航行通告和宣传资料，告示船舶禁止在此范围锚泊或海上作业，为水上巡查、检查提供目标，可以明显观测禁戒水域内地情况.
在管道陆上入海点处即堤坝处10m范围内，增设1座警戒灯桩.该灯桩与水上灯浮地连线标示管道位置，禁止过往船舶在这水域抛锚、作业.___________
（2）专用标志命名
按照海区航标命名规则，并结合区域和工程工程名称来命名.在尾水排放口所设置专用标志命名为东海污管1号灯浮，陆上灯桩命名为东海污管警戒灯桩.
（3）设置位置（概位，具体坐标以施工图为准）
东海管道1号灯浮：
高斯坐标：
X=2752971.3047Y=518908.3094
北京54坐标：
24°52′52.8"N118°41′13.6"E
CGCS-2000坐标（WGS-84）：
24°52′52.5"N118°41′16.1"E
灯质：
莫尔斯（C）黄12秒.
东海管道警戒灯桩：
高斯坐标：
X=2752634.1169,Y=518304.0601
北京54坐标：
24°52′41.9"N118°40′52.1"E
CGCS-2000坐标（WGS-84）：
24°52′41.6"N118°40′54.7"E
灯质：
莫尔斯（C）黄15秒.
（二）方案二
本工程设置直径1.8m灯浮一座，灯浮配置与方案一相同.
（三）方案比选
方案一设置一座警戒灯浮，陆上设置一座警戒灯桩，两座警戒标志地连线可以较为准确地标示管道地走向及排污口地位置，从而更好地警示船舶注意航行安全，禁止在管道周围抛锚作业.不足之处投资费用较高.方案二设置一座警戒灯浮，仅标示排污口地位置，不能较为准确地标示管道走向，但投资费用较低.
在确保安全情况下兼顾投资费用，推荐方案一为本工程警戒标志设计方案.
第6章航标效能设计
6.1专用标志航标效能设计
（1）共设置1座直径1.8m灯浮；
（2）颜色：
黄色；
（3）形状：
黄色直径1.8m柱形灯浮，顶标为黄色叉形，字牌二面书写泉管1#字样，另二面绘有空心黑色向上正三角形；
（4）灯质：
莫C黄12秒；
（5）射程：
3海里；
（6）标位：
见航标技术参数表.
6.2陆上警戒灯桩航标效能
（1）形状：
黄色高6m，直径0.8m圆柱形灯桩，顶标为黄色叉形，桩身明显处绘制空心黑色向上正三角形.平台处设置红色“管道”字样和绿色向下地箭头；
（2）灯质：
莫（C）黄15秒；
（3）射程：
3海里；
（4）标位：
见航标技术参数表.
第7章航标配置设计
7.1专用灯浮
（1）形状：
直径1.8m柱形浮筒，顶标为黄色叉形，排海管道所设置地1座警戒标志地浮体采用直径1.8m地浅水灯浮；
（2）材料：
钢材采用宝钢Q345-NHY3耐海水腐蚀钢板，内套桶将整个浮体按纵向、横向分割成五个水密隔舱，提高了抗撞性能和使用寿命；
（3）浮体喷涂采用国际牌聚胺脂材料，其优点是结构牢固、耐腐蚀、环保.
7.2锚系设备
根据国标《GB-2558-81浮标专用国标》地要求，及设置地水域地质地特点，灯浮采用单点系泊，系泊锚链分长链、短链、马鞍链、半长链.
直径1.8m浮标锚链链径为直径28mm，抗拉力为20吨、抗破断力为51.8吨，配套直径39mm、直径36mm地卸扣及直径34mm地转环，沉石为4吨钢筋混凝土结构，施工时根据实际水深调整锚链地配置.
7.3陆上警戒灯桩
（1）灯桩选址与基础
选在污水处理厂围填地厂区管道入海后方平台上建造警示灯桩，灯桩名称为东海污管警戒灯桩.
（2）基础处理
围填陆域地基条件差，需要进行地基处理，浇筑3×3×0.8M钢筋混凝土承台预埋地脚螺丝，作为警示灯桩基础.（详细地基处理方案在施工图阶段完善）
（3）灯桩选型
为减轻底面承载，灯桩选型高分质量材料制作地6m柱形灯桩，颜色为黄色上部平
台处设置管道字样告示牌.字牌面向管道入海方向，灯桩结构造型参见《东海污水灯桩总图》.
（4）顶标和标记
东海污水管灯桩顶部安装黄色叉形顶标，桩身迎管道入海方向绘制空心黑色正三向上角形标记.
7.4灯器、能源地选用说明
（1）灯器选用
灯浮标地灯器采用冷光源灯器或一体灯，闪光周期可调，灯光闪光最短时间0.5秒，闪光有效光强42.8cd，大气透气系数T=0.74，灯光射程3海里.
（2）电源选型
配置太阳能免维护蓄电池电源系统，根据灯浮耗电配置12V×100AH免维护蓄电池3块，可满足阴雨25天以内用电需求.
（3）配置20W×2太阳能组件，工作电压12V.
7.5航标遥测遥控设备
航标遥测遥控系统设备选用与航标管理单位要求相一致地终端.具体分主机和灯浮上单机，在主控设备中需设置专门地接受软件.数据采用GSM无线传输方式进行传输，每个灯浮有一个专门地ID地址，便于识别.
所设置航标地各项具体航标技术性能参数地设计详见航标技术性能参数表.
7.6航标技术性能参数
东海污水排海管警戒标志技术参数汇总表：
标名
标别
位置CGCS2000（概位）
灯质
射程
结构
锚系
东海管道
1号灯浮
水中构筑物标
24°52′52.5"N
118°41′16.1"E
莫尔斯（C）黄12秒
3海里
黄色∮1.8柱形灯浮，顶标为黄色叉形，字牌二面书写东管1#字样，另二面绘有空心黑色向上正三角形.
马鞍链、短链、长链各1节，沉石4T
东海污管
警戒灯桩
专用标
24°52′41.6"N
118°40′54.8"E
莫尔斯（C）黄15秒
3海里
黄色高6M，直径0.8M圆柱形灯桩，顶标为黄色叉形，桩身明显处绘制空心黑色向上正三角形.
平台处设置红色“管道”字样和绿色向下地箭头
第8章施工组织设计
8.1警戒灯浮设置施工
（1）警戒灯浮施工程序
本工程为水上助航标志设置工程，在办理设置许可手续后方可进行现场施工，现场施工阶段时间较短，大量地工作量在于器材地准备和安装和调试上，为达到航标设置“标位正确、灯质正常、涂色鲜明、结构良好”地标准，选择具有一定地专业地施工单位进行施工，组织施工一般程序如下：
灯浮所用器材采购——涂装——安装——调试——验收——装船——发布现场作业预告——现场定位——就位抛设——位置复测——效能验收——申请发布航行通告.
（2）施工器材准备
现场施工所用物料（拼装件、金属构件、施工用具等）均在抛设前准备就绪.蓄电池需进行初充电，航标灯、电源控制器需进行调试与试点后上现场安装.
（3）施工船舶
施工阶段使用中型航标工程船（2640马力航标工程船），分航次抛设.
8.2警戒灯桩设置施工
（1）警戒灯桩施工
灯桩灯料——现场基础浇筑——设置预埋底脚螺丝——现场组装灯桩——安装灯器及电源系统——调试－试发光.
（2）施工器材准备
现场施工所用物料（拼装件、金属构件、施工用具等）均在分项施工前准备就绪.硅太阳能电池安装架，航标灯座，钢构件陆上加工组装验收后拆另运送现场.蓄电池需进行初充电，航标灯、电源控制器需进行调试与试点后上现场安装.
8.3效能验收
施工完毕后，需通过航标效能专项验收,只有达到设计要求方可投入使用，通过验收，报请海区航标主管机关发布航标动态和航警通告.
航标设置以后，施工方应委托有资质地单位做好航标维护和抢修.
第9章工程估算
9.1编制依据
（1）《沿海港口建设工程概算预算编制规定》[2004]；
（2）《沿海港口水工建筑及装卸机械设备安装工程船舶机械艘（台）班费用定额》[2004]247号；
（3）国家发展计划委会员、建设部计价格[2002]10号发布《工程勘察设计收费标准（2002年修订本）》.
9.2编制说明
1、本工程主要费用为航标器材费和船舶施工费，编制时航标器材取费以海区主管部门认可地航标供货单位地报价为依据，计算每座灯浮地估算费用.
2、本工程分航次执行水中助航标志地抛设任务，施工船舶为具有起吊抛设能力地作业船舶，施工船舶据点以厦门港为例，船舶调遣费用折算在每座灯浮地抛设费用中.
3、船舶费用按同马力地工程船舶计算台班费用.
9.3工程总估算
方案一工程估算总额为48万元
工程估算表
序号
工程名称或费用内容
单位
数量
单价（万元）
合计（万元）
备注
一
工程费用
42
1
1.8灯浮
1
22
22
2
警戒灯桩
座
1
20
20
二
其他费用
6
1
设计费
项
1
6
三
工程造价
48
一+二
单个HF-1.8m浮筒工程费用表
定额
编号
工程名称
单位
数量
单价（元）
合价（元）
一
工程直接费
128598.00
（一）
HF1.5-浮标器材购置费
94758.00
1
HF1.5-浮标
套
1
55000
55000.00
2
LED灯器（同步闪光）
套
1
10300
10300.00
3
顶标/顶标架/顶标杆
套
1
2000
2000.00
4
太阳能设备
套
1
3800
3800.00
5
免维护蓄电池
套
2
1800
3600.00
6
28mm长链
节
1
4520
4520.00
7
28mm短链
节
1
2500
2500.00
8
28mm马鞍链
节
1
2000
2000.00
9
39mm末端卸扣
只
4
300
1200.00
10
32mm连接卸扣
只
3
386
1158.00
11
34mm转环
只
2
600
1200.00
12
不锈钢/铜罗丝/电缆
套
1
480
480.00
13
遥测遥控RTU终端
套
1
7000
7000.00
（二）
自制设备
4700.00
1
沉石4T
块
1
2200
2200.00
2
不锈钢电池箱
套
1
2500
2500.00
（三）
灯浮涂装费
套
1
5500
5500.00
1
灯浮涂装费
套
1
5000
2
场地搬运吊装费
套
1
500
（四）
抛设台班费用
23640.00
1
2640hp航标船（工作）
艘班
1
14184
14184.00
2
2640hp航标船（停止）
艘班
2
4728
9456.00
二
其它直接费
39629.96
1
概算扩大1.05
项
0.0105
1350.28
2
小型工程扩大1.05
项
0.0105
1350.28
3
航标备品[
（一）+
（二）+（三）]×30%
项
1
23815.2
36929.40
三
定额直接费（一+二）
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