岭澳核电站(二核)海域工程位于南海北部大亚湾的西南部，在大亚湾核电站(一核)的东侧， 两者相距约1公里。海域工程是保障核电厂安全运行的重要组成部分之一。它主要由核电厂的循环冷却水和核安 全用水的取排水设施及海工防护建筑物所构成。设计内容包括防波堤、护岸、排水渠防渗隔 热设施和取排水交叉构筑物等。防波堤主要用于保护厂区和取排水构筑物免受波浪的袭击，保护泵房取水不受波浪的影响； 排水渠和取排水交叉构筑物主要用于把撘缓藬排放的热水与摱藬泵房抽取的海水分开 ，防止形成冷热水短路。该工程于1996年4月完成初步设计，目前厂区陆域回填、排水渠护岸和防波堤主体工程施工 正在进行，海域工程总工期约6年，其中防波堤约为2年。
设计标准的确定
由于核电厂和常规的火电厂不同，它对安全性的要求非常高，因此，核电厂海工建筑物的设计标准也应与常规的港工建筑物不同。下面就其设计水位、设计波浪、防波堤越浪量和抗震 等标准的确定进行分析和阐述。
设计波浪标准
211 设计波浪的重现期
(1)我国《港口工程技术规范》(1987)中规定，对一般港工建筑物规定为五十年一遇；
(2)国外海工建筑物的标准一般为五十年至一百年一遇；
(3)本工程对海域工程防波堤设计波浪重现期的标准确定为一百年一遇。根据波浪统计分析 结果，百年一遇与五十年一遇波高的比值约为11。
212 设计波浪的累积频率
(1)我国《海港水文》规范中，对斜坡式防波堤规定采用有效波Ｈ13%(即H１／３ )；对直立式防波堤和斜坡堤胸墙规定为H1%；
(2)国外有关规范如英国《海工建筑物》(BS6349-7)，对斜坡堤设计波浪的标准规定 为H4%(即H1/10)；
(3)《滨海核电厂厂址设计基准洪水的确定》(HAF0111)中，设计波浪的标准对一般安全物项按如下规定：刚性构筑物为H１／１００ (即H04%)；半刚性构筑物为H１／１００～H1/3；柔性构筑物为H １３％。但对核 安全重要物项则规定设计波浪的标准均为H１／１００；
(4)本工程防波堤设计波浪的累积频率确定为：对斜坡式防波堤取H４％；对直立式防 波 堤(含斜坡堤胸墙)取H１％。另外按HAF0111的标准，用H１／１００的波浪， 复核防波堤结构的稳定性，以保障防波堤的基本防护功能。
213 施工期设计波浪的标准
由于本海域工程地处台风多发区，因此设计中规定在施工期，对斜坡式防波堤其设计波浪的 重现期可按五年一遇，H１３％；直立堤可按十年一遇，H１％。用以复核施工 期防波堤断面的稳定性和控制施工速率及采取必要的防台措施。
设计水位标准
221 有关的规定
(1)我国《海港水文》规范中规定，设计高、低水位可分别采用历时累积频率的1%和历时累 积频率的98%的潮位；校核高、低水位分别采用重现期为五十年一遇的高、低潮位。
(2)英国《海工建筑物》标准中规定，大浪与高潮的出现是相关联的。应考虑同一重现期的 波浪与高潮同时发生的不利情况。
(3)HAF0111标准中规定，对开敞式海岸要考虑可能发生的最大风暴潮与可能最大洪水同时发 生的低超越概率的高潮相结合等不利情况。
222 本工程设计水位的确定
本工程设计水位的确定综合考虑了上述各种可能发生的不利情况，水位以撝榻济鏀 为准。设计基准洪水位(DBF)：635m(为可能最大风暴潮PMSS530m加10%超越概率高潮位105m) 。
设计高水位：289m(为百年一遇高潮位)
设计低水位：-218m(为百年一遇低潮位)
校核高水位：370m(为百年一遇增水加天文最高潮位)
计算高水位：087m(历时1%)
计算低水位：-116m(历时98%)
平均海平面：-020m
越浪量标准
由于防波堤背后为排水渠，堤后210m为厂区护岸。其堤顶允许越浪量的标准，参考日本合 田良实提出的越浪破坏极限值，如表1：
类别 护面设施越浪流量 米３/米•秒
海堤堤顶、里坡无护面设施堤顶有护面层、里坡无护面层外堤、堤顶内坡均有护 面0005以下护岸堤顶无护面堤顶有护面00502由于防波堤距离护岸较远，因此本设计确定，在设计高水位及相应百年一遇波浪作用下，防 波堤顶部的允许越浪量不大于02米３/米•秒，此时还要求堤顶越浪在排水渠内产生的 再生波高H１３％≤10m。对在校核情况下堤顶越浪的要求适当放宽，即不允许有成 层水体越过堤顶，但出现这种情况的概率是极小的。对进水渠处的防波堤段，其顶部允许越浪和产生再生波的允许值，以保证泵房前池取水流态 正常和水面波动平稳性为标准，波高限定在H１３%≤03m。
抗震标准
由于防波堤的破坏不仅危及厂区堤岸的安全，同时也对循环冷却水和温排水造成一定的 干扰。因此，将防波堤定为核安全相关的构筑物。参照HAF0102的有关规定，属Ⅱ类抗震物 项，按SL-1级地面运动进行设计，SL-2级地面运动进行校核。
防波堤的结构破坏准则
(1)在设计和校核情况下，防波堤结构的各部分不允许出现任何损坏；
(2)在DBF(635m水位)及相应波浪(包括H１／１００)作用下，防波堤主体须保持稳 定，局部损坏以不丧失总体防浪功能为原则。允许护面块体个别发生位移或滚落；顶部胸墙 允许发生位移，堤顶路面和背坡允许局部损坏；护底块石允许少量失稳。
(3)防波堤在以SL-2级地面运动进行抗震校核时，允许坡面局部产生微小滑移。
(4)防波堤在施工期，在台风波浪作用下，允许施工过程中的堤段局部受到损坏。
结构设计
设计条件
311 设计水位：见222
312 设计波要素
313 地质
本防波堤工程地基情况良好，土的物理力学性能较好，强度较高。地基表层为海象沉积土( 砂混珊瑚、中粗砂或砂卵石)和陆相坡积土(亚粘土或亚粘土混碎石)，其下为风化花岗岩。
314 地震烈度
根据广东省地震局的地震烈度复核工作成果，本地区地震基本烈度为七度。
结构选型
321 设计方案
根据该地区的自然条件、材料来源和核电厂对海域工程的安全性和工艺及使用上的特殊要求 ，设计方案主要考虑了斜坡式和直墙式结构方案。由于沉箱式、圆筒式等直墙结构其消浪性能、抗震性能及对地基的适应性方面都不如斜坡式 且施工条件要求高，施工难度大，工期长，造价也高。因此，经过技术经济综合比较后，本 海域工程防波堤推荐采用斜坡式结构方案。
322 斜坡堤结构设计
(1)护面块体型式
自50年代初期法国的四角锥体问世以来，各国研制出来的混凝土异性块体已有上百种。护面 块体有随即安放，有铺砌；有需要两层，有采用一层。总之，由于护面块体形状不同，施工 方法不同，因此，其消浪效果和工程数量也有很大差异。本设计选择工字型块体、钩连块体和槽型方块三种形式来进行比较。工字型块体和钩连块体 是目前国内外应用较为广泛的人工块体，槽型方块多在法国核电厂工程采用，也是“一核” 防波堤采用的护面块体型式。工字型块体(即DOIOS)，其外形简单，三杆互相垂直，呈“扭工字”型。采用随即安放两层 ，孔隙率约60%。该护面结构型式消浪性能最好，稳定性也最高，但其构件较单薄、自身强 度较差且块体数量及混凝土用量较多。钩连块体(即AccroPode),是法国70年代末研制的新型人工块体，其外型比扭工字块体粗壮， 稳定性与扭工字块体相当，可随机安放一层，消浪效果稍差，波浪爬高略大，但块体个数少 ，混凝土用量可明显降低。槽型方块实际为四面带槽的方块，该块体体积大，强度高，但稳定性差，混凝土用量高，工 程耗资必然也大。综上所述，本工程推荐采用钩连块体做斜坡堤护面的防浪构件。
(2)堤心和垫层
本防波堤工程由于有防渗隔热的要求，且堤身断面较大，为避免石料作过多的筛选，设计要 求对采用陆上推进法施工的防波堤，堤心石的级配采用0～250kg，含泥量控制在小于5%，且 0～10kg数量小于10%，不均匀系数d６０／d１０≥25。堤心与护面之间的垫层，一般为一层；垫层石的重量，国内港工规范规定可采用护面块体重 量的。本工程因采用钩连块体护面型式， 且为安放一层，其下面的块石垫层，考虑到开采和运输的可能并为安全起见，取两级垫层。 第一级垫层块石的重量取为护面块体重量的，即800～1600kg，下层为300～800kg。
(3)坡脚的防护
摱藬防波堤的设计，由于采用的计算波高值大(多为极限波高)，坡面从堤顶到堤底几乎 都处于波浪打击区，因此护坡全部采用了钩连(扭王字)块体，且在坡脚处构造上考虑 了至少 两排块体来压底。应该说这比用巨石设置坡脚棱体要合理，且施工也方便得多、安全得多。 堤前护底，因波浪产生的底流速度数值较大，经过模型试验验证，采用的护底块石重量比港 工规范规定的数值要大。
4 模型试验成果和建议
为了保证核电厂海域工程建、构筑物的可靠与安全以及设计方案的合理性，设计中曾委托国 内权威科研单位对海域工程的总体布置、防波堤结构断面的稳定性、越浪量及抗震性能试验 等多项内容进行模型试验(含数学模拟)。根据模型试验的结果对所提出的设计方案进行了相 应的调整和修正。
41 对防波堤在波浪作用下的稳定性及越浪程度的评价
(1)在设计高水位、校核高水位及相应波浪的作用下，除堤前护底块石有个别失稳现象以外 ，防波堤结构断面均是稳定的；此时，防波堤基本不越浪，厂区护岸不上水。
(2)在DBF设计基准洪水位及相应的波浪作用下，防波堤护面块体有少量发生位移或下滑，但 未发生滚落；上部胸墙位移变形较明显，堤顶路面和背坡栅栏板护面局部受到损坏，但防 波堤总体仍保持稳定，不丧失其防浪功能。
(3)在DBF设计基准洪水位及相应的波浪作用下，防波堤、厂区护岸的越浪量。
由于在DBF设计基准洪水位情况下，防波堤胸墙产生较为明显的位移和倾斜，堤前护 底块石也有失稳情况发生，建议设计采取措施予以加强。
根据以上试验情况，设计对护底块石重量由原定的100～200kg加大到300～500kg，堤顶胸墙 断面也做了适当的调整。42 对斜坡堤抗震性能的评价按HAF0102，防波堤的抗震稳定采用滑动面法(准静力法)和有限元法进行试验。防波堤地基 及 抛石料的物理参数通过静、动三轴试验求出，采用邓肯棗张模型参数以及等价线性化模型 参数。防波堤的稳定性分析，按《水工建构筑物抗震设计规范》(送审稿)，采用承载力极限状态设 计公式，应用简化的毕肖普法进行分析。考虑到与核安全有关构筑物的特殊要求，采用的安 全系数参照了日本有关标准进行确定。计算结果列于表7：表中计算结果表明，计算低水位和设计高水位深层滑动与浅层滑动等各种工况的安全系 数都比较接近，且都满足要求。此外，防波堤的物模试验结果还表明。当斜坡堤上部结构开始位移、变形时的加速度为09 5g，而SL-2地震工况时的加速度约为048g。足以说明斜坡堤具有较高的抗震稳定性。而相 同工况的沉箱式直立堤方案，在规定正弦波或人工波的作用下，当激励波的频率接近或低于 堤体的基本频率时，箱体出现了沿基床面向前滑移的情况，这说明直墙堤的抗震性能较差。
