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第0章 引言1

0.1概述2

0.2地理4

0.3生态环境5

0.4法定管辖6

0.5离岸施工的各方关系与次序7

0.6典型的海洋结构物及其合约11

0.7设计与施工的相互影响15

第1章 海洋和离岸施工的物理环境因素17

1.1概述18

1.2距离与深度18

1.3静水压与浮力19

1.4温度20

1.5海水和海洋-大气的界面化学22

1.5.1海洋生物22

1.6海流24

1.7波浪和涌浪29

1.8风和风暴37

1.9潮汐和风暴潮40

1.10雨、雪、雾、浪花、大气结冰和闪电42

1.11海冰和冰山44

1.12地震活动、海震和海啸49

1.13洪水51

1.14冲刷51

1.15 淤积和推移质52

1.16怠工和恐怖行为53

1.17船舶交通53

1.18火灾和烟气54

1.19意外事件54

1.20全球变暖55

第2章 岩土因素：海底土和海积土57

2.1概述58

2.2密实沙61

2.3土的液化62

2.4石灰质沙62

2.5海底的冰碛物和砾石63

2.6超固结淤泥64

2.7海底永久冻土和笼形包合物65

2.8北极松软淤泥和黏土65

2.9冰蚀和冰举丘66

2.10甲烷气体67

2.11泥浆和黏土67

2.11.1水下黏土斜坡68

2.11.2打桩时黏土的“再固结”69

2.11.3短期承载强度69

2.11.4疏浚69

2.11.5取样70

2.11.6贯入70

2.11.7黏土的固结；强度的提高70

2.12珊瑚及类似生物成因的泥土：胶结土、冠岩71

2.13非胶结沙72

2.14水下沙丘（“巨型沙丘”）74

2.15基岩露头75

2.16卵石76

2.17深海砾石沉积76

2.18海底软泥77

2.19海底不稳定性和滑动；浊流77

2.20冲刷和侵蚀78

2.21总结79

第3章 海上施工的生态和社会影响81

3.1概述82

3.2油类和石油产品82

3.3有毒化学品84

3.4受污染的土84

3.5施工废弃物85

3.6水体混浊85

3.7沉积物运移、冲刷和腐蚀86

3.8空气污染87

3.9海洋生物：哺乳动物和鸟类、鱼类及其他生物群87

3.10蓄水层89

3.11噪声89

3.12高速公路、铁路、驳船和空中交通90

3.13现有结构物的保护91

3.14液化作用93

3.15公众安全和第三方船舶93

3.16考古问题94

第4章 海上结构物的材料和制造96

4.1概述97

4.2海洋环境中的钢结构物97

4.2.1钢材料98

4.2.2制造与焊接99

4.2.3结构钢装配104

4.2.4涂层与钢结构的腐蚀防护108

4.2.5高性能钢111

4.3结构混凝土111

4.3.1概述111

4.3.2混凝土拌和料与性能112

4.3.3混凝土的输送和浇筑120

4.3.4养护121

4.3.5钢筋121

4.3.6预应力钢筋束和附件126

4.3.7预埋件129

4.3.8用于海上结构物混凝土的涂料130

4.3.9施工缝131

4.3.10模板成型和支架132

4.3.11允差134

4.4钢-混凝土混合结构134

4.4.1混合结构134

4.4.2复合结构135

4.5塑料、合成材料、合成物137

4.6钛材料140

4.7石料、沙料和柏油-沥青材料141

第5章 海洋和离岸施工设备144

5.1概述145

5.2航道中的基本运动146

5.3浮力、吃水和干舷148

5.4稳性149

5.5破损控制153

5.6驳船156

5.7起重船161

5.8离岸浮吊（全回转式）166

5.9半潜式驳船169

5.10自升式施工驳船173

5.11下水驳船177

5.12双体驳船179

5.13挖泥船181

5.14铺管船187

5.15供给船191

5.16布锚艇192

5.17拖船192

5.18钻探船194

5.19交通艇195

5.20浮式混凝土搅拌船195

5.21塔式起重机196

5.22特种设备197

第6章 海洋作业199

6.1拖带200

6.2系泊索具和锚209

6.2.1系泊缆209

6.2.2锚210

6.2.3系泊系统216

6.3海上重载搬运224

6.3.1概述224

6.4海上人员运输234

6.5水下干预、潜水、水下作业系统、遥控机器人和机械手237

6.5.1潜水237

6.5.2遥控机器人245

6.5.3机械手247

6.6水下混凝土灌注和灌浆248

6.6.1概述248

6.6.2水下混凝土拌和料248

6.6.3导管灌注水下混凝土的浇筑250

6.6.4水下灌注用特殊外加剂255

6.6.5预填骨料灌浆法258

6.6.6泵送混凝土和沙浆259

6.6.7基底水泥浆260

6.6.8可以将力从桩传递到套管和导管架腿柱的水泥浆261

6.6.9低强度水下混凝土262

6.6.10小结262

6.7近海测量、导航和海底测量263

6.8临时增加浮力270

第7章 海底整治和改善273

7.1概述274

7.2坡度和位置的控制276

7.2.1现存条件的确定276

7.3海底清淤、障碍物清除和整平277

7.4坚硬物质和岩石的挖掘与清除287

7.5水下填筑292

7.6软土的固结与加强299

7.7防液化302

7.8防冲刷303

7.9结语308

第8章 海洋和离岸结构沉桩310

8.1概述311

8.2钢管桩的制造315

8.3桩的运输317

8.4桩的安装施工319

8.5增加贯入深度的方法344

8.6植入桩348

8.7锚固于岩石或硬质地层349

8.8高承载力桩测试350

8.9工字钢桩351

8.10增强桩的刚度和承载力352

8.11预应力混凝土圆柱桩352

8.12海上中转码头的桩的搬运和定位356

8.13钻孔灌浆桩358

8.14引孔沉管灌注桩、钻孔竖井365

8.15其他安装施工经验376

8.16难处理土层中的沉桩377

8.17改进打入桩承载力的其他方法378

8.18地下连续墙、割排桩墙和切排桩壁380

8.19钢板桩381

8.20振动锤383

8.21微型桩383

第9章 港口、河流和河口结构物386

9.1概述387

9.2港口结构物387

9.2.1类型387

9.2.2桩承结构物387

9.2.3驳岸、码头岸墙397

9.3河流结构物402

9.3.1说明402

9.3.2板桩格形结构物403

9.3.3“吊放安装”预浇混凝土壳体——“湿式”施工407

9.3.4浮动安装混凝土结构物409

9.4水上桥墩的基础416

9.4.1概述416

9.4.2开口沉箱417

9.4.3气压沉箱419

9.4.4重力基座沉箱（箱形沉箱）420

9.4.5桩承箱形沉箱433

9.4.6大直径管桩436

9.4.7桩与基础座（桩冒）的连接448

9.4.8引孔沉管灌注钻孔竖井（桩）448

9.4.9围堰449

9.4.10桥墩的保护性结构物457

9.4.11扩底墩459

9.5水下预制隧道（管）460

9.5.1说明460

9.5.2钢-混凝土复合式隧道管片的预制461

9.5.3全混凝土管片的预制462

9.5.4槽沟施工464

9.5.5管片安装465

9.5.6底填和回填466

9.5.7入口连接467

9.5.8桩承隧道467

9.5.9水下悬浮隧道467

9.6风暴潮挡闸468

9.6.1说明468

9.6.2“威尼斯”风暴潮挡闸469

9.6.3“东斯海尔德”风暴潮挡闸471

9.7水流控制结构物479

9.7.1说明479

9.7.2温度控制装置479

第10章 海岸结构物481

10.1概述482

10.2海水出水口与入水口482

10.3防波堤492

10.3.1概述492

10.3.2抛石防波堤493

10.3.3沉箱式防波堤和沉箱式人工岛499

10.3.4板桩格形防波堤500

10.4海上中转码头502

第11章 离岸平台：钢导管架和钉桩520

11.1概述521

11.2钢导管架建造523

11.3装载、绑扎和运输524

11.4从运输驳船上搬动钢导管架；吊起；下水534

11.5导管架扶正544

11.6海底安装548

11.7桩和导管的安装551

11.8甲板安装554

11.9实例557

11.9.1实例1——本州平台557

11.9.2实例2——科纳克平台561

11.9.3实例3——赛尔维扎平台570

第12章 混凝土离岸平台：重力基座结构物574

12.1概述575

12.2各施工阶段583

12.2.1阶段1——施工坞583

12.2.2阶段2——筏基施工584

12.2.3阶段3——驳出588

12.2.4阶段4——深水施工位置的系泊589

12.2.5阶段5——深水位置处的施工590

12.2.6阶段6——竖井的施工600

12.2.7阶段7——拖带至深水配合位置605

12.2.8阶段8——甲板结构物的施工606

12.2.9阶段9——甲板的运输608

12.2.10阶段10——为甲板配合而将下部结构沉入水中609

12.2.11阶段11——甲板配合611

12.2.12阶段12——连接614

12.2.13阶段13——拖带至安装施工位置615

12.2.14阶段14——现场安装施工620

12.2.15阶段15——导管的安装施工626

12.3施工的替代概念627

12.4底基层施工632

12.5平台重新安置633

12.6混凝土-钢混合平台633

第13章 永久性浮式结构物636

13.1概述637

13.2混凝土浮式结构物的预制641

13.3混凝土性能对浮式结构物的特殊重要性645

13.4施工建造和下水647

13.5浮式混凝土桥梁650

13.6浮式隧道651

13.7半潜平台651

13.8驳船652

13.9浮式飞机场654

13.10永久性浮式服务结构物655

13.11小游艇船坞656

13.12大型船舶停泊码头657

13.13浮式防波堤657

13.14水上拼装658

第14章 海洋和离岸施工技术的其他应用661

14.1概述662

14.2单点系泊663

14.3铰接柱676

14.4海底基盘679

14.5水下储油船683

14.6拖缆布置、系泊浮标和海底部署685

14.7海洋热能转换686

14.8低温液化天然气和液化石油气的离岸进出口中转码头689

14.8.1概述689

14.9海上风电基础693

14.10波浪发电结构物694

14.11潮汐发电站694

14.12屏障墙695

14.13防波堤696

第15章 海底管线的铺设698

15.1概述699

15.2常规S形铺管船703

15.3底拖法722

15.4卷筒式铺管船731

15.5水面浮标733

15.6受控式水下漂浮（受控式海面漂浮）734

15.7受控式底拖曳735

15.8平台的J形管法737

15.9驳船J形铺管738

15.10带可折叠浮标的S形铺管法739

15.11束管739

15.12定向钻孔（水平钻孔）740

15.13冰下铺管740

15.14管线的保护：掩埋和覆盖岩石741

15.15 管线的支撑750

15.16液化天然气和液化石油气的低温管线751

第16章 塑料及复合管线和电缆752

16.1复合材料和塑料制海底管线753

16.1.1高密度聚乙烯管线753

16.1.2纤维增强玻璃管756

16.1.3复合柔性管线和立管756

16.2电缆铺设757

第17章 组块施工760

17.1概述761

17.2模块装配761

17.3连接764

17.4全甲板的巨型模块和运输767

17.5浮托甲板结构物768

17.5.1运送和安装施工768

17.5.2 Hi-Deck法769

17.5.3法国“智能”系统770

17.5.4万都平台771

17.5.5其他方式771

第18章 海洋结构物的修复773

18.1概述774

18.2修复的管理原则775

18.3钢结构物的修复776

18.4锈蚀钢质构件的修复780

18.5混凝土结构物的修复781

18.6基础的修复787

18.7火灾破损789

18.8管线修复789

第19章 加固现有结构物793

19.1概述794

19.2离岸平台、中转码头、构件和配件的加固794

19.3增加现有桩的轴向承载力797

19.4利用土-结构物的相互作用提高桩和结构物的横向承载力801

19.5安装穿透混凝土壁的管道803

19.6抗震改进805

第20章 拆除和救捞808

20.1离岸平台的拆除809

20.2带桩结构物（中转码头、栈桥、浅水平台）的拆除810

20.3桩承钢质平台的拆除812

20.4混凝土重力基座离岸平台的拆除817

20.5救助技术的新发展819

20.6港口结构物的拆除819

20.7沿岸结构物的拆除820

第21章 可施工性822

21.1概述823

21.2离岸结构物的各施工阶段824

21.3可施工性原理828

21.4建造的设施和方法829

21.5下水830

21.5.1下水驳船830

21.5.2运输提升831

21.5.3干船坞内的施工831

21.5.4港池施工832

21.5.5从船台或下水驳船中下水832

21.5.6压沙834

21.5.7滚动835

21.5.8以千斤顶降低835

21.5.9通过压舱法使驳船下水835

21.6浮动装配和接合837

21.7材料选择及程序838

21.8施工程序839

21.9通道846

21.10公差848

21.11测量控制850

21.12质量控制和保证851

21.13安全性852

21.14施工控制：反馈和修正853

21.15应变规划855

21.16手册856

21.17现场施工图858

21.18风险和可靠性评价859

第22章 深海施工865

22.1概述866

22.2对深海作业的思考及其现象867

22.3深海施工技术868

22.4用于深海的材料性能870

22.5深海平台：顺应式结构物877

22.5.1说明877

22.5.2拉索塔877

22.5.3 顺顺应式（柔性）塔881

22.5.4铰接塔884

22.6张力腿平台885

22.7深水浮筒平台887

22.8船形浮式生产储卸装置888

22.9深海系泊888

22.10深海海底的施工作业893

22.11深海管道铺设896

22.12海底完井899

22.13深海桥墩900

第23章 北极海洋结构物905

23.1概述906

23.2海冰和冰山907

23.3大气条件911

23.4北极海底和岩土工程912

23.5海洋学915

23.6生态因素916

23.7物流与作业917

23.8北极近海中的土方工程919

23.9冰质结构物924

23.10北极的钢质和混凝土结构物926

23.10.1钢塔平台926

23.10.2沉箱式人工岛927

23.10.3浅水重力基座沉箱928

23.10.4自升式结构物929

23.10.5坐底式深水结构物929

23.10.6浮式结构物931

23.10.7油井保护器和海底基盘933

23.11结构物在北极的部署933

23.12现场安装936

23.13冰情测量与冰层控制947

23.14耐久性949

23.15 可施工性950

23.16管线施工952

23.17北极动态954

缩略语956

参考文献960

作者简介963

主审简介964

索引965