Видове пристанищни съоръжения
Пристанището е комплекс от хидротехнически, инфраструктурни и технологични съоръжения. Основните елементи са: акватория (водната площ), защитни съоръжения (вълноломи, молове), причални съоръжения (кейове, понтони, заплавни кули), подходен канал (при плитки води) и наземна инфраструктура (складове, кранове, пътища).
Вълноломи и брегозащитни съоръжения
Насипни вълноломи
Насипният вълнолом е хидротехническо съоръжение, изградено от скален насип (rubble mound), чиято цел е да разсее и отклони морските вълни, защитавайки пристанищната акватория. Напречният профил включва: каменен насип от дребен и среден камък, покрит с тежки защитни блокове (tetrapod, cube, dolos или масивен камък). Защитните блокове са масивни – 5 до 150 тона, и са проектирани да поемат ударите на вълните без изместване.
Оразмеряването на вълнолома е сложна хидравлична задача – трябва да се определи размерът на блоковете за максималната очаквана вълна (обикновено с период на повторяемост 50–100 години). Формулата на Hudson е стандартът за оразмеряване.
Бетонни вертикални стени
При по-малки вълни или при дълбока вода се прилагат вертикални бетонни вълноломи – по-компактни, но скъпи и чувствителни към екстремни вълни. При силно вълнение е рискът от провал по-голям от насипните вълноломи.
Кейови стени
Кейовата стена е вертикалната конструкция, до която акостират корабите. Тя трябва да поема: натоварването от корабите (болтови сили, натиск на корпуса), натоварването от крановете и товарите на кея, земния натиск зад стената и хидростатичното налягане.
Масивни гравитационни кейове
Гравитационните кейове са изградени от масивни бетонни или каменни блокове, разчитащи на собственото тегло за устойчивост. Традиционен тип, лесен за изпълнение при плитки води. Сглобяеми бетонни каъсони (caissons) се изработват на суша, транспортират с плавателни съдове и потапят на точното място – ефективен и широко прилаган метод.
Пилотни кейове
При дълбоки или меки дъна пилотните кейове са по-подходящи. Стоманени или стоманобетонни пилоти се забиват или бурят в морското дъно, а горната плоча (deck) се изгражда върху тях. Пилотните кейове са „прозрачни" за морските течения – не се образуват значителни нагрупвания на наноси. Подходящи за открити пристанища с течения.
Шпунтови кейове
Стоманените шпунтове образуват водоплътна стена, зад която се насипва кей-насипа. Анкерирани шпунтови кейове са икономично решение при умерени натоварвания и ограничена дълбочина. Широко се прилагат при рибарски пристанища и марини.
Специфики на строителство в морска среда
Агресивна морска среда
Морската вода е изключително агресивна за стоманата (висока концентрация на хлоридни йони) и за бетона (сулфатна агресия). При стоманените конструкции са задължителни: катодна защита (жертвени аноди или импресирано течение), защитни покрития и периодична поддръжка. При бетонните конструкции са необходими: специален цимент (сулфатоустойчив), добавки за водонепропускливост, ниско водно-циментово отношение и защитен слой минимум 70–80 мм.
Подводни изкопни работи
Задълбочаването на пристанищните канали и акватории изисква подводно изкопаване – драгиране. Основните видове драги са: всмукателни (cutter suction dredger) – засмукват морското дъно с помпа, гребачни (trailing suction hopper dredger) – движат се бавно и засмукват дъното в собствения хоперен трюм, и черпачни (grab dredger) – с кран и грайфер за по-твърд материал. Драгираният материал може да се изхвърли в морето (при чист материал), да се използва за насипване на нови терени или да се депонира на суша.
Логистика при морско строителство
Строителството в морска среда изисква специализиран флот: понтони и баржи за транспорт на материали и оборудване, кранови баржи, скафандристи за подводни работи и специализирани монтажни плавателни съдове. Метеорологичните условия (вятър, вълни, видимост) директно ограничават производителността – лошото море спира работата за дни.
Брегоукрепване
Морската ерозия на бреговете е глобален проблем, засилен от климатичните промени. Методите за брегоукрепване включват: скален насип (revetment) по откоса на брега, подпорни стени от скала или бетон, буни (groyne) – напречни съоръжения, задържащи пясъка, изкуствено захранване с пясък (beach nourishment) – добавяне на пясък от морското дъно. При Черноморското крайбрежие на България брегоерозията е сериозен проблем, засягащ курортни зони и пристанища.
Пристанищата в България
България разполага с две национални пристанища: Варна и Бургас, обслужващи значителен товарен и пасажерски трафик. Дунавският бряг е осеян с речни пристанища – Видин, Лом, Оряхово, Свищов, Русе, Силистра. Дунавските пристанища работят в специфична хидроложка среда – значителни сезонни колебания на водното ниво (до 10 м в крайни случаи) изискват адаптирани причални съоръжения.