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LNG工程取水泵房结构形式的选择

2024-04-12 3次
摘要:LNG工程的取水结构形式,要根据取水泵房的规划位置及现状,综合考虑技术及经济因素来确定。取水泵房在码头陆域回填区的,泵房可以和码头陆域回填结合,采用沉箱的形式:取水泵房在码头前沿且陆域已经形成的,可以采用沉井的形式:远离岸边的取水泵房,可以采用大开挖方法施工,泵房采用现浇形式。取水结构选择合适的形式,采用成熟的施工工艺,不仅能降低施工难度,减小对周边环境的影响,还能节约项目成本,缩减工期。

取水结构是LNG(液化天然气)接收站重要的组成部分。通常情况下,取水泵房不仅要给 LNG 气化器供水,还要提供厂区消防用水。

取水区域平面布置本着有利生产、便于管理、节约用地、经济合理的原则,结合建设场地的具体情况进行总平面布置,并严格遵守国家现行的规划、防火、防爆、安全等规程、规范以及技术标准。

取水结构设计应充分考虑到当地的自然条件,气候条件等,在利用地方材料和资源的同时,积极合理地采用新技术,新材料,新结构,努力做到技术先进,经济合理,安全适用。设计时需认真进行方案比较,选择合理方案。

目前应用较多的取水结构有沉箱、沉井、现浇结构(大开挖方法施工)。下面列举三个工程实例来说明每种结构的适用条件及各自的特点。

取水结构采用沉箱的案例

漳州LNG 拟建场地位于福建省漳州龙海市隆教多流会村兴古湾,该海区位处福建南部沿海丘陵地带,地貌类型复杂,整个海岸岬角与海坳相间,岸线蜿蜒曲折基岩海岸现代海蚀作用较弱,海岸相对稳定。场地地处水下岸坡带,近岸局部地段为潮间带。海底地面标高约5.1~-17.30m(根据钻孔标高):地形总体由北向南由岸侧向海侧逐渐变深。

根据本次勘探揭露的各岩、土层的地质时代、成因类型、埋藏深度、空间分布发育规律、物理力学性质指标及工程地质特征,将场地地层自上而下划分为3个大层及其相应的亚层。各岩、土层的工程地质特征分述如下:

Ⅵ 全风化层:

灰绿色或灰白色,湿,密实。原岩结构完全破坏,已经风化成粘性土和砂土状,手捏易散,遇水易软化。在 22 孔揭露的全风化层母岩为花岗岩,在24孔揭露的全风化层母岩为火山熔岩。该层在场地内,仅在Z224 孔有揭露,其余孔未见发育。顶板标高一般为4.8~-4.9m,厚度一般为0.4~0.8m。实测标准贯入试验击数一般为 43击。

W1散体状强风化花岗岩:

褐黄色为主,密实。原岩结构基本破坏,风化严重,大部分已风化成砂土状或砂土混砾石状,混少量黏性士成分,遇水易软化崩解,手搓可散,岩芯具散体状结构。该层在勘察区分布较少,仅在2125 孔有揭示,顶板标高一般为-5.5~-5.6m,厚度一般为 0.4~0.8m。实测标准贯入试验击数一般为>50击。

2碎块状强风化花岗岩:

灰黄色为主,硬。原岩结构较清晰,风化较严重,大部分已凤化成碎块状,局部为砂砾状,手掰可沿裂隙面破碎,岩芯具碎裂状结构。该层在勘察区分布较少,仅在 2224 25 孔有揭示,顶板标高一般为-4.3~5.9m,厚度一般为 0.4~0.6m

1中等风化火山碎屑岩:

灰黑色,硬。由部分风化的长石、石英及火山碎屑等组成,岩石敲击声哑,节理裂隙发育,岩芯较破碎,呈柱状、碎块状,局部呈长柱状,岩石表面有孔洞。该层仅在 Z428pZ2 pZ3 有揭示,厚度未揭穿,顶板标高一般为-4.3~-8.8m,揭示厚度为 2.4~5.1m。岩体基本质量等级为I级,局部为级。Ⅷ2中等风化花岗岩:

灰白色,坚硬。主要成分为长石、石英、及云母,原岩结构清晰,节理裂隙不发育,局部较发育,沿裂隙面见有风化痕迹和铁锰质浸染痕迹,锤击声较脆:金刚石钻进缓慢,岩芯多呈短柱、长柱状。该层在拟建区域大部分钻孔有揭示,顶板标高一般为-4.3~-6.7m,层厚均未揭穿,已揭示厚度一般为4.0~6.5m。岩体基本质量等级为级。

结合工程区域的地形、地质和水文等自然条件,对鸡屎礁东、西两侧的建设条件作了比较,鉴于鸡屎礁西侧港池范围岩面埋深较浅,存在较大炸礁量,故将工程位置选择在鸡屎礁以东。

整个厂区围海造地而成,拟建取水口位于漳州LNG接收站南护岸,取水结构由取水口、取水箱涵、取水泵房组成,工程可研阶段取水工作就已经展开,当时厂区正在进行护岸的抛填工作,为了节省工程造价,泵房采用沉箱结构,取水结构和填海造地工程相结合。前期在南护岸留出取水沉箱的施工通道,待沉箱安放之后护岸合拢,再回填该区域。取海水泵房零米标高为8.80m底板底标高-6.90m,室内外高差为 300mm,泵房底部少量炸礁。取水沉箱顶标高5.80m,预留 3m 接高,待厂区回填结束,有工作面以后再进行现浇工作。本工程取水泵房位于 LNG 码头前沿,取水泵房应用沉箱结构,与填海造地工作相结合,避免了二次开挖,解决了码头前沿深基础止水难的问题。

取水结构采用沉井的案例

广东珠海金湾LNG(液化天然气)接收站位于珠海市,高栏岛平排山海域,位于九丰 LPG(液化石油气)码头南侧,该区域规划为危险品作业区。码头水域开阔天然掩护条件较好,一般情况下风浪较小,泥沙回淤强度较小。LNG 接收站的 ORV(开架式气化器)的热源为海水,因此 LNG 取排水工程是 LNG 接收站的一个重要结构组成部分,直接关系到ORV汽化工艺的正常运行。场区位于滨海近岸地带,海底标高在-3.5~-6.0米之间,海底自岸线向海侧缓缓降落倾斜。场地为浅海岸滩填石,强夯平整而成,东北面岸域属于低山丘陵地貌丘陵顶部标高约 90 米,相对高度约 50~80 米,临海侧丘陵坡度陡峭,可见基岩直接出露。海岸线经开山填筑,形成宽约 30米,较为平坦的地带,岸坡已筑有砌石护岸,并且大部分岸坡抛筑有扭王块,岸坡稳定。前期已完成陆域形成,采用回填开山土石、水上插板堆载预压方案。处理后地面平均标高在6.0m 左右。接收站为围海造地形成,整个厂区的抛石护岸及扭王块防波护面施工基本完成,接收站厂区室外自然标高为 7.50m在取海水泵房范围内回填中粗砂,中粗砂回填底面长度 X 宽度=110mX60m,回填沙区外边界距离海堤轴线25m,从原海床回填至 3.450m 标高,其上堆载开山石至标高 10.750m 左右进行堆载预压。堆载预压已经完成。

取海水泵房零米标高为7.750m,室内外高差为250m,底板顶标高-5.050me

取海水泵房各分部工程施工次序:砂垫层,沉井制作,下沉,封底,888048理财婆-理财婆169292三肖三码-理财婆169292将慈善进行到底-理财169292网站彩民一码-169292理财婆绿色关爱公益浇筑底板,地下二次结构接高,浇筑顶板,其他设备基础。

根据工程地质和设计计算,沉井采用施工方法采用不排水法下沉,沉井分三次制作,第一节高磨4.3m,第二、三节高度 4.5m,一次下沉。沉井制作前必须将泵房区域在中粗砂之上花岗混合岩填石层(粒径5~30cm,部分粒径超过50cm)清除,将砂垫层回填至标高-3.3m 并将区域整平、压实,铺设承垫术,砂垫层厚度,承垫木间距等应根据现场情况和制作重量经计算确定,控制沉井制作的地基沉降,确保结构安全沉井下沉前,应对封底及底板接缝部位凿毛处理。然后分节预制沉井,待井壁混凝土强度达到设计强度后,抽除承垫木,开始采用人工挖土下沉,待沉井沉至地下水位附近可采用水力机械冲泥、吸泥机排出泥浆,同时向沉井中灌水,保证井内水位高于井外水位1~2m,进行不排水下沉。当沉井下沉至设计标高后,停止挖土,清除井底浮泥,浇筑水下混凝土封底。封底混凝土最小厅度1500mm。施工过程中严格按照设计要求和施工规范进行施工,确保顺利完成泵间地下部分沉井施工。

沉井下沉过程中,每8小时至少测量2次下沉速率和平面位置,接近设计标高时两小时一次,当下沉速率较快时,应加强观测。如发现偏斜及位移时,应及时纠正,正常下沉过程中,如四角控制点的高差>10cm,即要求纠偏,纠偏时以井内挖土高差<1为宜,不得过大。刃脚下的土塞一定要控制好,因该土体被破坏极易产生涌土,所以挖靠井壁时,锅底位置应控制好,稳定好井壁外圈土体,同时对井壁外圈流失的土体应及时回填好。做好沉井下沉中的记录工作,画出下沉速率图,并整理好与沉井下沉相对的关系图,为终沉阶段的施工提供可靠数据依据。沉井最大下沉速率不得大于50cm/d.

实际沉井下沉过程中,遇到了开山石抵住刃脚导致无法下沉的情况,此时要借助长臂挖掘机,清除块石靠近西护岸一侧局部出现了涌水涌砂,此时在西护岸侧做止水帷幕,减小涌水量,保证沉井顺利下沉。

本工程取水泵房采用沉井结构,尽管在泵房区域回填了中粗砂,但实际下沉过程中还是遇到了开山石,所以做地质勘查的时候,钻孔应尽量多的布置在隔墙上,避免刃脚下出现块石。沉井施工工艺成熟,虽然做了局部的止水帷幕,但其占整个取水区域的投资比例较小,安全适用。

取水结构采用现浇结构的案例

深圳 LNG 接收站位于深圳东部大鹏湾的东北岸,深圳大鹏湾北岸迭福村,属龙岗区大鹏镇管辖。东北方向距大鹏镇约 5km,西北方向距深圳市区约33km

按照深圳 LNG 项目的总体规划,海水取水口布置在港口码头栈桥的东南侧海岸边,此处地形特点是海岸陡峭,岩石山体下即为大鹏湾海域,水面以下海底坡度较大,在距海岸边 170m 左右即为海域的深水区。取海水泵房布置在接收站西北角,此处距离海水出口闸门井最近。

 

海水输送路径:由于LNG 接收站站址距离海滨有800m左右的距离,从海水取水首端至泵站约有1000m的距离,此段距离的输水方式:从取水戽头开始经过186m 长的方涵式的引水方涵。引水方涵之后通过闸门井与输水隧洞相衔接。海水通过输水隧洞自流至LNG厂区内,隧洞出口通过一座闸门井与泵房的前池相连,此前池为梯形封闭式钢筋混凝土结构,前池的上游侧与隧洞出口的沟道相接,前池的下游侧与取水泵房衔接,其尺寸与泵房相匹配。

取水泵房顶标高 4.808m,场地整平标高 4.508m,泵房底板底标高-8.584m,设计高水位2.28m,设计低水位0.35m。取水泵房采用现浇结构,由于泵房区域地下水位较高,泵房地下结构埋深较深,为保证泵房地下结构施工,需在泵房地下结构施工前,在泵房基坑周围设置高压喷射注浆止水帷幕墙止水。在止水帷幕墙施工完毕后即可进行基坑开挖,开挖采用自然放坡式,开挖过程中采用坑内周围设置明沟加集水坑的降水。基坑开挖完毕后即可进行泵房地下部分的土建施工,当泵房地下部分的混凝土强度达到 100%时即可同时进行基坑回填、泵房上部土建结构的施工及设备安装。

本工程取水泵房距离海岸线 800米左右,场地从上到下土层为杂填土、含有机质粉砂、淤泥质粉质粘土含卵石砾砂、强风化中粒花岗岩,泵房底板落在含卵石砾砂和强风化中粒花岗岩上,采用了先做止水帷幕,再开挖的方式,泵房本体为现浇结构,工艺简单,难度集中在深 13m 888048理财婆-理财婆169292三肖三码-理财婆169292将慈善进行到底-理财169292网站彩民一码-169292理财婆绿色关爱公益多的基坑施工和基坑排水上。

结语

LNG 工程的取水泵房大多布置在码头前沿或者离岸很近的位置,取水设计工作应尽早开展,因为取水结构的选择受场地现状的限制。如果场区需要填海造地形成,那么取水泵房可以选择沉箱结构,和填海造地工程结合,利用防波堤或者护岸的施工船舶,在早期就把沉箱安放就位,后期接高,做上部结构和设备基础:如果场区已经形成,满足沉井施工的条件,首选沉井结构:如果泵房离岸较远,可以通过施工措施降低基坑内的地下水位,可以选择现浇结构:如果是在岸边,想要制造干施工的条件做现浇泵房,可以通过临时围堰的方式,但围堰的工程造价较高,围堰止水同样是难题,除非是其他方法都行不通,否则不建议做围堰。以上通过三个工程实例介绍了不同取水结构的适用情况,现实工程中,沉箱和沉井应用较多,施工技术成熟,安全可靠,节约投资,对类似工程具有普遍的参考借鉴意义。

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