LNG接收站取水口設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)

1、LNG 接受站取水口設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)摘要：本文全面系統(tǒng)地分析了天津某LNG項(xiàng)目配套碼頭工程取水口項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)方 案的形成進(jìn)程選擇條件及優(yōu)缺陷并且詳細(xì)地介紹了大開(kāi)挖加樁基形成取水口管 涵復(fù)合地基的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工情況為水運(yùn)工程類(lèi)似項(xiàng)目的實(shí)施提供了借鑒關(guān)鍵詞：LNG碼頭；接受站；取水口；管涵；大開(kāi)挖；圍埝；復(fù)合地基引言在我國(guó)水運(yùn)行業(yè)大型原油LNG及LPG 等碼頭的建設(shè)中，碼頭及庫(kù)區(qū)或接受站等工程往往是大的系統(tǒng)工程通常由專(zhuān)業(yè)的水運(yùn)設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)港口碼頭及航道部分的研究主要囊括進(jìn)港航道港池碼頭及連接碼頭與陸域的引橋等部分的總平面部署、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、消防以及護(hù)岸設(shè)施（護(hù)岸、防浪墻、海水取排水口、海水消防系統(tǒng)取

2、水口等水工結(jié)構(gòu)設(shè)施等的設(shè)計(jì)研究工作石化領(lǐng)域的設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)接受站輸氣管線及項(xiàng)目總體工程的設(shè)計(jì)研究工作而其中接受站需要的取排水口工程位于碼頭處通常兩家設(shè)計(jì)單位會(huì)有比較多的設(shè)計(jì)交叉尤其是取水口為了保證在極端低水位情況下可以取到足夠的水量往往設(shè)置的取水口徑較大高程較低其部署會(huì)影響到碼頭的部署及船舶作業(yè)因而其設(shè)計(jì)及施工往往是整個(gè)工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一在我公司完成的天津某 LNG接受站項(xiàng)目港口碼頭工程中關(guān)于取水口的設(shè)計(jì)方案及施工措施就非常有特點(diǎn)既保證了設(shè)計(jì)方案的合理可行及工期，同時(shí)也為同類(lèi)型的項(xiàng)目提供了借鑒。1 工程背景226.63 LNG 泊位，1 個(gè)工作船泊位，并且囊括取排水口、火炬平臺(tái)、護(hù)岸等水工設(shè)施，

3、碼頭近期設(shè)計(jì)運(yùn)量 220 萬(wàn)本項(xiàng)目碼頭為順岸部署根據(jù)接受站平面部署及碼頭平面部署的需要將取水口部署在西側(cè)LNG泊位與工作船泊位之間，其相關(guān)于位置見(jiàn)下圖1。根據(jù)接受87 500 m /h。3圖 1 取水口與碼頭位置關(guān)系3.0mm 的連體管涵，為了保證在極端低水位-1.29 m （以當(dāng)?shù)卣撟畹统泵嫫鹚悖峦r(shí)取水量的要求，管涵內(nèi)底高程為-7.0 m4.5 m7 m14.4 m6m m-7.0 m。此外，根據(jù)管涵工藝設(shè)計(jì)8 cm201232820131030 日全部完工，并且且完成了碼頭岸坡的挖泥工作，而接受站二期工程取水口方LNG 泊位 220075.0 mm2。圖 2 半圓體圍埝結(jié)構(gòu)示意20

4、m 的距-14.5 m20 m工方式不適合于本項(xiàng)目的應(yīng)用。取水口設(shè)計(jì)及施工方案比選鑒于本項(xiàng)目的特殊性，在項(xiàng)目取水口的設(shè)計(jì)上考慮了兩種方案。根據(jù)取水口工藝設(shè)計(jì)單位提供的平面部署首先在半圓體防波堤軸線陸側(cè)實(shí)施基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)（該區(qū)域剛成陸，上部約9 m 充填袋，下部為淤泥，成槽施工困難），關(guān)于半圓體做止水處理，形成封閉的施工區(qū)域，基坑開(kāi)挖至-9.0m左右后抽取圍埝內(nèi)的水體然后干地進(jìn)行陸側(cè)鋼筋混凝土管涵連接井及陸域引水暗涵的施工，最后基坑回填。在回填結(jié)束后進(jìn)行半圓體的拆除、暗涵基礎(chǔ)開(kāi)挖再水上施工半圓體外側(cè)的管涵延伸取水管涵至取水口頭部采用打樁船打樁做復(fù)合地基方式做管涵基礎(chǔ)，預(yù)制、安裝管涵結(jié)構(gòu)，最后恢復(fù)防

5、波堤，完成取水連接井及引水管涵結(jié)構(gòu)的全部施工。案，水上進(jìn)行管涵的施工。65萬(wàn) m ，開(kāi)挖后全部采用水上船舶作業(yè)施工，打樁做復(fù)合地基，預(yù)制、安裝連接3井和引水管暗涵，其后進(jìn)行防波堤的恢復(fù)及陸域回填。上述方案一的出發(fā)點(diǎn)是因地制宜依照不同的邊界條件選擇不同的施工方案但是該方案有一個(gè)不可避免的施工難題是陸側(cè)管涵的使用期沉降問(wèn)題依照管涵 工藝設(shè)計(jì)單位提出的使用期沉降不得大于8 cm 的要求管涵底部的地基必需進(jìn)行處理因?yàn)殡m然圍埝內(nèi)已經(jīng)開(kāi)挖至-9.0 但其下部仍然為軟粘土雖然地基裝載力能夠滿(mǎn)足要求，但是基礎(chǔ)沉降不能滿(mǎn)足使用要求，故必需進(jìn)行地基處理。地基處理的方式為采用400 mm mm預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心方

6、樁樁基復(fù)合基礎(chǔ)，該樁基施工需要在開(kāi)挖至-9.0m后進(jìn)行，打樁施工也需要一定的施工場(chǎng)地陸上管涵的運(yùn)輸及打樁設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)也需要施工通道這都給項(xiàng)目施工造成 較大困難及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)并且且增加了施工工期而方案二的出發(fā)點(diǎn)是改變環(huán)境現(xiàn)狀， 考慮全部水上施工該方案雖然關(guān)于已經(jīng)完成回填的陸域有一定程度的損壞但是 管涵、樁基等全部為水上施工，施工簡(jiǎn)單、方便，并且且由于陸域已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)了真空預(yù)壓處理使得開(kāi)挖方案可行故方案二無(wú)論在施工難度工期及造價(jià)上均優(yōu)于 方案一故最后選擇了方案二大開(kāi)挖方案的開(kāi)挖是在吹填后經(jīng)過(guò)真空預(yù)壓處理 的軟土上進(jìn)行，設(shè)計(jì)依照 的開(kāi)挖邊坡給出了開(kāi)挖圖，允許施工單位在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的調(diào)整并且且在開(kāi)挖頂部的支

7、護(hù)也允許施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí) 際情況布設(shè)，最后實(shí)際形成的開(kāi)挖邊坡為臨時(shí)鋼板樁支護(hù)布設(shè)在開(kāi)挖頂邊線外層，其取水口開(kāi)挖方案平面部署、現(xiàn)場(chǎng)施工、管涵下樁基部署、管涵縱剖面及斷面見(jiàn)圖37。圖 3 大開(kāi)挖方案平面部署圖 4 大開(kāi)挖施工現(xiàn)場(chǎng)圖 5 管涵下預(yù)應(yīng)力混凝土方樁部署6 管涵縱剖面7 管涵橫斷面設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)計(jì)算管涵及基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算1表 1 取水口內(nèi)力主要計(jì)算成果（第三版）規(guī)則，關(guān)于單樁垂直裝載力及復(fù)合地基裝載力和沉降也進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算。單樁垂直裝載力計(jì)算當(dāng)樁底高程為-24.0 m400 mm mm 時(shí)，計(jì)算單樁裝載力599 kN6.0 m，取極端低水位，樁間距1.5 m481 kN復(fù)合地基裝載力計(jì)算根據(jù)

8、樁徑及樁距部署形式，計(jì)算樁復(fù)合地基裝載力設(shè)計(jì)值為 283 kPa268 kPa沉降計(jì)算36 mm ，沉降量滿(mǎn)足 80 mm 的要求。400 mm mm1.5 m方案設(shè)計(jì)亮點(diǎn) mm mm 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混-8.2 用的加長(zhǎng)替打的錘擊沉樁方案），施工簡(jiǎn)單，工序少。亮點(diǎn)之二是根據(jù)天津地區(qū)軟土地基的特點(diǎn)及工藝要求取水口基礎(chǔ)采用錘擊式樁基基礎(chǔ)方案很好的解決了軟土地基上取水結(jié)構(gòu)的沉降問(wèn)（控制在80 mm 以?xún)?nèi)），為國(guó)內(nèi)其他工程提供良好借鑒。為了解決軟土地基上管涵沉降問(wèn)題，計(jì)也是考慮了多種方案如灌注樁方案將管涵基礎(chǔ)與灌注樁連成整體共通受力但是水上進(jìn)行現(xiàn)澆鋼筋混凝土的施工其施工質(zhì)量不易保證此外還考慮過(guò)水泥攪拌樁方案但是同樣關(guān)于水上施工水泥攪拌樁的施工質(zhì)量