填海區天然氣排管的地基處理

填海區天然氣排管的地基處理上海燃氣工程設計研究有限公司康潔巍摘要:文章簡(jiǎn)要介紹了在填海區敷設天然氣管道時(shí)遇到的問(wèn)題,探討了軟土地基的沉降問(wèn)題以及幾種地基處理方法,并給出了一些具體的方案。關(guān)鍵詞:天然氣管道軟土地基地基處理0前言市沙坪壩區井口鎮一根DN700天然氣輸氣管道發(fā)生爆炸,事故造成13人受傷(其中兩人重傷),爆炸近年來(lái)隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程步伐現場(chǎng)的火柱高度約200m,方圓200m內的植物被不斷加快,對土地資源的需求日益迫切,在沿海及燒成木炭。此外,即使沒(méi)有發(fā)生爆炸,但管道發(fā)生江湖地區將疏浚出來(lái)的淤泥和泥砂用來(lái)造地,已成泄漏后必然中斷供氣,將導致下游用戶(hù)特別是大用為沿海城市緩解十地資源緊張的有效途徑。在填海戶(hù)(如天然氣電廠(chǎng)、大型工業(yè)用戶(hù)等)的非正常停氣地區敷設高壓天然氣管道時(shí),由于填海地區普遍存影響大用戶(hù)的正常生產(chǎn),造成相當大的經(jīng)濟損失。在的不均勻沉降問(wèn)題,可能對敷設在該區域內的天然氣管道造成不良影響,嚴重時(shí)甚至會(huì )造成管道破2管道安全事故原因分析損或斷裂,進(jìn)而引起高壓天然氣泄漏事故。因此為了保證填海區內埋地天然氣管道的長(cháng)期安全運造成天然氣管道失效的主要原因是第三方破行,有必要對管道下地基進(jìn)行處理或加固。本文總壞,腐蝕及焊接材料缺陷和地基的不均勻沉降。對結了幾種地基處理方法,希望能夠為填海區排管設于填海區域內的高壓天然氣管道而言,尤其應考慮計提供一點(diǎn)幫助。地面沉降對其造成的影響。軟土的工程地質(zhì)特性是其變形孕災的內因。其1管道事故危害分析具有含水量高、土體接近完全飽和、天然孔隙比大、垂向滲透性低、承載力低、凝聚力小而抗剪能力弱、高壓天然氣管道內所輸送的是高壓易燃易爆靈敏度高而結構性強的物理力學(xué)性質(zhì)。軟土還具有氣體,一旦發(fā)生泄漏,壓縮氣體會(huì )迅速膨脹,釋放非線(xiàn)性、蠕變性等特性大量的能量。泄漏的天然氣與空氣混合后,遇到火地面形變除與軟土工程地質(zhì)特性有關(guān)外,主要種將引起爆炸、火災,造成巨大的損失,對周?chē)呐c圍墾、填土建設等工程活動(dòng)密切相關(guān)。在自重固環(huán)境和人員產(chǎn)生嚴重的后果。如:2008年12月7日結沉降未完成的淤泥質(zhì)軟土區進(jìn)行填土加載、快速寧波市江北洪塘工業(yè)園區內杭甬線(xiàn)天然氣管道由開(kāi)發(fā)建設,人為地加速了軟土的排水固結——壓縮于附近違章大量?jì)A倒廢土和建筑垃圾,導致天然氣沉降過(guò)程,是軟土區出現大面積地面下沉與工程建管道受擠壓變形后破裂,天然氣泄漏后遭遇明火爆筑損壞的主要原因炸,據報道沖起的火光有200m高:2007年11月軟基沉降方式分為自重固結沉降和加荷固結6日,海南省東方市中海油危險品碼頭附近海底天沉降中國煤化工降跡象不如后者然氣管道破裂,噴射出的火焰超過(guò)50m,造成附近明顯2艘船只著(zhù)火,2人受傷;2005年9月6日,重慶下沉!YHsCNMHG建筑與地面問(wèn)步,⊥住以八大活動(dòng)引起,沉降和)200年第4期上海爆氣量大小直接取決于軟土厚度和上覆填土厚度(填土9)樁體直徑小,在軟土強度低、填土高的地段重量)。調査結果表明,軟土地面沉降過(guò)程一般都經(jīng)需要布樁數量較多。歷大幅沉降—降幅減小—趨于穩定三個(gè)淤泥軟土地基處理方法對填海區域的軟士地基,可采用的地基處理方法有:復合地基處理法、樁基礎處理法、砂墊層、強夯法、重錘夯實(shí)法等。本文對其中的水泥土攪拌樁加固地基、PHC管樁基礎、鉆孔灌注樁三種方法進(jìn)行介紹圖1水泥土攪拌樁布置示意31水泥土攪拌樁地基加固法水泥土攪拌法是用于加固飽和粘性土地基的3,2PHC管樁加固法一種方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作為固化PHC管樁即預應力高強混凝土管樁,是由專(zhuān)業(yè)劑,通過(guò)特制的攪拌機械,在地基深處就地將軟土廠(chǎng)家生產(chǎn),采用先張法預應力和摻加磨細料、高效和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌,由固化劑和軟土減水劑等先進(jìn)工藝,將混凝土經(jīng)離心脫水密實(shí)成間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應,使軟土硬結型,經(jīng)常壓、高壓兩次蒸汽養護而制成的一種細長(cháng)成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥加固空心等截面預制混凝土構件。適用于人工填土、軟,從而提高地基強度和增大變形模量。適用于新土、粘性土、粉土、粉砂、細砂、中砂為覆蓋層的吹填的超軟土、泥炭土和淤泥質(zhì)土等飽和軟土的加地區。本加固法采用PHC管樁樁基加承臺,上設固。本加固法采用水泥士攪拌樁加固土體,上設中混凝土管槽,管道敷設于管槽內粗砂墊層,管道敷設于墊層上(見(jiàn)圖1)與其它樁型相比,PHC樁主要有以下特點(diǎn)水泥土攪拌法加固軟土技術(shù),其特點(diǎn)如下:(1)樁身強度高:PHC樁均采用C80以上的混(1)水泥土攪拌法由于將固化劑和原地基軟土凝土,采用先張法預應力制作,因而承壓力高,能就地攪拌混合,因而最大限度地利用了原土;抵抗較大的彎矩。具有較強的工作性能,樁身能在(2攪拌時(shí)對周?chē)薪ㄖ锏挠绊懞苄毫拥氖┕きh(huán)境下保持完好,大大減少裂樁,斷樁(3按照不同地基土的性質(zhì)及工程設計要求,合事故的發(fā)生理選擇固化劑及其配方,設計比較靈活;(2)PHC樁由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家大批量自動(dòng)化生產(chǎn),樁身(4)施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音,無(wú)污染,可在市區質(zhì)量穩定可靠?jì)群兔芗ㄖ褐羞M(jìn)行施工;3)PHC樁穿透力強,足夠的壓力下,可穿越較(5)土體加固后由于重度變化不大,對軟弱下臥厚的砂質(zhì)土層,確保樁端嵌固于較好的持力層層產(chǎn)生的附加沉降可忽略(4)靜壓施工時(shí),施工現場(chǎng)簡(jiǎn)潔,無(wú)污染、無(wú)噪(6)與鋼筋混凝土樁基相比,可節省大量鋼材,音,能保障文明施工并降低造價(jià)(5)PHC樁的單樁承載力相對較高其環(huán)形截面(⑦)根據上部結構的需要,可靈活地采用柱狀、所耗混凝土量較少,因而單位承載力造價(jià)最省;壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式。(6)抗彎能力差,過(guò)小的抗彎彎矩限制了(8)水泥土攪拌樁在軟土地基處理中普遍存在PC/P水泥土攪拌不均勻,上部強度高、到了一定深度處中國煤化工使用理范圍則強度低,成樁質(zhì)量比較差。CNMHG上峰氣2009年第4期((∥33鉆孔灌注樁加固法34填海技術(shù)要求鉆孔灌注樁系指在工程現場(chǎng)通過(guò)機械鉆孔在填海區敷設管道時(shí)對于填海石塊也應有一定地基土中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注混要求?；靥钍瘔K采用開(kāi)山石料回填,粗石料中最大凝土而做成的樁。鉆孔灌注樁適用于地下水位以下塊體尺寸不超過(guò)500mm,且石料中500mm塊石體的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層積含量不大于20%。屬于樁基承載區域的頂部15m以及地質(zhì)情況復雜,夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化的范圍,距樁基周邊1m范圍以?xún)?不得有粒徑超較大的巖層。本加固法采用鉆孔灌注樁樁基加承過(guò)100mm的石塊:距樁基5m范圍以?xún)?粗石料臺,上設混凝土管槽,管道敷設于管槽內(見(jiàn)圖2)。粒徑不應超過(guò)500mm,施工前需將超過(guò)500mm粒鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)特點(diǎn)徑的石塊去除。打樁時(shí)需加強物探,若遇樁位下有(1)施工時(shí)基本無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)地面隆起或大石塊,應及時(shí)調整樁位。若大石塊多而密集時(shí)側移,因此對環(huán)境和周邊建筑物危害小;需作專(zhuān)題研究并定制處理方法,例如:采用鋼錘先(2)大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深;導擠壓;采用局部置換法;采用高效清障機(費用較(3)對于樁穿透的土層可以在空中作原位測試,高)等等。以檢測土層的性質(zhì);(4)擴底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力;3.5案例分析(5)經(jīng)?？稍O計成一柱一樁,無(wú)需樁頂承臺,簡(jiǎn)澳門(mén)陸上天然氣輸入及輸出系統工程,輸氣管化了基礎結構形式線(xiàn)沿途經(jīng)過(guò)區域均為填海造陸區域,自地表向下依(6)鉆孔灌注樁通常布樁間距大,群樁效應小;次為回填層、海象沉積層、沖積層和花崗巖風(fēng)化層(7)某些利用“擠擴支盤(pán)”鉆孔灌注樁可以有效其中表層回填層厚度為5-8m,主要為松散深灰黃減少樁徑和樁長(cháng),提高樁的承載力,減少沉降量;色細砂,局部有建筑垃圾,標準貫入度為N63.58)可以穿越各種士層,更可以嵌入基巖,這是海象沉積層厚度為8-10m,飽和深灰色淤泥,標準別的樁型很難做到的;貫入度為1:沖積層厚度為40m以上,為結實(shí)的粉(9)施工設備簡(jiǎn)單輕便,能在較低的凈空條件下質(zhì)粘土,標準貫入度大于10。設樁;該工程采用PHC樁基處理地基,管道基礎采(10因為鉆孔灌注樁的承載力非常高,所以進(jìn)用PHC500摩擦端樁(雙管基座為2根,單管基座為行常規的靜載試驗一般難以測定其極限荷載,需采1根,相鄰基礎相隔10m,高壓天然氣管道靠鋼筋用現場(chǎng)靜載荷實(shí)驗確定單樁豎向承載力標準值混凝土管槽承托起,再鋪上400mm細沙做軟枕(1〕鉆孔灌注樁在施工中,影響成樁質(zhì)量的因施工完成一年后,管線(xiàn)周邊道路最大不均勻沉降達素較多,質(zhì)量不夠穩定,有時(shí)候會(huì )發(fā)生縮徑、樁身到0.8m,經(jīng)過(guò)處理的管基部分未由于采取了有效局部夾泥等現象。的支撐,管道和工藝裝置沒(méi)有發(fā)生明顯的沉降4總結以上是對于填海區敷設高壓天然氣管道時(shí)軟土地基處理的初步介紹,合理的地基處理能夠大大提高該區域內地下管線(xiàn)的安全性,保障城市命脈的暢通運行。由此可見(jiàn)加大對軟土地基處理方面的研究中國煤化工圖2樁基加固示意CNMHG(下轉第17頁(yè))〗)2009年第4期上海氣防腐方法也從抑制其中某一過(guò)程入手。如在管道外受破壞,鎂合金犧牲陽(yáng)極的設計使用年限最好與管壁加防腐涂層,可增大回路電阻,減少腐蝕電流;道的使用年限相匹配,既不產(chǎn)生浪費也不多增加維外加直流電源,使鋼管對土壤造成負電位、形成陰護費用。但應注意的是,當土壤電阻率太高和被保極保護,可消除陰陽(yáng)極電位差,從根本上停止陰陽(yáng)護管道穿過(guò)水域時(shí),不宜采用犧牲陽(yáng)極保護極過(guò)程的進(jìn)行。防腐涂層法治表,陰極保護法治本不同的防腐方法有不同的防腐質(zhì)量和費用,應但是一旦防腐涂層破損,露鐵部分會(huì )加速局部腐根據被保護鋼管的不同壓力、不同用途及其所處的蝕。故防腐涂層與陰極保護相結合才是表本兼不同環(huán)境和輸送的不同燃氣,綜合全面地考慮防腐方法,經(jīng)濟而有效。美國等國家已明確規定方法和防腐費用。在考慮經(jīng)濟合理性方面應注意兩了防腐涂層的同時(shí)必須采用陰極保護。點(diǎn):一是燃氣管網(wǎng)建設時(shí)的一次防腐投資;二是燃但對于城市燃氣系統,由于地下管網(wǎng)密集,陰氣管網(wǎng)運行后的維護費用。由于城市燃氣管網(wǎng)位于極保護的外加電源對其它管道干擾大,會(huì )造成自身市區,投運后維護檢修困難且費用較高,因此應適受益、他家受害的局面。而采用比鋼管電位負的金當加大一次投資,以減少投運后日常維修工作量。屬材料與鋼管相連的犧牲陽(yáng)極保護法則不會(huì )出現此類(lèi)情況,因此,城市燃氣的輸氣干管應采用防腐3總結涂層與犧牲陽(yáng)極相結合的防腐方法。對于其他壓力較低的非主干管道,則一般直接采用防腐涂層法在整個(gè)城市燃氣領(lǐng)域,雖然輸送燃氣管材在不目前埋地燃氣管道常用的外防腐涂層主要有斷的發(fā)展代替,但是在高、次高壓管網(wǎng)運行中鋼管三層PE復合結構、環(huán)氧樹(shù)脂粉末(FBE)、煤焦油瓷都發(fā)揮了不可替代的重要作用。它憑著(zhù)自身的優(yōu)點(diǎn)漆、環(huán)氧煤瀝青和PE膠帶等五類(lèi)。三層PE復合結使燃氣管網(wǎng)盡量能最大限度的安全運行;另一方構、FBE防腐涂層性能優(yōu)異,因而也是歐美國家埋面,我們也必須看到由于我們在設計、施工和維護地管道的主要防腐涂層。在我國,從耐用年限、維管理等方面的工作還存在一定問(wèn)題,導致燃氣管道護費用等全面的經(jīng)濟因素考慮,一般首選三層PE壽命較短,實(shí)際輸氣能力與設計值相差較大,發(fā)生復合結構防腐涂層。爆管、漏氣等事故,浪費國家物資,妨礙社會(huì )穩定在犧牲陽(yáng)極保護法中,一般采用鎂合金作為犧影響城市正常建設和市民日常生活,甚至威脅人民牲陽(yáng)極對管道進(jìn)行保護。由于在輸出電流過(guò)程中遭生命和財產(chǎn)的安全Br iefly Discussion on Steel Pipe Appl icat ion and protection in City Gas Pipel ine NetworkAnyang Huarun Gas Co, LtdTian XuelingAbstract: The different process steel pipe's characteristics are analyzed and compared. The article introduces theelection of gas pipeline network and anticorrosion methods for easily corroded steel pipe defectsKeywords: city gas, steel pipe, application, anticorrosion(上接第12頁(yè))Foundation Treatment of Natural Gas Pipe l ine in Sea-fi ll ing up AreasShanghai Gas Engineering Research Design CO. LtdKang JieweiAbstract: The article expatiates on the problem of natural gas pipeline in sea-filling up areas. Based on theluthor's experience, the problem of soft ground settlement andhas been discussedin this paper, some specific solution focusing on foundation treaKeywords: natural gas pipeline, soft land base, foundation treatYHE中國煤化工CNMHG上峰媼氣209年第4期((