取水結(jié)構(gòu)是LNG(液化天然氣)接收站重要的組成部分,。通常情況下,，取水泵房不僅要給 LNG 氣化器供水,，還要提供廠區(qū)消防用水。

取水區(qū)域平面布置本著有利生產(chǎn),、便于管理,、節(jié)約用地、經(jīng)濟(jì)合理的原則,，結(jié)合建設(shè)場(chǎng)地的具體情況進(jìn)行總平面布置,并嚴(yán)格遵守國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)劃,、防火、防爆,、安全等規(guī)程,、規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

取水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件,，氣候條件等,，在利用地方材料和資源的同時(shí)，積極合理地采用新技術(shù),，新材料,，新結(jié)構(gòu)，努力做到技術(shù)先進(jìn),，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用,。設(shè)計(jì)時(shí)需認(rèn)真進(jìn)行方案比較,，選擇合理方案。

目前應(yīng)用較多的取水結(jié)構(gòu)有沉箱,、沉井,、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)(大開(kāi)挖方法施工)。下面列舉三個(gè)工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明每種結(jié)構(gòu)的適用條件及各自的特點(diǎn),。

取水結(jié)構(gòu)采用沉箱的案例

漳州LNG 擬建場(chǎng)地位于福建省漳州龍海市隆教多流會(huì)村興古灣,，該海區(qū)位處福建南部沿海丘陵地帶，地貌類(lèi)型復(fù)雜,，整個(gè)海岸岬角與海坳相間,，岸線蜿蜒曲折基巖海岸現(xiàn)代海蝕作用較弱，海岸相對(duì)穩(wěn)定,。場(chǎng)地地處水下岸坡帶,近岸局部地段為潮間帶,。海底地面標(biāo)高約5.1~-17.30m(根據(jù)鉆孔標(biāo)高):地形總體由北向南由岸側(cè)向海側(cè)逐漸變深。

根據(jù)本次勘探揭露的各巖,、土層的地質(zhì)時(shí)代,、成因類(lèi)型、埋藏深度,、空間分布發(fā)育規(guī)律,、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及工程地質(zhì)特征,，將場(chǎng)地地層自上而下劃分為3個(gè)大層及其相應(yīng)的亞層。各巖,、土層的工程地質(zhì)特征分述如下:

Ⅵ 全風(fēng)化層:

灰綠色或灰白色,，濕，密實(shí),。原巖結(jié)構(gòu)完全破壞,，已經(jīng)風(fēng)化成粘性土和砂土狀，手捏易散,，遇水易軟化,。在 22 孔揭露的全風(fēng)化層母巖為花崗巖，在24孔揭露的全風(fēng)化層母巖為火山熔巖,。該層在場(chǎng)地內(nèi),，僅在Z2和24 孔有揭露，其余孔未見(jiàn)發(fā)育,。頂板標(biāo)高一般為4.8~-4.9m,，厚度一般為0.4~0.8m。實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)一般為 43擊,。

W1散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖:

褐黃色為主,密實(shí),。原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，風(fēng)化嚴(yán)重,，大部分已風(fēng)化成砂土狀或砂土混礫石狀,，混少量黏性士成分，遇水易軟化崩解,，手搓可散,，巖芯具散體狀結(jié)構(gòu)。該層在勘察區(qū)分布較少,僅在21和25 孔有揭示,，頂板標(biāo)高一般為-5.5~-5.6m,厚度一般為 0.4~0.8m,。實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)一般為>50擊。

Ⅶ2碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖:

灰黃色為主,，硬,。原巖結(jié)構(gòu)較清晰，風(fēng)化較嚴(yán)重,，大部分已鳳化成碎塊狀,，局部為砂礫狀，手掰可沿裂隙面破碎,，巖芯具碎裂狀結(jié)構(gòu),。該層在勘察區(qū)分布較少，僅在 22,、24 和25 孔有揭示,，頂板標(biāo)高一般為-4.3~5.9m,，厚度一般為 0.4~0.6m。

Ⅷ1中等風(fēng)化火山碎屑巖:

灰黑色,，硬,。由部分風(fēng)化的長(zhǎng)石、石英及火山碎屑等組成,，巖石敲擊聲啞,，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯較破碎,，呈柱狀,、碎塊狀，局部呈長(zhǎng)柱狀,，巖石表面有孔洞,。該層僅在 Z4、28,、pZ2和 pZ3 有揭示,，厚度未揭穿，頂板標(biāo)高一般為-4.3~-8.8m,，揭示厚度為 2.4~5.1m,。巖體基本質(zhì)量等級(jí)為I級(jí)，局部為級(jí),。Ⅷ2中等風(fēng)化花崗巖:

灰白色,，堅(jiān)硬。主要成分為長(zhǎng)石,、石英、及云母,，原巖結(jié)構(gòu)清晰,，節(jié)理裂隙不發(fā)育，局部較發(fā)育,，沿裂隙面見(jiàn)有風(fēng)化痕跡和鐵錳質(zhì)浸染痕跡,，錘擊聲較脆:金剛石鉆進(jìn)緩慢，巖芯多呈短柱,、長(zhǎng)柱狀,。該層在擬建區(qū)域大部分鉆孔有揭示，頂板標(biāo)高一般為-4.3~-6.7m,，層厚均未揭穿,，已揭示厚度一般為4.0~6.5m。巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ 級(jí),。

結(jié)合工程區(qū)域的地形,、地質(zhì)和水文等自然條件,，對(duì)雞屎礁東、西兩側(cè)的建設(shè)條件作了比較,，鑒于雞屎礁西側(cè)港池范圍巖面埋深較淺,，存在較大炸礁量，故將工程位置選擇在雞屎礁以東,。

整個(gè)廠區(qū)圍海造地而成,，擬建取水口位于漳州LNG接收站南護(hù)岸，取水結(jié)構(gòu)由取水口,、取水箱涵,、取水泵房組成，工程可研階段取水工作就已經(jīng)展開(kāi),，當(dāng)時(shí)廠區(qū)正在進(jìn)行護(hù)岸的拋填工作,，為了節(jié)省工程造價(jià)，泵房采用沉箱結(jié)構(gòu),，取水結(jié)構(gòu)和填海造地工程相結(jié)合,。前期在南護(hù)岸留出取水沉箱的施工通道，待沉箱安放之后護(hù)岸合攏,再回填該區(qū)域,。取海水泵房零米標(biāo)高為8.80m底板底標(biāo)高-6.90m,，室內(nèi)外高差為 300mm，泵房底部少量炸礁,。取水沉箱頂標(biāo)高5.80m,，預(yù)留 3m 接高，待廠區(qū)回填結(jié)束,，有工作面以后再進(jìn)行現(xiàn)澆工作,。本工程取水泵房位于 LNG 碼頭前沿，取水泵房應(yīng)用沉箱結(jié)構(gòu),，與填海造地工作相結(jié)合,，避免了二次開(kāi)挖，解決了碼頭前沿深基礎(chǔ)止水難的問(wèn)題,。

取水結(jié)構(gòu)采用沉井的案例

廣東珠海金灣LNG(液化天然氣)接收站位于珠海市,，高欄島平排山海域，位于九豐 LPG(液化石油氣)碼頭南側(cè),，該區(qū)域規(guī)劃為危險(xiǎn)品作業(yè)區(qū),。碼頭水域開(kāi)闊天然掩護(hù)條件較好，一般情況下風(fēng)浪較小,，泥沙回淤?gòu)?qiáng)度較小,。LNG 接收站的 ORV(開(kāi)架式氣化器)的熱源為海水，因此 LNG 取排水工程是 LNG 接收站的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)組成部分,直接關(guān)系到ORV汽化工藝的正常運(yùn)行。場(chǎng)區(qū)位于濱海近岸地帶,，海底標(biāo)高在-3.5~-6.0米之間,海底自岸線向海側(cè)緩緩降落傾斜,。場(chǎng)地為淺海岸灘填石,強(qiáng)夯平整而成,東北面岸域?qū)儆诘蜕角鹆甑孛睬鹆觏敳繕?biāo)高約 90 米，相對(duì)高度約 50~80 米,，臨海側(cè)丘陵坡度陡峭,可見(jiàn)基巖直接出露,。海岸線經(jīng)開(kāi)山填筑，形成寬約 30米,，較為平坦的地帶,，岸坡已筑有砌石護(hù)岸，并且大部分岸坡拋筑有扭王塊,，岸坡穩(wěn)定,。前期已完成陸域形成，采用回填開(kāi)山土石,、水上插板堆載預(yù)壓方案,。處理后地面平均標(biāo)高在6.0m 左右。接收站為圍海造地形成,，整個(gè)廠區(qū)的拋石護(hù)岸及扭王塊防波護(hù)面施工基本完成,接收站廠區(qū)室外自然標(biāo)高為 7.50m在取海水泵房范圍內(nèi)回填中粗砂,，中粗砂回填底面長(zhǎng)度 X 寬度=110mX60m，回填沙區(qū)外邊界距離海堤軸線25m,，從原海床回填至 3.450m 標(biāo)高,，其上堆載開(kāi)山石至標(biāo)高 10.750m 左右進(jìn)行堆載預(yù)壓。堆載預(yù)壓已經(jīng)完成,。

取海水泵房零米標(biāo)高為7.750m,，室內(nèi)外高差為250m，底板頂標(biāo)高-5.050me

取海水泵房各分部工程施工次序:砂墊層,，沉井制作,下沉,封底,澆筑底板,，地下二次結(jié)構(gòu)接高，澆筑頂板,，其他設(shè)備基礎(chǔ),。

根據(jù)工程地質(zhì)和設(shè)計(jì)計(jì)算,沉井采用施工方法采用不排水法下沉，沉井分三次制作,，第一節(jié)高磨4.3m，第二,、三節(jié)高度 4.5m,，一次下沉。沉井制作前必須將泵房區(qū)域在中粗砂之上花崗混合巖填石層(粒徑5~30cm,，部分粒徑超過(guò)50cm)清除,，將砂墊層回填至標(biāo)高-3.3m 并將區(qū)域整平、壓實(shí)，鋪設(shè)承墊術(shù),，砂墊層厚度,，承墊木間距等應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和制作重量經(jīng)計(jì)算確定，控制沉井制作的地基沉降,確保結(jié)構(gòu)安全沉井下沉前,，應(yīng)對(duì)封底及底板接縫部位鑿毛處理,。然后分節(jié)預(yù)制沉井，待井壁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,，抽除承墊木,，開(kāi)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機(jī)械沖泥,、吸泥機(jī)排出泥漿,，同時(shí)向沉井中灌水，保證井內(nèi)水位高于井外水位1~2m,，進(jìn)行不排水下沉,。當(dāng)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止挖土,，清除井底浮泥,，澆筑水下混凝土封底。封底混凝土最小廳度1500mm,。施工過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行施工,，確保順利完成泵間地下部分沉井施工。

沉井下沉過(guò)程中,，每8小時(shí)至少測(cè)量2次下沉速率和平面位置,，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)兩小時(shí)一次，當(dāng)下沉速率較快時(shí),，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè),。如發(fā)現(xiàn)偏斜及位移時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正,，正常下沉過(guò)程中,，如四角控制點(diǎn)的高差>10cm，即要求糾偏,，糾偏時(shí)以井內(nèi)挖土高差<1為宜,，不得過(guò)大。刃腳下的土塞一定要控制好,，因該土體被破壞極易產(chǎn)生涌土,，所以挖靠井壁時(shí)，鍋底位置應(yīng)控制好,，穩(wěn)定好井壁外圈土體,，同時(shí)對(duì)井壁外圈流失的土體應(yīng)及時(shí)回填好,。做好沉井下沉中的記錄工作，畫(huà)出下沉速率圖,，并整理好與沉井下沉相對(duì)的關(guān)系圖,，為終沉階段的施工提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。沉井最大下沉速率不得大于50cm/d.

實(shí)際沉井下沉過(guò)程中,，遇到了開(kāi)山石抵住刃腳導(dǎo)致無(wú)法下沉的情況,，此時(shí)要借助長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，清除塊石靠近西護(hù)岸一側(cè)局部出現(xiàn)了涌水涌砂,，此時(shí)在西護(hù)岸側(cè)做止水帷幕,，減小涌水量，保證沉井順利下沉,。

本工程取水泵房采用沉井結(jié)構(gòu),，盡管在泵房區(qū)域回填了中粗砂，但實(shí)際下沉過(guò)程中還是遇到了開(kāi)山石,所以做地質(zhì)勘查的時(shí)候,，鉆孔應(yīng)盡量多的布置在隔墻上,，避免刃腳下出現(xiàn)塊石。沉井施工工藝成熟,，雖然做了局部的止水帷幕,，但其占整個(gè)取水區(qū)域的投資比例較小，安全適用,。

取水結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的案例

深圳 LNG 接收站位于深圳東部大鵬灣的東北岸,，深圳大鵬灣北岸迭福村，屬龍崗區(qū)大鵬鎮(zhèn)管轄,。東北方向距大鵬鎮(zhèn)約 5km,，西北方向距深圳市區(qū)約33km。

按照深圳 LNG 項(xiàng)目的總體規(guī)劃,，海水取水口布置在港口碼頭棧橋的東南側(cè)海岸邊,，此處地形特點(diǎn)是海岸陡峭，巖石山體下即為大鵬灣海域,，水面以下海底坡度較大,，在距海岸邊 170m 左右即為海域的深水區(qū)。取海水泵房布置在接收站西北角,，此處距離海水出口閘門(mén)井最近,。

海水輸送路徑:由于LNG 接收站站址距離海濱有800m左右的距離，從海水取水首端至泵站約有1000m的距離,，此段距離的輸水方式:從取水戽頭開(kāi)始經(jīng)過(guò)186m 長(zhǎng)的方涵式的引水方涵,。引水方涵之后通過(guò)閘門(mén)井與輸水隧洞相銜接。海水通過(guò)輸水隧洞自流至LNG廠區(qū)內(nèi),，隧洞出口通過(guò)一座閘門(mén)井與泵房的前池相連，此前池為梯形封閉式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，前池的上游側(cè)與隧洞出口的溝道相接,，前池的下游側(cè)與取水泵房銜接,，其尺寸與泵房相匹配。

取水泵房頂標(biāo)高 4.808m,，場(chǎng)地整平標(biāo)高 4.508m,泵房底板底標(biāo)高-8.584m,，設(shè)計(jì)高水位2.28m，設(shè)計(jì)低水位0.35m,。取水泵房采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),，由于泵房區(qū)域地下水位較高，泵房地下結(jié)構(gòu)埋深較深,，為保證泵房地下結(jié)構(gòu)施工,，需在泵房地下結(jié)構(gòu)施工前，在泵房基坑周?chē)O(shè)置高壓噴射注漿止水帷幕墻止水,。在止水帷幕墻施工完畢后即可進(jìn)行基坑開(kāi)挖,，開(kāi)挖采用自然放坡式，開(kāi)挖過(guò)程中采用坑內(nèi)周?chē)O(shè)置明溝加集水坑的降水,?；娱_(kāi)挖完畢后即可進(jìn)行泵房地下部分的土建施工，當(dāng)泵房地下部分的混凝土強(qiáng)度達(dá)到 100%時(shí)即可同時(shí)進(jìn)行基坑回填,、泵房上部土建結(jié)構(gòu)的施工及設(shè)備安裝,。

本工程取水泵房距離海岸線 800米左右，場(chǎng)地從上到下土層為雜填土,、含有機(jī)質(zhì)粉砂,、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土含卵石礫砂、強(qiáng)風(fēng)化中?；◢弾r,，泵房底板落在含卵石礫砂和強(qiáng)風(fēng)化中粒花崗巖上,采用了先做止水帷幕,，再開(kāi)挖的方式,，泵房本體為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，工藝簡(jiǎn)單,，難度集中在深 13m 多的基坑施工和基坑排水上,。

結(jié)語(yǔ)

LNG 工程的取水泵房大多布置在碼頭前沿或者離岸很近的位置，取水設(shè)計(jì)工作應(yīng)盡早開(kāi)展,，因?yàn)槿∷Y(jié)構(gòu)的選擇受場(chǎng)地現(xiàn)狀的限制,。如果場(chǎng)區(qū)需要填海造地形成，那么取水泵房可以選擇沉箱結(jié)構(gòu),，和填海造地工程結(jié)合,，利用防波堤或者護(hù)岸的施工船舶,，在早期就把沉箱安放就位，后期接高,，做上部結(jié)構(gòu)和設(shè)備基礎(chǔ):如果場(chǎng)區(qū)已經(jīng)形成,，滿足沉井施工的條件，首選沉井結(jié)構(gòu):如果泵房離岸較遠(yuǎn),，可以通過(guò)施工措施降低基坑內(nèi)的地下水位,，可以選擇現(xiàn)澆結(jié)構(gòu):如果是在岸邊，想要制造干施工的條件做現(xiàn)澆泵房,，可以通過(guò)臨時(shí)圍堰的方式,，但圍堰的工程造價(jià)較高，圍堰止水同樣是難題,，除非是其他方法都行不通,，否則不建議做圍堰。以上通過(guò)三個(gè)工程實(shí)例介紹了不同取水結(jié)構(gòu)的適用情況,，現(xiàn)實(shí)工程中,，沉箱和沉井應(yīng)用較多，施工技術(shù)成熟,，安全可靠,，節(jié)約投資，對(duì)類(lèi)似工程具有普遍的參考借鑒意義,。