详勘报告第一天然气处理厂概要.docx
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详勘报告第一天然气处理厂概要
1前言
1.1工程概况
巴格德雷合同区域开发区块主要位于土库曼斯坦列巴普州的阿姆河右岸地区,该地区坐落在阿姆河盆地,位于卡拉库姆大沙漠中,面积1.8万km2,蕴有丰富的天然气。
受中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司(以下简称项目公司)的委托,中国石油工程建设公司岩土工程公司承担了该项目地面工程的勘察任务。
本次勘察属详细勘察阶段,勘察范围为第一天然气处理厂,拟建场地位于萨曼杰佩原预处理厂东偏南约8公里处。
主要建(构)筑物的结构类型、占地面积、层数及拟采用的基础形式见下表1.1-1。
依据《建筑工程勘察规范》(CHT1.02.07-2000)中附录10中的有关规定,判定勘察场地的工程地质复杂性等级为Ⅱ级。
依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的有关规定,本次勘察的岩土工程勘察等级确定如下:
工程重要性等级:
按二级工程考虑;重要工程,后果严重。
场地复杂程度等级:
二级场地;中等复杂场地(人工改造,原始地形地貌较复杂,属固定、半固定沙丘)。
地基复杂程度等级:
二级地基;中等复杂地基(岩土种类单一,经挖、填方整平,不均匀,性质变化较大,部分地段需加固处理)。
综合上述条件,确定岩土工程勘察等级为乙级。
主要建(构)筑物一览表表1.1-1
序号
建(构)筑物名称
结构特征
层数
占地面积
形式
设计尺寸(m)
埋至深度(m)
单位面积荷载(t/m2)
1
综合楼
钢筋砼框架
2层
独立柱基
3×3
1.5~2
18
2
分析化验楼
钢筋砼框架
2层
独立柱基
3×3
1.5~2
18
3
维修车间
门式钢架
单层
独立柱基
2.5×2.5
2~2.5
18
4
尾气烟囱及塔架(4座)
钢筋砼独立基础
独立基础
6×6
4~5
18
5
脱硫脱碳装置吸收塔(4座)
钢筋砼独立基础
独立基础
Ф8.5
3~3.5
18
6
脱硫脱碳装置再生塔(4座)
钢筋砼独立基础
独立基础
Ф7.5
3~3.5
18
7
消防装置清水罐(3座)
钢筋砼环墙
环墙基础
Ф19.1
2.5~3
18
8
分子筛脱水塔(16座)
钢筋砼独立基础
独立基础
Ф5.5
2.5~3
18
9
车间办公室
砖混结构
1层
砖放脚混凝土基础
1~1.5
1.5~2
18
10
食堂
框架结构
1层
独立基础
2.5×2.5
1.5~2
18
11
浴室
砖混结构
1层
砖放脚混凝土基础
1~1.5
1.5~2
18
12
停车棚㈠
钢结构/砖混结构
1层
钢管桩及砖放脚混凝土基础
1~1.5
1.5~2
18
13
停车棚㈡
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
14
中央控制室
框架结构
1层
钢筋混凝土独立基础
2.5×2.5
1.5~2
18
15
锅炉房
框架结构
2层
钢筋混凝土独立基础
3×3
1.5~2
18
16
空气氦气站
钢结构
1层
钢筋混凝土独立基础
2.5×2.5
1.5~2
18
17
凝析油稳定装置
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
18
胺液净化装置
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
19
凝析油罐区装置
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
20
给水加压及消防合用泵房
钢结构
1层
钢筋混凝土独立基础
2.5×2.5
1.5~2
18
21
分析化验室-钢瓶间
砖混结构
1层
砖放脚混凝土基础
1~1.5
1.5~2
18
22
脱烃装置-丙烷制冷系统压缩机房
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
23
脱水装置-再生气增压机房
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
24
脱硫脱碳装置-泵房及溶液暖房
钢结构
1层
钢管桩
2.5*2.5
1.5~2
18
25
硫磺回收装置-主风机房
钢排架
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
26
污水处理装置-污水提升泵房
钢结构
1层
钢管桩
Ф325×10
约8
18
27
生产污水处理装置
钢结构
1层
钢管桩
28
气田水处理装置
钢结构
1层
钢管桩
29
供配电系统-110kV总变电所
框架结构
1层
钢筋混凝土独立基础
2.5×2.5
1.5~2
18
30
系统管架
钢排架
1层
钢管桩
Ф325×10
8
18
1.2勘察目的及技术要求
依据相关规范以及项目公司提供的岩土工程详细勘察技术要求,本次详细勘察的目的以及任务如下:
1.2.1查明场地地层岩性、岩土物理力学性质;查明建、构筑物范围内岩土层的类型、深度、分布范围和工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
1.2.2查明场地不良地质作用的类型、成因、分布、规模、对场地稳定性的影响程度和发展趋势、危害程度,提出整治方案建议;
1.2.3提供地基变形计算参数,预测其变性特性;
1.2.4查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;
1.2.5查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;判定地下水及土对建筑材料的腐蚀性;
1.2.6在季节性冻土地区,提供场地土的标准冻结深度和最大冻结深度,提供气象资料,特别是与工程有关的数值;
1.2.7在动力设备基础位置进行波速测试,给出动力基础相关的动力参数。
1.2.8划分场地土类别和场地类别,分析、预测地震效应;划分对抗震有利、不利或危险的地段;判定场地土的液化情况;
1.2.9提供地基处理的建议方案,特别是填方区地基处理方案。
1.3执行标准及依据
本次勘察执行土库曼斯坦有关的国家标准、规范,同时满足项目公司提出的技术要求,相关的规范、标准及技术要求如下:
1.3.1《建筑工程勘察规范》(CHT1.02.07-2000);
1.3.2《建筑物基础》(CHT2.02.01-98);
1.3.3《建筑气候学》(CHT2.01.01-98);
1.3.4《荷载及影响》(CHT2.01.07-85);
1.3.5《保护建筑结构不受腐蚀规程》(CHT2.03.11-99);
1.3.6《地震区民房、公共建筑、工业建筑的建设》(CHT2.01.08-99);
1.3.7《土的分类法》(TDS-609-2003);
1.3.8《土工试验方法标准》(TDS-30416-96);
1.3.9《土工试验结果的统计处理方法》(TDS-20522-96);
1.3.10《对保护地下建筑不受腐蚀的技术总要求》(TDS-9.602.89);
1.3.11《第一天然气处理厂岩土工程初步勘察报告》;
1.3.12项目公司提供的《岩土工程勘察技术要求》以及参考中国相关规范;
1.3.13项目公司批准的《岩土工程勘察纲要》。
1.4工作量布置及勘察手段
1.4.1工作量布置
依据《岩土工程详细勘察技术要求》以及土库曼斯坦有关规范,勘察工作量布置如下:
勘探点位置由设计单位确定,按建筑物的周边线和角点布置,无特殊要求的工艺装置区按其工艺装置范围布置勘探点,勘探点间距一般宜为15~30m;勘探孔深度自基础底面算起,其深度应能控制地基主要受力层;当基础底面宽度不大于5m时,对于单独柱基,勘探孔深度不小于1.5倍,且不小于5m;大型设备基础勘探孔深度不小于基础地面宽度的2倍;当预计深度内遇到基岩或厚层碎石土等稳定地层时,勘探孔深度根据实际情况进行调整。
具体要求如下:
⑴综合楼(2层)钻孔深度8~12m;分析化验楼(2层,局部3层)钻孔12~15m;维修车间(1层)钻孔深度10m;
⑵尾气烟囱及塔架(4座),每座布置5个勘探孔,位于中心的控制性钻孔深度22m,一般性钻孔深度不小于18m;脱硫脱碳装置吸收塔(4座)、再生塔(4座)和分子筛脱水塔(16座)钻孔深度不小于20m;消防装置清水罐(3座)钻孔深度为20m;放空区火炬位置钻孔深度20m。
⑶其它装置及附属建筑物:
控制性钻孔深度15m,一般性钻孔深度10m,分为技术孔和鉴别孔,技术孔进行标贯、动力触探等原位测试工作。
⑷取试样或进行原位测试部位的竖向间距,根据岩土性质确定,每隔2~3m取样1件或取得1个原位测试数据,每层土均应采取土试样或进行原位测试,其数量不少于6个。
勘探深度内遇地下水应采取地下水样3件进行水质简分析。
⑸按建筑单元,单独布置静力触探孔;适量布置一些坑探点。
⑹布置6个单孔波速测试和3个常时微动(地脉动)测试。
1.4.2测量和定位
本次详勘测量定位采用假定坐标系统,依据我公司提交给项目公司的地形图测量成果,仪器采用瑞士生产的LeicaGPS(RTK)GX1230进行勘探点位测放及复测,测量成果精度满足规范要求。
1.4.3钻探及坑探
钻探采用无锡探矿机械厂生产的GXY-1型油压回转钻机进行钻探和取样工作,先后采用冲击钻进、套管跟进施工工艺和泥浆护壁钻进工艺,开孔孔径110mm。
探坑用人工挖掘,深度2~4m,可直观的反映浅部地层的岩性特征,并用于采取原状土样。
地质人员跟班记录,进行岩性分层、试样采集、孔内原位测试,钻孔深度垂直、编录、岩芯采取率符合规范和设计要求,满足规范和设计要求。
1.4.4取样
探坑以及技术孔作为取样的主要方式,原状砂样主要在探坑内采取以及在技术孔中采取扰动样,主要土层采取土样总数均大于6件。
1.4.5原位测试
a.标准贯入试验:
适用于砂土、一般粘性土。
可对上述土层的均匀性、强度、变形参数、地基承载力、饱和砂土的液化可能性等进行评价。
b.重型动力触探试验:
适用于砂土,根据试验指标和地区经验,评定土的均匀性和密实度、土的强度、变形参数等。
c.静力触探试验:
适用于一般粘性土、砂土。
采用双桥探头,可进行力学分层,估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性等。
试验采用杭州钱江仪器厂生产的H15-3-0型静探测试设备。
1.4.6工程物探
a.波速测试:
采用单孔波速测试方法,可测得岩土层的剪切波速值以及换算成等效剪切波速,从而进行场地土的类型划分、建筑场地类别划分和计算岩土动弹性参数。
b.常时微动(简称地脉动)测试:
为工程抗震或隔振设计提供场地的卓越周期、脉动幅值等。
1.4.7室内土工试验
室内试验由设在法拉勃镇现场的土工试验室完成。
对原状土试样进行常规的物理力学性质试验,主要包括下列指标:
(1)容重、含水率、比重、孔隙比、饱和度、压缩系数、压缩模量、e~p曲线、剪切指标、湿陷系数等;
(2)砂土进行以下试验:
水上及水下休止角、颗粒分析、渗透试验等;
1.5工作量完成情况
由于详勘工作按装置单元分批下发,由此详勘工作分阶段进行,并按要求分别提交了阶段性报告,阶段性勘察成果报告所提的数据应以本报告相关数据进行校核。
野外钻探、物探工作于6月5日正式开始,于10月8日完成。
勘察实物工作量一览表表1.5-1
野外工作量
项目
钻探孔
取样
原位测试
探坑
测量点位及高程
个数
(个)
总进尺
(m)
原状土样
(件)
扰动土
(袋)
标贯试验
(段次)
动力触探
静力触探
总进尺/孔
总进尺/孔
总进尺/坑数
(组日)
数量
647
8843.9
13
106
1760
961.7m/206
813.3m/131
14.4m/6
18
工程物探工作量
单孔波速测试
常时微动测试
6孔(测深104m)
3点
室内土工试验工作量
名称
含水率
试验
密度
试验
比重
试验
液限
试验
塑限
试验
休止角试验
压缩
试验
直剪
试验
颗粒
分析
渗透
试验
湿陷性试验
个数
30
13
13
2
2
34
13
8
119
6
5
2场地工程地质条件
2.1气象、水文
根据土库曼斯坦境内建筑气候划定区域的规定,该区域属于建筑气候四等区的A级分区。
气候学特性按土库曼纳巴特(查尔朱)气象站的资料编制。
开发区块处于卡拉库姆大沙漠中,严重干旱,属温带大陆性干燥气候。
夏季漫长,炎热干燥;冬季短暂,温和少雪。
昼夜温差大,日照极为充分,最冷月一月平均气温0.7℃,最热月7月平均气温29.2℃。
年降水量在60~150mm,可能蒸发量为降水量的3~6倍。
有关气象参数见下表2.1-1~3。
室外气温数据一览表表2.1-1
外界大气温度
℃
最冷日温度发生概率
最冷五日平均温度发生概率
日平均气温
最冷时期平均温度
℃
<8℃
<10℃
年均温度
极端最低温度
极端最高温度
最热月平均最高温度
0.98
0.92
0.98
0.92
持续天数
平均温度℃
持续天数
平均温度℃
15.3
-24
44
36.3
-16.5
-14.0
-14.0
-12.5
114
6.1
138
3.9
-2
室外空气湿度,降水量表2.1-2
13个小时内的空气月平均相对湿度,%
降水量mm
最冷月份
最热月份
全年
液体及混合体
日最大值
62
23
135
127
63
风向随季节变化而变化,冬季多东南风及东风,夏季多西北风及西风。
最多风向及频率:
1月份为东南风,频率为30%,平均风速5.6m/s;7月份为西北风,频率37%,平均风速为6.2m/s。
1月平均风速最大值11.2m/s,7月平均风速最小值1.0m/s。
冬季积雪覆盖层平均厚度4~5cm,最大厚度16~28cm;冬季积雪覆盖层持续天数平均不超过10天,最多天数19~52天;基本雪压为0.5kPa。
管道外最大覆冰厚度1.1~1.4cm。
经探坑量测,土壤最大冻结深度50cm,高于《建筑气候学》中表19中所列数值40cm。
需要说明的是,今年一月以来,当地遇到自1969年以来最寒冷的冬季,据萨曼杰佩现场量测的气温,可达到零下28℃。
第一天然气处理厂场地西北侧约1公里处存在一口人工水井,经量测,稳定水位标高约190m(假定高程),水深1m,水量不大。
2.2地形地貌
巴格德雷开发区块坐落于阿姆河盆地,位于卡拉库姆大沙漠中,属于沙漠地貌单元。
场地大部分区域属于风积成因的草灌丛垄岗状沙堆地貌,多属于固定/半固定沙丘,高差几米至十几米,一般为2~4m,少部分为丘状沙地。
沙丘上植物主要为低矮灌木及禾草,呈斑状或不连续分布,覆盖度30~40%;表层为细砂土,无活动迹象。
本次详勘与场地平整工作同时进行,场地除地表植被清除外,基本保持了原始地势。
2.3区域地质概况
阿姆河盆地是以中生代为主的沉积盆地,中生界地层自下而上发育有侏罗系和白垩系地层,以砂岩、泥岩为主,局部为钙质灰岩。
构造以短轴背斜、断背斜、逆断层复杂化的复背斜为主。
中生代时期地层之上的新生代地层发育有第三系和第四系地层。
依据土库曼斯坦地质图(1:
1000000),第三系地层为上第三系上新统早期与中新统的混合物,以粘土、粉砂岩、砂、细砂、灰岩、砾石为主。
第四系地层以晚更新统(Q3)和全新统(Q4)大陆沉积地层为主。
晚更新统(Q3)地层包括陆相沉积的砂、粉砂、砂石、砂质粘土、粘土以及泥沙。
全新统(Q4)地层包括砂、砾石、砂砾、砂质粘土、碎石。
2.4地层分布特征
场地多属于固定沙丘地貌,地层主要由晚更新统(Q3)陆相沉积砂土组成,依据钻探成果,在30m深度范围内为细砂地层,少见中砂、粉砂,局部夹有粘性土薄层,厚度一般不超过30cm,分布无规律。
根据原位测试得到的力学性质差异,按照细砂不同密实度,划分3个亚层。
①细砂(Q3):
褐黄色,稍湿,矿物成分为石英、长石、云母,分选好,级配不良,大部分分散,质纯且无胶结,层理不发育,无包含物,局部为亚粘土夹层,夹层厚度一般不超过30cm,亚粘土层理发育,手掰即碎,呈可塑状态。
该层厚度大,自上而下按其密实度划分为3个亚层:
第①-1亚层:
稍密~松散状态细砂;第①-2亚层:
中密状态细砂;第①-3亚层:
密实状态细砂。
场地地层层顶埋深、层顶标高统计表表2.4-1
层
号
厚度
层顶标高
层顶埋深
数据
个数
最小值
(m)
最大值
(m)
平均值
(m)
最小值
(m)
最大值
(m)
平均值
(m)
最小值
(m)
最大值
(m)
平均值
(m)
①-1
0.40
5.50
1.61
194.16
204.42
200.87
701
①-2
0.20
6.20
2.53
192.66
203.61
199.42
5.50
1.44
779
①-3
0.60
18.90
8.06
190.56
201.31
196.89
0.70
7.50
3.97
778
2.5原位测试
2.5.1标准贯入试验(SPT)
2.5.1.1试验简介
标准贯入试验的目的是用测得的标准贯入值N判断砂土的密实度或粘性土的状态,评价土层均匀性,估算土的强度与变形指标以及地基土的承载力,评定饱和砂土的液化可能性以及选择桩基持力层和判断沉桩可能性。
钻孔采用回转钻进,试验时将贯入器下到钻孔底部,采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击,锤重为63.5kg,落距为76cm。
贯入器被打入土中15cm后,接着记录连续三个10cm的贯入击数加在一起即为标贯击数N值(正常情况)。
当遇到反弹情况,而贯入深度未达30cm时,可记录实测锤击数和实际贯入深度,换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N,并结束试验。
2.5.1.2数据整理
本次初勘对细砂地层进行了孔内标准贯入试验。
对标准贯入试验成果进行了触探杆长度修正。
在对所得的原位测试数据进行逐一核对检查后,进行了分层数理统计,计算出各层岩土参数的平均值、标准差和变异系数值。
根据第一次统计结果对参与统计的数据再次进行核对,在舍弃异常数据后重新进行统计。
异常值的取舍可根据Grubbs准则和经验取舍,在反映数据分布规律的特征值中,变异系数较好的反映了数据的相对离散性。
统计结果见表2.5.1-1“标准贯入试验成果统计表”。
标准贯入试验成果统计表表2.5.1-1
统计项目
标贯击数N
统计个数
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
标准值
第①-1层
稍密-松散细砂
实测值
145
16
5
11.6
2.248
0.19
11.2
修正值
145
16
5
11.5
2.246
0.19
11.2
第①-2层
中密细砂
实测值
313
30
15
22.0
4.190
0.19
21.6
修正值
313
30
14
21.5
3.945
0.18
21.1
第①-3层
密实细砂
实测值
73
78
30
45.9
11.757
0.26
43.5
修正值
73
60
26
38.4
8.164
0.21
36.7
2.5.1.3试验成果的应用
⑴判断砂土的密实度
依据表2.5.1-1标贯击数统计结果,参考岩土工程勘察规范(GB50021-2001)以及国外标准,砂土密实度确定如下:
第①-1亚层细砂的标贯击数统计标准值在10~15击之间,呈稍密状态;
第①-2亚层细砂的标贯击数统计标准值在15~30击之间,呈中密状态;
第①-3亚层细砂的标贯击数统计标准值在30~50击之间,呈密实状态。
⑵确定地基容许承载力
土的类别、状态和物理力学性指标与地基承载力存在经验性的相关关系。
依据砂土的密实度以及湿润状态确定地基容许承载力,具体建议值见下表:
地基容许承载力推荐值一览表表2.5.1-2
地层编号及状态
地基容许承载力(kPa)
①-1
①-2
①-3
稍密~松散
中密
密实
细砂
稍湿
120-160
160-200
350
很湿、饱和
300
2.5.2重型动力触探试验(DPT)
主要在砂土中进行试验,根据试验指标和规范要求,评定土的均匀性和密实度、土的强度、变形参数。
采用连续动探的方式,自地表开始,连续贯入直至反弹为止。
2.5.2.1数据整理
数据整理依据土库曼斯坦国家标准《动力触探试验规程》(TDS19912-81),以动贯入阻力作为动力触探指标,动贯入阻力计算公式如下:
式中:
p-动贯入阻力,MPa;
А–动能量指数,触探类型为重型,取1120N/m;
K-锤击时能量损失系数,按规程表3确定;
Ф-土对触探杆的摩擦影响系数,按规程附录3确定;
n-贯入10cm深度的一阵锤击数;
h-一阵锤击的贯入量,10cm。
孔内动探试验数据统计时,根据单孔分层的动贯入阻力指标平均值,用厚度加权平均法计算场地分层动贯入阻力指标的平均值、变异系数等数理指标。
重型动力触探试验成果统计表表2.5.2-1
动贯入阻力
(MPa)
统计项目
单孔分层平均值
统计孔数
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
标准值
第①-1亚层稍密-松散细砂
196
4.0
0.6
2.0
0.613
0.30
2.0
第①-2亚层中密细砂
201
10.0
1.8
6.0
1.155
0.19
5.8
第①-3亚层密实细砂
181
16.1
4.9
11.3
1.652
0.15
11.1
2.5.2.2确定砂土的物理力学特性
⑴确定砂土的密实度
依据《建筑工程勘察规范》(CHT1.02.07-2000)附录4中表6所列标准,依据动贯入阻力指标的统计结果,对砂土的密实度确定如下:
第①-1亚层细砂:
干~稍湿,动贯入阻力平均值P=2.0MPa,小于3.5MPa,呈松散状态;
第①-2亚层细砂:
稍湿,动贯入阻力标准值P=5.8MPa,在3~11MPa之间,呈中密状态;
第①-3亚层细砂:
稍湿,动贯入阻力平均值P=11.1MPa,大于11MPa,呈密实状态。
⑵确定砂土的变形模量和内摩擦角
依据《建筑工程勘察规范》(CHT1.02.07-2000)附录4中表6和表7所列值,按照动贯入阻力指标的统计结果,对砂土的变形模量和内摩擦角确定如下:
细砂的变形模量和内摩擦角一览表表2.5.2-2
地层编号
土层名称
变形模量
E0(MPa)
内摩擦角
Ф(º)
①-1
稍密-松散细砂
13
28
①-2
中密细砂
25.8
32
①-3
密实细砂
35
35
2.5.3静力触探试验(CPT)
静力触探属于工程勘察的一种原位测试技术,是
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