取水結構是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)濟合理的原則,，結合建設場地的具體情況進行總平面布置,并嚴格遵守國家現(xiàn)行的規(guī)劃,、防火、防爆,、安全等規(guī)程,、規(guī)范以及技術標準。

取水結構設計應充分考慮到當?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，積極合理地采用新技術,，新材料，新結構，努力做到技術先進,，經(jīng)濟合理,，安全適用。設計時需認真進行方案比較,，選擇合理方案,。

目前應用較多的取水結構有沉箱、沉井,、現(xiàn)澆結構(大開挖方法施工),。下面列舉三個工程實例來說明每種結構的適用條件及各自的特點。

取水結構采用沉箱的案例

漳州LNG 擬建場地位于福建省漳州龍海市隆教多流會村興古灣,，該海區(qū)位處福建南部沿海丘陵地帶,，地貌類型復雜，整個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,，海岸相對穩(wěn)定。場地地處水下岸坡帶,近岸局部地段為潮間帶,。海底地面標高約5.1~-17.30m(根據(jù)鉆孔標高):地形總體由北向南由岸側向海側逐漸變深,。

根據(jù)本次勘探揭露的各巖、土層的地質(zhì)時代,、成因類型,、埋藏深度、空間分布發(fā)育規(guī)律,、物理力學性質(zhì)指標及工程地質(zhì)特征,，將場地地層自上而下劃分為3個大層及其相應的亞層。各巖,、土層的工程地質(zhì)特征分述如下:

Ⅵ 全風化層:

灰綠色或灰白色,，濕，密實,。原巖結構完全破壞,，已經(jīng)風化成粘性土和砂土狀，手捏易散,，遇水易軟化,。在 22 孔揭露的全風化層母巖為花崗巖，在24孔揭露的全風化層母巖為火山熔巖,。該層在場地內(nèi),，僅在Z2和24 孔有揭露，其余孔未見發(fā)育,。頂板標高一般為4.8~-4.9m,，厚度一般為0.4~0.8m,。實測標準貫入試驗擊數(shù)一般為 43擊。

W1散體狀強風化花崗巖:

褐黃色為主,密實,。原巖結構基本破壞,，風化嚴重，大部分已風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,，巖芯具散體狀結構,。該層在勘察區(qū)分布較少,僅在21和25 孔有揭示，頂板標高一般為-5.5~-5.6m,厚度一般為 0.4~0.8m,。實測標準貫入試驗擊數(shù)一般為>50擊,。

Ⅶ2碎塊狀強風化花崗巖:

灰黃色為主，硬,。原巖結構較清晰,，風化較嚴重，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，巖芯具碎裂狀結構,。該層在勘察區(qū)分布較少,，僅在 22、24 和25 孔有揭示,，頂板標高一般為-4.3~5.9m,，厚度一般為 0.4~0.6m。

Ⅷ1中等風化火山碎屑巖:

灰黑色,，硬,。由部分風化的長石、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)量等級為I級,，局部為級。Ⅷ2中等風化花崗巖:

灰白色,，堅硬。主要成分為長石,、石英,、及云母，原巖結構清晰,，節(jié)理裂隙不發(fā)育,，局部較發(fā)育，沿裂隙面見有風化痕跡和鐵錳質(zhì)浸染痕跡,，錘擊聲較脆:金剛石鉆進緩慢,，巖芯多呈短柱、長柱狀,。該層在擬建區(qū)域大部分鉆孔有揭示,，頂板標高一般為-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)量等級為Ⅱ 級。

結合工程區(qū)域的地形,、地質(zhì)和水文等自然條件,，對雞屎礁東、西兩側的建設條件作了比較,，鑒于雞屎礁西側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,。

整個廠區(qū)圍海造地而成,，擬建取水口位于漳州LNG接收站南護岸，取水結構由取水口,、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,，當時廠區(qū)正在進行護岸的拋填工作,，為了節(jié)省工程造價，泵房采用沉箱結構,，取水結構和填海造地工程相結合,。前期在南護岸留出取水沉箱的施工通道,，待沉箱安放之后護岸合攏,再回填該區(qū)域。取海水泵房零米標高為8.80m底板底標高-6.90m,，室內(nèi)外高差為 300mm,，泵房底部少量炸礁。取水沉箱頂標高5.80m,，預留 3m 接高,，待廠區(qū)回填結束，有工作面以后再進行現(xiàn)澆工作,。本工程取水泵房位于 LNG 碼頭前沿,，取水泵房應用沉箱結構，與填海造地工作相結合,，避免了二次開挖,，解決了碼頭前沿深基礎止水難的問題。

取水結構采用沉井的案例

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，該區(qū)域規(guī)劃為危險品作業(yè)區(qū),。碼頭水域開闊天然掩護條件較好,，一般情況下風浪較小，泥沙回淤強度較小,。LNG 接收站的 ORV(開架式氣化器)的熱源為海水,，因此 LNG 取排水工程是 LNG 接收站的一個重要結構組成部分,直接關系到ORV汽化工藝的正常運行。場區(qū)位于濱海近岸地帶,，海底標高在-3.5~-6.0米之間,海底自岸線向海側緩緩降落傾斜,。場地為淺海岸灘填石,強夯平整而成,東北面岸域屬于低山丘陵地貌丘陵頂部標高約 90 米，相對高度約 50~80 米,，臨海側丘陵坡度陡峭,可見基巖直接出露,。海岸線經(jīng)開山填筑，形成寬約 30米,，較為平坦的地帶,，岸坡已筑有砌石護岸，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，采用回填開山土石,、水上插板堆載預壓方案,。處理后地面平均標高在6.0m 左右。接收站為圍海造地形成,，整個廠區(qū)的拋石護岸及扭王塊防波護面施工基本完成,接收站廠區(qū)室外自然標高為 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 標高,，其上堆載開山石至標高 10.750m 左右進行堆載預壓,。堆載預壓已經(jīng)完成。

取海水泵房零米標高為7.750m,，室內(nèi)外高差為250m,，底板頂標高-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,，地下二次結構接高,，澆筑頂板，其他設備基礎,。

根據(jù)工程地質(zhì)和設計計算,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50cm)清除,，將砂墊層回填至標高-3.3m 并將區(qū)域整平,、壓實，鋪設承墊術,，砂墊層厚度,，承墊木間距等應根據(jù)現(xiàn)場情況和制作重量經(jīng)計算確定，控制沉井制作的地基沉降,確保結構安全沉井下沉前,，應對封底及底板接縫部位鑿毛處理,。然后分節(jié)預制沉井，待井壁混凝土強度達到設計強度后,，抽除承墊木,，開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械沖泥,、吸泥機排出泥漿,，同時向沉井中灌水，保證井內(nèi)水位高于井外水位1~2m,，進行不排水下沉,。當沉井下沉至設計標高后，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。施工過程中嚴格按照設計要求和施工規(guī)范進行施工,，確保順利完成泵間地下部分沉井施工,。

沉井下沉過程中，每8小時至少測量2次下沉速率和平面位置,，接近設計標高時兩小時一次,，當下沉速率較快時，應加強觀測,。如發(fā)現(xiàn)偏斜及位移時,，應及時糾正，正常下沉過程中,，如四角控制點的高差>10cm,，即要求糾偏，糾偏時以井內(nèi)挖土高差<1為宜,，不得過大,。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,，鍋底位置應控制好，穩(wěn)定好井壁外圈土體,，同時對井壁外圈流失的土體應及時回填好,。做好沉井下沉中的記錄工作，畫出下沉速率圖,，并整理好與沉井下沉相對的關系圖,，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.

實際沉井下沉過程中,，遇到了開山石抵住刃腳導致無法下沉的情況,，此時要借助長臂挖掘機，清除塊石靠近西護岸一側局部出現(xiàn)了涌水涌砂,，此時在西護岸側做止水帷幕,，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構,，盡管在泵房區(qū)域回填了中粗砂，但實際下沉過程中還是遇到了開山石,所以做地質(zhì)勘查的時候,，鉆孔應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,，但其占整個取水區(qū)域的投資比例較小,，安全適用。

取水結構采用現(xiàn)澆結構的案例

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海岸邊,，此處地形特點是海岸陡峭,，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:從取水戽頭開始經(jīng)過186m 長的方涵式的引水方涵,。引水方涵之后通過閘門井與輸水隧洞相銜接。海水通過輸水隧洞自流至LNG廠區(qū)內(nèi),，隧洞出口通過一座閘門井與泵房的前池相連,，此前池為梯形封閉式鋼筋混凝土結構，前池的上游側與隧洞出口的溝道相接,，前池的下游側與取水泵房銜接,，其尺寸與泵房相匹配。

取水泵房頂標高 4.808m,，場地整平標高 4.508m,泵房底板底標高-8.584m,，設計高水位2.28m，設計低水位0.35m,。取水泵房采用現(xiàn)澆結構,，由于泵房區(qū)域地下水位較高，泵房地下結構埋深較深,，為保證泵房地下結構施工,，需在泵房地下結構施工前，在泵房基坑周圍設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行基坑開挖,，開挖采用自然放坡式，開挖過程中采用坑內(nèi)周圍設置明溝加集水坑的降水?；娱_挖完畢后即可進行泵房地下部分的土建施工,，當泵房地下部分的混凝土強度達到 100%時即可同時進行基坑回填、泵房上部土建結構的施工及設備安裝,。

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

結語

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,，取水設計工作應盡早開展，因為取水結構的選擇受場地現(xiàn)狀的限制,。如果場區(qū)需要填海造地形成,，那么取水泵房可以選擇沉箱結構，和填海造地工程結合,，利用防波堤或者護岸的施工船舶,，在早期就把沉箱安放就位，后期接高,，做上部結構和設備基礎:如果場區(qū)已經(jīng)形成,，滿足沉井施工的條件，首選沉井結構:如果泵房離岸較遠,，可以通過施工措施降低基坑內(nèi)的地下水位,，可以選擇現(xiàn)澆結構:如果是在岸邊，想要制造干施工的條件做現(xiàn)澆泵房,，可以通過臨時圍堰的方式,，但圍堰的工程造價較高，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。以上通過三個工程實例介紹了不同取水結構的適用情況,，現(xiàn)實工程中,，沉箱和沉井應用較多，施工技術成熟，安全可靠,，節(jié)約投資,，對類似工程具有普遍的參考借鑒意義。