史向輝

摘 要：我國沿海地區(qū)很多天然氣場站處在新近填海區(qū)或原來為水田等不穩(wěn)定區(qū)域，給天然氣管道及設備設施的安全運行造成了嚴重危害。分析與治理不均勻沉降所產生的問題，對保障天然氣場站的安全運行具有重要意義。

關鍵詞：天然氣;站場建設;施工難點;不均勻沉降

中圖分類號：TU996 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）25-0104-03

Analysis on the Difficulties and Countermeasures of Natural Gas Station Engineering Construction

SHI Xianghui

（Ningde Xin'ao Gas Co.， Ltd.， Ningde Fujian 352000）

Abstract： Many natural gas stations in coastal areas of China are located in newly reclamation areas or previously unstable areas such as paddy fields， which have caused serious harm to the safe operation of natural gas pipelines and equipment and facilities. Analysis and treatment of problems caused by uneven settlement are important for the protection of natural gas. The safe operation of the station is of great significance.

Keywords： natural gas;station construction;construction difficulties;uneven settlement

針對天然氣場站的建設，地基的建設質量是很重要的一部分。完善的地基處理可以有效避免后期施工建設中出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象，為場站的安全運行提供必要的前提。地基處理不當將威脅整個建筑物的結構性能，給設備設施帶來了安全隱患，尤其是嚴重的不均勻沉降甚至會引起倒塌，管道拉裂導致泄露，給人們的生命財產安全帶來極大的威脅[1]。因此，研究城市天然氣場站建設改進措施具有一定的現(xiàn)實意義。通過提出普適性處理已建設天然氣場站的措施，以最大限度保障天然氣場站能夠安全、穩(wěn)定、高效地運行，從而為社會各個領域提供優(yōu)質的服務。

1 液化天然氣

液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）具備一定的安全性能，被廣泛地應用在人們的日常生活當中，主要作用是充當一種新型的交通燃料。液化天然氣本身的運輸難度比其他氣體的運輸難度小，且運輸體積相對較小，如液化天然氣體積只占到同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，質量只占到同體積水的45%左右，因此其在儲存和運輸方面較為方便。液化天然氣在日常生活中應用時，其污染相對較小。在使用的過程當中，它會產生水和二氧化碳，不會造成環(huán)境污染，因此可以將其當成一種清潔能源使用，有助于我國煤炭能源的節(jié)約，也有利于能源利用率的提升。

2 LNG儲配站工程建設施工中的難點和工藝流程

2.1 施工難點

首先，工程質量的控制難度相對較大。LNG的儲配站建設施工范圍涉及相對較廣，涉及儲罐和氣化器等重大設備，會給在不同的地區(qū)施工帶來難度，因此需要對施工的地形進行考察，制定相應的解決措施。其次，對LNG儲配站工程的建設質量要求較高。天然氣屬于特殊能源，其低溫的特點造成對儲存設備有特殊要求，因此需要嚴格控制其質量[2]。最后，在控制過程中需要對材料、儲罐以及工程方案等進行反復的確認，保證其具備較高的專業(yè)水平。

2.2 工藝流程

工藝流程可以分為LNG裝卸車流程、LNG儲存加壓氣化流程、閃蒸汽（Boil-Off Gas，BOG）回收流程、逸出氣體（Escape Air Gas，EAG）放散流程以及氮氣和儀表風系統(tǒng)流程等5個部分[3]。在LNG裝卸車流程當中，需要利用槽車運輸LNG，借助卸車增壓器將槽車的壓強增至0.6 MPa，借助壓差實現(xiàn)低溫狀態(tài)下的儲罐內儲存。在這個過程中，其壓強需要保持在0.3 MPa。在裝車的過程當中，需要啟動裝車泵，利用裝車鶴管來給槽車充裝LNG。在LNG儲存氣化流程方面，需要借助儲罐增壓器實現(xiàn)壓強增加。液化天然氣可以借助壓差和壓頭將其輸送至增壓泵當中，實現(xiàn)增壓操作之后輸送至空溫式氣化器中，與空氣交換之后轉化為氣態(tài)進行溫度的升高。如果空溫式氣化器出口的天然氣溫度比5 ℃低，則需要利用水浴式輔熱器進行升溫。氣化后的氣態(tài)天然氣通過計量、加臭后送入市政高壓管網[4]。LNG工藝流程如圖1所示。

3 天然氣場站建設現(xiàn)場施工管理中的對策分析

3.1 選擇符合要求的管道材料

需要保證其管道材料符合要求，對管道材料的多個因素如材質、厚度、直徑等方面進行考慮，選擇合適的天然氣管道。一般來說，其場站管道大多數(shù)選擇螺旋鋼管和直縫鋼管。焊接過程中，需要實現(xiàn)對鋼管機械性能的考量，嚴格按照規(guī)范進行焊接操作。

3.2 根據(jù)場站的整體布局進行位置選擇

在確定天然氣場站的過程中，需要借助天然氣管道的布局選擇位置。集氣站建設和設備選擇需要考慮其天然氣的最大流量，以此判斷場站的位置和規(guī)模。場站的建設對于天然氣的輸送會產生一定的影響，也就是說場站的整體布局關系到其場站的規(guī)模和數(shù)量。

3.3 做好防腐工作

在使用的過程中，管道很容易出現(xiàn)腐蝕問題。因此，在埋地管道方面，需要采取電化學腐蝕的措施維護。由于管道的電位和土壤當中的介質電位有差距，當土壤當中的含鹽量較高或者pH值較低時，很容易造成管道的腐蝕;在電阻較小的情況下，其腐蝕程度會更加嚴重。地上管道鋪設的時候，需要借助防腐效果較好的材料來進行管道外側的防腐層涂抹。在實際的建設過程中，可以根據(jù)其規(guī)定標準設計來實現(xiàn)對防腐層的檢測。同時，在安裝工作方面，需要減小焊接的接口。

4 天然氣場站建設現(xiàn)場施工管理實例分析

以南方沿海某城市的天然氣場站為主要研究對象。該地區(qū)地處東南沿海地區(qū)，地形十分復雜，以山丘、灘涂居多。該地區(qū)的地質條件較為惡劣，地面以下基本為淤泥，而覆土層的厚度又有所不同，導致局部地區(qū)的土質不均勻。這類土質容易形成暗溝或洞穴，建筑物建設到這種地層上會導致軟土壓縮或者是暗溝洞穴發(fā)生坍塌，進而引起不均勻沉降。

對該地區(qū)的天然氣場站建設來說，場站的設計對于建筑物的質量影響很大。如果勘察設計階段不夠詳盡合理，那么將會導致地基發(fā)生不可預估的沉降。例如：該樣本場站，場地原為池塘，勘察進場時場地已換填整平;按地貌類型，劃分為沖海積平原;場地內除表層人工回填外，第四系土層主要為沖海積成因;基底為燕山晚期花崗巖類巖石。該工程建筑抗震設防類別均為丙類;工程重要性等級為二級;場地與地基復雜程度等級為二級;巖土工程勘察等級判定為乙級;地基基礎設計等級為乙級，樁基設計等級為乙級[5];建筑物相鄰柱基允許沉降差均為0.002l，單位為mm，其中l(wèi)為距離。

該地區(qū)巖土自上而下包含雜填土、淤泥、粉質黏土、中砂、淤泥、粉質黏土、中砂、全風化花崗巖以及砂土狀強風化花崗巖。場地各巖土層分布特征及其相互關系見工程地質剖面圖如圖2所示。

該工程中，雜填土密實度、均勻性與穩(wěn)定性較差，工程性能差，因此不能作為擬建物的基礎持力層。淤泥工程性能極差，不能作為擬建物的基礎持力層。粉質黏土不能作為擬建物的基礎持力層。砂土狀強風化花崗巖為場地基底巖層，層頂埋深變化較大，風化程度不一，均勻性較差，但強度高、工程力學性能好，且未發(fā)現(xiàn)洞穴、臨空面及軟弱夾層，所以穩(wěn)定性較好。對于該場地的天然氣場站防沉降地基處理方案來說，需要根據(jù)場地具體的工程地質條件，在充分考慮持力層埋深、性質、擬建物層數(shù)、荷載、上部結構特征及場地施工條件后，對各基礎形式進行經濟、技術的可行性分析對比。經過考量，該工程各擬建物基礎形式宜采用樁基礎，具體樁型及持力層可選擇PHC管樁和沖（鉆）孔灌注樁來進行施工。其中，PHC管樁具有經濟實惠、易于施工、質量可靠、無棄土及場地污染等優(yōu)點。但是，值得注意的是，采用預應力管樁時淤泥均不需進行固化處理。同時，為確保樁身穩(wěn)定性，應盡可能增加樁端嵌入深度。沖（鉆）孔灌注樁穿透力強，不存在擠土效應，能使樁端順利達到持力層設計標高。此外，樁徑大，可獲得較高的單樁承載力，可實行單樁單柱。但是，該樁型樁身質量不易控制，常出現(xiàn)樁底泥漿護壁性較差，容易導致塌孔、縮徑等施工質量問題，從而嚴重影響樁身承載力。

由于該工程各巖土層風化程度、層頂埋深以及厚層變化不一，管樁施工時將難免出現(xiàn)樁長不一等現(xiàn)象，因此實際樁長建議以設計最大壓樁力為主，以設計樁長為輔。沖（鉆）孔樁施工中易產生塌孔、掉塊，孔壁規(guī)整性差，清孔（渣）難度大，因此施工時應做好樁孔護壁、泥漿配制工作。該工程中的基礎處理方案可以分為獨立基礎和頂板基礎兩種方式。頂板基礎中工藝設備設施區(qū)域澆筑整塊基礎，采用鋼筋混凝土結構。所有設備設施均固定布置在該基礎上，可有效避免不均勻沉降，但方案施工成本較高。工藝管道處沿走向布置樁基礎后，可考慮增設活動支架，根據(jù)場地內的沉降情況調整支架高差，保證管道水平，也可考慮在樁頂設置地梁，管道架設在地梁之上，以減少沉降影響。

5 結語

天然氣場站的建設復雜且煩瑣。因此，在實際的建設過程中，需要嚴格按照標準展開施工，嚴格要求，積極配合建設方和監(jiān)督管理人員的監(jiān)管控制，全面保證施工質量，以免發(fā)生安全事故，最大限度地減少天然氣場站建設成本。

參考文獻：

[1]劉士軍.天然氣場站建設和施工安全管理策略[J].化工設計通訊，2021（2）：19-20.

[2]單惠榮.天然氣場站電氣安裝工程施工管理[J].化工管理，2019（23）：157-158.

[3]張文浩.天然氣場站工藝管道的安裝技術[J].化工設計通訊，2019（5）：215-226.

[4]吳闖.壓縮天然氣場站工程施工技術探究[J].化工管理，2016（25）：174.

[5]李建偉.大型液化天然氣接收站工程施工質量驗收劃分[J].化工管理，2019（16）：186-187.

3321500589223