抗拉拔锚杆在取水泵房抗浮稳定设计中的应用

弓O天然号与石油NATURALGASANDOIL2015年08月抗拉拔锚杆在取水泵房抗浮稳定设计中的应用徐喜林王哗辉1．中石化石油工程设计有限公司，山东东营2570262．内蒙古中能天然气有限公司，内蒙古呼和浩特020010摘要：河岸式取水泵房的抗浮稳定设计是泵房设计的一个重要环节。为了探讨抗拉拔锚杆锚固抗浮稳定方式在泵房抗浮稳定中的应用特点，以元坝气田净化厂取水泵房的抗浮稳定设计为工程实例，扼要阐述了泵房抗拉拔锚杆锚固抗浮稳定方式较适用于构筑物临水面水位较高或构筑物地下室的地下水位较高的情况；对基坑基底岩土条件来讲，适用于基岩较完整、坚固，岩层较厚的场地。提出了抗拉拔锚杆锚固抗浮稳定的一般设计要点，可为类似工程的设计、施工和研究提供参考。关键词：河岸式取水泵房；抗拉拔锚杆；抗浮稳定设计DOI：10．3969／{．issn．1006—5539．2015．04．0190前言河岸式取水泵房的抗浮稳定设计是泵房设计的重要环节。当泵房尺寸较大、水位较高时，泵房的抗浮稳定往往是设计的主要控制因素。本文介绍了元坝气田取水泵房的抗浮稳定设计和施工投产情况，为研究类似工程的取水泵房抗浮稳定方式和抗浮条件提供了成功的实例。1取水泵房工程概况元坝气田取水泵房位于四川I省广元、南充、巴中境内，隶属于中石化巴中探区。元坝气田净化厂是元坝气田重要的系统配套工程，净化厂从该区东河取水，设河岸式取水泵房，装3台水泵机组，设计取水规模为800m／h。净化厂取水泵房为元坝气田建设给排水工程之一，是提供元坝净化厂生产及生活用水的基础建设工程。该取水泵房于2012年年底完成施工图设计，2013年1月开工，其主体工程在建设中解决了河岸山体边坡施工困难，泵房与河床高度落差较大(主体工程施工高度达26m)等工程难题，并经历了7月东河史上最大规模的洪灾，于8月成功封顶。2014年6月14日，元坝气田净化厂取水泵房成功完成受电。1．1设计规模根据泵站等级与防洪(潮)标准，泵房设计等级与规模为II等中型规模。取水泵房地理位置及工程实物照片见图1。1．2区域气象条件工程区域风向多为静风，年主导风向为北、北西风，平均风速2．70m／s，最大风速34．00m／S。区域多年平均降雨量l020．00mm，全年各月降雨量不均，7月最多，降雨量214．30mm，12月最少，降雨量9．80mm。多年平均气温16．60cc，极端最高40．20℃，极端最低一4．60。1．3场地稳定性及工程地质条件取水泵房勘察场地地貌单元属低山缓丘和河流岸坡地貌，原始地貌基本未破坏，地质环境较好。泵房南侧有一东西走向、宽约6．00m的碎石沥青公路，泵房北侧为东河及河岸阶地冲洪积层(图1)。场地整体地势南高北低，呈斜坡状。根据现场岩土工程勘察，场区内未见地面塌陷、土洞及地裂缝等不良地质，场地边坡现状整体处于稳定状态。场地地基主要岩土层分布及工程地质特征见表1，岩土层工程地质力学性能指标见表2，岩土工程地质剖面见图2。收稿日期：2014—12—21作者简介：徐喜林(1964一)，男，河南林县人，高级工程师，本科，主要从事水利、道桥、市政、油气田地面工程设计工作。；2天然号与石油NATURALGASANDOIL2015年08月板地面设计高程358．00m，机组间底板地面设计高程360．00]-n。泵井底板底部设计高程356．50m。图3取水泵房平面(单位：m)1．0015．oo1．oo图4取水泵房立剖面图(单位：m)2取水泵房抗浮稳定设计2．1取水泵房抗浮稳定方式的确定取水泵房位于东河南岸坡地，基坑开挖施工、回填后，下部结构设计埋深为9．00～l8．00n3，具备足够的抗滑移、抗倾覆能力。但在设计最高洪水位的工况下，下部结构浸没水中的深度达24．80m，故影响取水泵房稳定的主要控制因素是抗浮稳定。取水泵房抗浮稳定方式主要有增加自重抗浮稳定、配重抗浮稳定、嵌固抗浮稳定、锚杆锚固抗浮稳定等。采用增加自重抗浮稳定方式时，由于设备重量、使用荷载和安装荷载不是抗浮稳定计算的有效荷载，故自重的增加主要靠增大井壁和底板重量来达到目的。而井壁和底板重量的增大，又基于井壁和底板截面尺寸的加大，不仅增加了工程耗材量，而且还增加了泵房的整体体积，使得浮力也相应增大。所以自重抗浮稳定方式，主要用于不具备其他抗浮条件或自重增加不多就能满足抗浮稳定要求的情况。采用配重抗浮稳定方式时，较常用的配重是加在泵井底板外挑部分的填料或砌体。当不影响底部有效操作空间时，也可采用块石混凝土或其他低等级混凝土等填料加在泵井内部底板上。配重抗浮稳定方式是结合基坑回填施工较常用的一种方式。嵌固抗浮稳定方式，是将泵井的基础嵌固于完整岩石的基槽内，利用岩石的抗剪强度达到抗浮目的，一般适用于基岩较完整且厚度足够的情形。但采用这种方式，对岩石基槽的开挖施工及泵井的基础嵌人工