某LNG 接收站边坡处治可靠性评价

刘天晔

摘要：通过分析某LNG接收站的地理环境，对LNG接收站的高边坡采用合理的方法进行处治，并且采用极限平衡法以及数值模拟法两种方法对边坡处置后的可靠性进行综合评估，研究结果表明，在治理过程中边坡的稳定安全系数达到相关标准，可以有效提高LNG接收站环境的安全要求。

关键词：LNG接收站;边坡处治;可靠性

随着我国社会经济的快速发展，各行各业对LNG的需求量在不断提高，因此LNG接收站的运行安全系数会直接关系到LNG的生产。在LNG接收站生产过程中，高边坡对提高其安全性有着重要的影响。从影响接收站边坡的地质条件，施工因素等方面进行考虑，提出相应的应急措施，对提高LNG接收站的安全运行有着非常中的作用。

1工程概况

某LNG接收站位于珠海高栏岛西岸，属高栏港区内港。拟建LNG码头位于高栏岛的平排山，北侧为已建九丰LPG码头，东南侧为拟建的港丰LPG码头，以及恒基达鑫、华联和一德油码头等。站址陆域用地由两部分组成，其一由开山形成，陆域基础为岩基;另一部分由开山石填海形成，围海护岸采用爆炸法处理软基。南护岸和西护岸南段位于较开阔的施工水域，西护岸北端与已建的九丰LPG码头和引桥的最近距离在210m-240m之间。另外，从自然地面以下至花岗岩强风化层的覆盖层，主要为第四纪海相沉积的淤泥质土、粘性土、砂，上中部夹有少量陆相沉积的杂色粘性土和砂混粘性土。

2边坡地质条件

结合钻探资料部分样品的地层沉积相分析C14年代测定资料表明：高栏海区第四系沉积可分为二个地层，即上部海相层和下部陆相层，它们的沉积特征截然不同，上部海相层主要由粉砂淤泥、砂质淤泥组成，普遍含海相贝壳也含有少量腐木和腐植质。下部陆相主要由杂色亚粘土，灰色淤泥质亚粘土组成，也含粗、细砂层。

本工程主要泥沙来源为鸡啼门入海泥沙和工程附近浅滩泥沙在风、浪、流作用下的再搬运。波浪和潮流掀动浅滩和床面未固结的泥沙，使之再悬浮，并随涨落潮流或沿岸流搬运，这是本工程泥沙运动的主要形式，即泥沙主要运动形式为悬移质运动。

3边坡处治可靠性分析

3.1边坡可能破坏特征分析

LNG接收站护岸采用斜坡式抛石结构。西护岸与南护岸下的淤泥拟采用爆炸法处理，堤心石外侧边坡坡度1： 1.5，内侧边坡坡比1： 1.0，堤心石设计顶标高+5m，顶宽近11m，置换落底宽度25m。采用扭王字块护面，护岸外侧抛设护底块石， 顶部设L型混凝土挡浪墙。为防止台风期大浪越过防浪墙而破坏LNG管线等，防浪墙顶标高按不允许越浪确定，结构安全等级为Ⅱ级。

结合地质勘探以及现场调查资料结果可以表明，该LNG接收站的边坡岩体，为互层状结构，其内部的倾角较小，并且呈反向坡在天然状态下非常稳定，但是边坡岩体发育中存在裂缝现象，随着坡脚应力的释放，该岩体的坡顶荷载会呈现出上升趋势。很有可能导致其内部会沿着裂缝剪切而发生错动，同时外倾结构面会发生剪切破坏。

3.2处治可靠性数值分析

计算方案。数值模拟的应用可以简化为平面应变问题来进行分析，采用塑性模型。数值计算对边坡加固后的应力场、锚杆受力情况、位移场进行模拟研究。设立边坡开挖支护典型剖面网格划分图，左右边界的左右方及下界边界的上下方进行约束。在进行数值计算的前后需要采用岩土工程专业的数值分析软件程序进行完成。

位移与应力分析。通过分析在处治后边坡内部水平位移以及竖向位移的情况可以看出，加固后边坡内部的局部应力集中，数值较小，因此塑性区范围变小。

锚杆受力分析。通过分析结构锚杆的受力情况可以看出每根锚杆的轴力较小，并且分布均匀，没有发生破坏现象。

4 LNG接收站边坡风险分析

根据现场调查研究分析，由于项目地处华南沿海，台风影响较大，而且该边坡为高边坡，通常情况下的发生部位为挡墙体及上部分坡体所形成的滑坡，从而导致边坡围墙发生垮塌现象，边坡风险发生以后有明显的地下水渗流现象，同时边坡土体强度低、松软，人踩容易下陷。边坡风险的发生所包含的因素较多，例如在施工过程中工作人员对风险认识不清楚，导致边坡施工质量降低。因此，在实际生产过程中要加强对边坡风险控制，在施工过程中，工作人员要加强对边坡风险问题的认识，针对LNG接收站邊坡的风险需要及时采取有效措施进行处理，提高对项目施工风险指标管理和评估，还能够保证后期工作能够实现长期运行。

5应急措施

在开展治理施工之前，需要采取必要的应急措施对边坡进行加固处理来应对由于季节变化所带来的影响。防止边坡发生损坏，严重威胁到LNG接收站的安全。应急措施主要包括以下几点：第一，完善地面排水工作。对于气站内所裸露的土层进行硬化处理，防止地域表水下渗;设置地面排水沟，引导地表水进行排流，排水的出口位置应当选择坡体较为稳定的地方。第二，坡脚堆土反应。反压的主要目的是为了有效防止坡体形成滑坡，减少破坏影响范围，提高建筑物的安全性。具体操作为：反压前应当确保坡脚畅通，可以在墙前现灌渠道位置铺设钢筋混凝土排水管，管径的排洪能力应当不小于现有的明渠;采用砂石或者鹅卵石包堆载反压，反压体断面取梯形断面，高度与现有的挡墙一致。第三，重设临时围挡。针对破坏的围墙缺口，需要设置轻型耐火封闭式围栏。

6结束语

综上所述，LNG接收站的高边坡稳定是确保其地理环境安全的重要环节，其安全性需要采取多种方法进行评价，结合相应的对比结果，边坡治理后稳定安全储备可以得到有效提高。利用数字模拟结果表明，加固后的边坡没有发生变形状况，应力集中及塑形区不明显，结构锚杆所受到的力较为均匀，没有发生破坏现象，并且可以有效确保边坡的稳定。

参考文献：

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