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1、 恒逸(文莱)PMB石化项目海水淡化设施取水管线(明渠方案) 工程有限责任公司二一六年十一月 2、取排水工艺2.1 主要设计参数及设计内容为了满足文莱PMB 岛石化项目供水要求以及海水淡化厂、电厂用水需求，本工程拟建海水淡化厂一座。根据业主提供资料，设计取水量为81000m/h。取水主要设计内容包括海水取水头部、取水管道和明渠设计。2.2 取水工艺2.2.1 取水头部本工程海水取自石化厂南部海域(DHI 提供取水坐标点)，海水自流进入取水泵站前池。根据DHI 的Modeling and Expert Input for Outfall Design at the Hengyi PMBPetro
2、chemical Plant, Brunei Conceptual Engineering Document-Final中的潮流模拟结果，在取排水口处潮流平均流速(报告中P5 观测点处)约在0.390.41 m/s 之间。为防止海生物吸入取水管道，避免进水口流速过大扰动底部泥沙，取水口流速采用0.30m/s。取水头部采用多点蘑菇头式取水头，侧面进水。单根取水管道上共布置5 个圆形取水头，每个取水头直径2.5m，取水头通过直径1.6m 的管道与下方取水主管相连。取水头采用DN2500 焊接钢管。每个取水头进水格栅顶高程-2.6m，位于100 年一遇极端低水位-1.57m 以下1m；进水格栅底高程
3、-4.6m，高于护面块石1.3m。进水格栅采用钢格栅，用于拦截水中漂浮物，栅条尺寸20006025mm，栅条间距为200mm。取水管道和明渠本方案采用钢管和明渠组合取水，其中海上部分采用钢管，陆上部分采用明渠。 (1) 取水管道海水取水管道由两根管道并联组成，若其中一条管道出现故障，另一条管道输送海水能力为正常情况的70%。取水采用两根DN3300 焊接钢管，管道壁厚18mm。取水头部管道内底标高为-13.90m，进入明渠转换池管道内底标高为-6.30m，管道长度约330m(含取水头)。 (2) 取水明渠明渠采用水冲式预制板桩连续墙结构。明渠长度约1840m(含转换池)，宽度5m。根据当地水文
4、资料(均按照BSD88 基面)，最低天文潮位为-1.34m，百年一遇设计极端低水位为-1.57m。为了满足取水量要求，明渠起点需保证一定深度的有效水深，经计算，明渠起点底标高定为-6.00m，有效水深为3.73m，过水断面海水流速约为1.21m/s，满足火力发电厂水工设计规范(DL/T 5339-2006)要求。根据火力发电厂水工设计规范(DL/T 5339-2006)要求，经水力计算，明渠总水头损失约为0.91m，因此明渠采用平坡，末端底标高定为-6.0m，有效水深为2.82m，过水断面海水流速约为1.60m/s，满足规范要求。根据火力发电厂水工设计规范(DL/T 5339-2006)要求，
5、经计算，明渠转弯半径约为28m 。防海生物措施为防止海生物在取水构筑物处附着滋生影响取水，在取水泵房处设制氯设施，并通过沿取水管道(渠)敷设的加氯管，将氯送至取水头内。加氯管管径DN200，采用PVC 管。3、 取水构筑物3.1 取水构筑物的种类和安全等级3.1.1 设计内容取水构筑物设计内容包括：取水管渠、取水头、警示设施，以及对应的土建设计(包括土方开挖、回填以及结构基础设计)和必要的防腐措施。跨渠桥、跨渠渡槽等设计内容待定。3.1.2 构筑物设计使用年限构筑物结构设计使用年限为50 年。3.2 设计荷载作用在取水结构上的荷载主要有：i 恒载：结构自重ii 土压力：根据明渠开挖深度，计算土
6、压力对连续墙的作用根据管顶覆土厚度，计算土压力对管道的作用。明渠两侧场地均载，使用期荷载：20kN/mb 施工期荷载 长臂挖机 15t 履带吊(与地连墙净距3m) 施工期折算均载：10kN/m(墙后10m 范围)iv 明渠盖板上荷载：人群荷载：3kN/mv 地下水压力3.3 结构方案根据取排水工艺方案，综合考虑工程区域水文、场地现状、工程地质等自然条件和施工工艺，进行结构方案设计。取水管线采用水冲式预制板桩连续墙明渠+埋地钢管方案，大堤内侧采用水冲式预制板桩连续墙明渠方案，大堤内侧至第一个转折点，沿陆上与吹填围堤平行的路由转至取水泵房，明渠总长约1840m(含转换池)，大堤外侧及穿大堤部分采用
7、埋地钢管，埋地钢管长约300m，钢取水头长约30m。取水明渠与埋地钢管连接部分设管涵转换池，长15m，宽10m。取水明渠段在大堤内侧，为节约用地，减少开挖方量，明渠及转换池采用水冲式预制板桩连续墙结构型式。明渠净宽5m，底高程-6.00m；转换池底高程-7.00m。先进行水冲式预制板桩连续墙施工，然后墙内开挖，进行基础底施工，最终形成墙面间距5m 的直立式“H”型钢筋混凝土明渠。为防止人员及杂物落入明渠内，且避免阻断人行疏散跨越通道，在明渠顶上加盖0.2m厚混凝土预制板。地连墙厚0.6m，考虑到开挖后及使用期水冲式预制板桩连续墙的稳定，在两墙间适当位置设置钢筋混凝土内支撑，内支撑断面尺度：40
8、0mm600mm(宽高)，间距4m。为满足内撑要求，需在内撑位置设置冠梁，冠梁尺度：600mm600mm 或800mm600mm(宽高)。连连续墙内侧开挖至设计标高后，先铺设400g/m2 土工布一层，其上铺设500mm 厚碎石垫层，最后铺设预制混凝土块底板，预制混凝土块尺度：1m1m0.4m(长宽厚)。管涵与明渠转换池取水明渠与埋地钢管连接部分设管涵转换池，转换池位于大堤内侧，长10m、宽10m，底标高-7.00m。另5m 长为连接段，宽度从10m 过渡到5m，底标高从-7.00m 过渡到-6.00m（明渠标准段）。转换池侧壁采用水冲式预制板桩连续墙结构，墙壁厚600mm，与明渠侧壁平顺连接
9、。取水管埋地钢管段在大堤外侧及穿越大堤段，采用埋地钢管取水方案。取水钢管直径为3.3m，取水管线采用抓斗船大开挖，水下安装钢管施工。取水钢管壁厚18mm，管节长可为30m，分节安装，管节头采用哈夫接头，水下连接。沟槽内铺设1.0m 厚碎石垫层，管侧抛填碎石，外侧设置600mm 厚二片石垫层和1200mm 厚100300kg 护面块石。取水头取水头采用多点式竖井取水装置，共设10 个取水竖井。取水竖井直径均为2.5m，竖井与主管线之间采用直径为1.6m 的钢管连接。取水头基础采用1.0m 厚碎石基床。取水头管周围采用碎石抛填，为了防止冲刷，在抛填碎石上方设600mm 厚二片石垫层和1200mm
10、厚100300kg 护面块石，并在取水头四周设10100kg 护底块石，厚1.0m，防护范围为20m。跨渠桥Canal Bridge在明渠通过厂区主干道位置应布置跨渠桥。由于跨渠桥有关设计参数未定，本次设计暂定包含内容如下：暂定3 座跨渠桥，桥宽8m。ii 由于桥位未最终确定，考虑最不利地质条件，即地基持力层为“淤泥质粘土”层。跨渠桥暂定采用桩基，每座桥4 根1000 灌注桩。上部结构采用非预应力混凝土空心板结构；两端设预制桥头搭板。警示设施为保证取水口的安全，警示过往船舶， 在取水头外围设置防撞警示设施，主要包括防撞警示墩和防撞警示桩，并在防撞警示墩上设置警示灯桩，以确保船舶夜间航行安全。警
11、示墩(钢管桩基础及现浇承台)和警示桩(钢管桩)间隔布置，其间采用锚链连接。耐久性设计3.4.1 混凝土结构防腐蚀设计本工程水冲式预制板桩连续墙、底板、盖板、桥墩、桥面等均为钢筋混凝土结构，具体采取以下耐久性措施：混凝土工程构件尽量采用高标号混凝土，混凝土的质量按海水环境进行控制；适当加厚混凝土结构中钢筋的保护层厚度。主要构件混凝土强度：水冲式预制板桩连续墙采用C35，钻孔灌注桩采用C35，素砼底板采用C30，其余钢筋混凝土采用C40。混凝土配比及耐久性要求应符合水运工程混凝土施工规范JTS 202-2011要求。由于连连续墙结构为过水构筑物，内外水位差较小，可不对抗渗等级做特殊要求。3.4.2
12、 钢结构防腐蚀设计(1) 取水钢管取水钢管、分散式钢取水头防腐采用预留腐蚀厚度、防腐涂层和牺牲阳极块组合防腐。1) 预留腐蚀厚度按照规范要求，预留腐蚀厚度2mm。2) 防腐涂层防腐涂层采用环氧重防腐涂层，管道内壁和外壁涂层厚度均为800m，分两层涂刷，单层厚度400m。3) 牺牲阳极Sacrificial anode为增强钢管的防腐蚀性能，采用牺牲阳极的防护措施，根据规范设计要求，经计算，每4m 钢管需要设置1 块铝合金阳极，单块铝阳极重120kg。3.5 抗震设计n3.5.1 场地地震地质灾害评价3.5.1.1 地基地震液化根据水运工程抗震设计规范(JTS146-2012)4.2.1 条规定
13、，当抗震设防烈度为6 度时，可不进行判别和处理。本工程埋地取排水管线为液化非敏感结构，故本次设计无地基抗液化处理内容。3.5.1.2 地表断层关于活动断裂的定义，本专篇采用GB177412005 规范的活动断裂概念，即“活动断裂：晚第四纪以来有活动的断层”。拟建场地内及附近无活动断层及发震断裂通过。按建筑抗震设计规范(GB50011-2010)的有关要求，可忽略断裂地表错动对工程的影响。3.5.1.3 崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流场地不存在发生崩塌、滑坡、地裂缝、泥石流的地质条件，可不考虑地震崩塌、滑坡、地裂缝、泥石流对本工程的影响。3.5.2.1 总平面布置i 据相关勘察资料揭示，钻探深度内未
14、发现和揭示断层活动等不良地质构造现象。ii 根据恒逸(文莱)PMB 石油化工项目海水取水给排水设施岩土工程勘察报告(详细勘察)，场地类别属于类。iii 主要设备(含管道)布置、建筑设计和结构设计方案符合抗震概念设计要求，对不规则设计方案采取的相应的加强措施，无严重不规则的设计方案。给排水系统高地震烈度地区埋地取排水管线应当选择抗震性能好的柔性接头管线。本工程地区地震烈度低，只要采取必要的结构构造措施，常见管线类型如钢管、有机管、混凝土管均可应用。3.5.2.3 结构工程i 主要结构本工程包括取水头结构、排水口结构、管线转角镇墩等，依据水运工程抗震设计规范(JTS146-2012)，各建构筑物按
15、6 度进行设防，抗震构造措施按提高一度即7 度设防考虑。结构主要抗震措施a 结构的平面和立面布置尽量规则、对称，质量和刚度分布尽量均匀，建筑物重心尽量降低。混凝土结构钢筋搭接、锚固等满足抗震构造要求。4、取水构筑物施工4.1 工程概况取水管线设计内容包括取水明渠、埋地钢管取水管、管涵转换池、取水头、跨渠桥、跨渠渡槽和警示设施。取水明渠长约1826m，管涵转换池长约15m，埋地钢管取水管长约300m，取水头长约30m。42 施工依托条件4.2.1 自然条件恒逸(文莱)PMB 石化项目位于文莱东部的大摩拉岛PulauMuaraBesar(以下简称PMB)，该岛西距文莱本岛约5km，距离文莱机场约20km。文莱位于东南亚，又靠近赤道，属于典型的热带海洋气候，这种气候的特点是白天天气热，晚上天气凉。这里全年没有季风气候中所谓的旱季，没有很干燥的天气，一般空气湿度都比较大，是温暖潮湿的天气。一般来说，这里最潮湿的季节在每年10月份到来年3 月份，其中12 月份和1 月份这
