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土库曼斯坦某项目地层工程地质特性浅析

2014-07-24朱亚杰钱明郭世超邴启超

中国建筑科学 2014年5期

朱亚杰+钱明+郭世超+邴启超

摘 要:本文介绍了土库曼斯坦境内某项目的地层分布特征,通过原位测试及室内实验对各地层的物理力学性质进行了分析评价,可以得出:各地层物理力学性质较好,承载力较高,盐渍土地层分布广泛,具有中-强的腐蚀性,不具有溶陷性及盐胀性等不良地质特性。

关键词:物理力学性质;盐渍土;溶陷性;盐胀性

1.项目概况

土库曼斯坦位于中亚地区,该国境内埋藏有大量的天然气资源,是我国西气东输项目的气源地。本项目位于土库曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地区,坐落在阿姆河盆地。项目区域内的地面工程主要有天然气处理厂、净化天然气外输站、自备燃气发电站、天然气输送管道以及其他相关附属设施等,对我国的天然气能源供应具有及其重要的意义。

2.地层划分及其特征

阿姆河盆地是以中生代为主的沉积盆地,中生界地层自下而上发育有侏罗系和白垩系地层,以砂岩、泥岩为主,局部为钙质灰岩。构造以短轴背斜、断背斜、逆断层复杂化的复背斜为主。中生代时期地层之上的新生代地层发育有第三系和第四系地层,第三系地层为上第三系上新统早期与中新统的混合物[1]。本项目区域位于土库曼斯坦东南部,临近土库曼斯坦与乌兹别克斯坦国境线。该区域地势较为平缓,地层主要为上第三系上新统早期与中新统洪积成因混合物,以砂土、碎石、块石为主。典型地层自上而下可分为5层,分述如下[2][3][4]:

(1)粉砂(Npl):褐黄色,稍湿-干燥,含盐,松散-中密,石英、长石、云母等为主要矿物成分,级配不良,分选好,轻微胶结,夹少量碎石颗粒,粒径0.1~1.5cm,厚度0.5~1.1m。

(2)碎石(Npl):灰白色,干燥,见结晶状盐粒(见图2),母岩为中风化砂岩,次棱角状,交错排列,充填细砂,粒径2~5cm,最大15cm,碎石颗粒约占50~60%,层厚1.4~2m。

(3)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实。矿物成份以石英、长石、云母为主,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,未发现层理,含盐及少量碎石颗粒。

(4)块石(Npl):褐黄色,母岩为中风化砂岩,较硬岩,钙质胶结,交错排列,充填少量细砂,岩芯多为块状,少量呈短柱状,可见溶孔。

(5)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实,石英、长石、云母为主要矿物成分,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,该层未被揭穿,最大揭露厚度为15m。

各地层进行了标准贯入测试(SPT)和动力触探测试(DPT)数据见表1,勘察区域共布置8组静力载荷试验(见表2),测深约2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2。通过对数据分析[6][7][8]可以得出,除第①粉砂层外,各土层密实度均较高,物理力学性质较好,碎石层承载力较高,可做为天然地基持力层,适用于浅基础。

该区域盐渍土地层分布较为广泛,表3中易溶盐数据为两个探井中采取扰动样所获得的试验数据。通过对易溶盐试验数据的分析可以得出,该区域①-④层及第⑤层上部均为盐渍土地层,具有中-强的腐蚀性,盐渍土类别以中硫酸盐渍土及中亚硫酸盐渍土为主。根据当地规范进行判定[5],依据SO42-指标,对于不同标号的混凝土各地层大多具有中-强腐蚀性,局部为弱-无腐蚀性;依据CL-指标,对于不同标号的混凝土各地层均为中等腐蚀性。

3.盐渍土溶陷性及盐胀性的判定

盐渍土地层可能存在的不良地质因素主要为溶陷性和盐胀性。在勘察区域共布置6组浅层平板浸水载荷试验,试验深度为2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2,最大荷载设计500kPa。载荷试验成果见表2。

从6组载荷试验所得出的成果可以看出,溶陷性系数在0.003~0.006之间,均小于0.01,依据相关规范[10]要求,该地层可判定为不具有溶陷性。

由于现场工期紧,不具备长期观测条件,于是按照Na+:SO4=2:1比例,计算Na2SO4极限含量均少于1%(项目完成于2012年,现行新版规范相关条款调整为不超过0.5%),根据中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97《盐渍土地区建筑规范》,可不考虑盐胀性。

4.结论

综上可以看出,该区域地形、地势较为平坦,各地层物理力学性质较好,承载力较高,不良地质条件主要为盐渍土地层的腐蚀性,以及可能存在的溶陷性及盐胀性对工程项目的影响。根据现场浸水载荷试验成果以及土样易溶盐分析成果可以得出,盐渍土地层不具有溶陷性、盐胀性等不良工程特性。

参考文献

[1]. Галвный редактор В.Н. Крымус. Геологичечкая карта Туркменистана. Государственная корпарация Туркменгеология, 1998г.

[2] 净化气外输站及进出站阀室岩土工程详细勘察报告.档案号:2008勘-TU-01-13.中国石油工程建设公司,2008.

[3] 自备电站及B区110kV变电所工程岩土工程详细勘察报告. 档案号:2010勘-TKM-002.中国石油工程建设公司,2010.

[4] Грунты дисперсные. Классификация, TDS-609-2003, Ашхабад, Главная государственная служба “Туркменистандартлары”, 2003.

[5] Защита строительных конструкций от коррозии. СНТ 2.03.11-99. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана,2000.

[6] 岩土工程勘察规范GB50021-2001,2009.

[7] Инженерные изыскания для строительства CHT1.02.07-2000. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 2000.

[8] Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием. ГОСТ 19912-81. Издательство стандартов, 1981.

[9] Основания зданий и сооружений. СНТ 2.02.01-98. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 1998.

[10] 中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97.盐渍土地区建筑规范.北京.石油工业出版社,1998.

摘 要:本文介绍了土库曼斯坦境内某项目的地层分布特征,通过原位测试及室内实验对各地层的物理力学性质进行了分析评价,可以得出:各地层物理力学性质较好,承载力较高,盐渍土地层分布广泛,具有中-强的腐蚀性,不具有溶陷性及盐胀性等不良地质特性。

关键词:物理力学性质;盐渍土;溶陷性;盐胀性

1.项目概况

土库曼斯坦位于中亚地区,该国境内埋藏有大量的天然气资源,是我国西气东输项目的气源地。本项目位于土库曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地区,坐落在阿姆河盆地。项目区域内的地面工程主要有天然气处理厂、净化天然气外输站、自备燃气发电站、天然气输送管道以及其他相关附属设施等,对我国的天然气能源供应具有及其重要的意义。

2.地层划分及其特征

阿姆河盆地是以中生代为主的沉积盆地,中生界地层自下而上发育有侏罗系和白垩系地层,以砂岩、泥岩为主,局部为钙质灰岩。构造以短轴背斜、断背斜、逆断层复杂化的复背斜为主。中生代时期地层之上的新生代地层发育有第三系和第四系地层,第三系地层为上第三系上新统早期与中新统的混合物[1]。本项目区域位于土库曼斯坦东南部,临近土库曼斯坦与乌兹别克斯坦国境线。该区域地势较为平缓,地层主要为上第三系上新统早期与中新统洪积成因混合物,以砂土、碎石、块石为主。典型地层自上而下可分为5层,分述如下[2][3][4]:

(1)粉砂(Npl):褐黄色,稍湿-干燥,含盐,松散-中密,石英、长石、云母等为主要矿物成分,级配不良,分选好,轻微胶结,夹少量碎石颗粒,粒径0.1~1.5cm,厚度0.5~1.1m。

(2)碎石(Npl):灰白色,干燥,见结晶状盐粒(见图2),母岩为中风化砂岩,次棱角状,交错排列,充填细砂,粒径2~5cm,最大15cm,碎石颗粒约占50~60%,层厚1.4~2m。

(3)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实。矿物成份以石英、长石、云母为主,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,未发现层理,含盐及少量碎石颗粒。

(4)块石(Npl):褐黄色,母岩为中风化砂岩,较硬岩,钙质胶结,交错排列,充填少量细砂,岩芯多为块状,少量呈短柱状,可见溶孔。

(5)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实,石英、长石、云母为主要矿物成分,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,该层未被揭穿,最大揭露厚度为15m。

各地层进行了标准贯入测试(SPT)和动力触探测试(DPT)数据见表1,勘察区域共布置8组静力载荷试验(见表2),测深约2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2。通过对数据分析[6][7][8]可以得出,除第①粉砂层外,各土层密实度均较高,物理力学性质较好,碎石层承载力较高,可做为天然地基持力层,适用于浅基础。

该区域盐渍土地层分布较为广泛,表3中易溶盐数据为两个探井中采取扰动样所获得的试验数据。通过对易溶盐试验数据的分析可以得出,该区域①-④层及第⑤层上部均为盐渍土地层,具有中-强的腐蚀性,盐渍土类别以中硫酸盐渍土及中亚硫酸盐渍土为主。根据当地规范进行判定[5],依据SO42-指标,对于不同标号的混凝土各地层大多具有中-强腐蚀性,局部为弱-无腐蚀性;依据CL-指标,对于不同标号的混凝土各地层均为中等腐蚀性。

3.盐渍土溶陷性及盐胀性的判定

盐渍土地层可能存在的不良地质因素主要为溶陷性和盐胀性。在勘察区域共布置6组浅层平板浸水载荷试验,试验深度为2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2,最大荷载设计500kPa。载荷试验成果见表2。

从6组载荷试验所得出的成果可以看出,溶陷性系数在0.003~0.006之间,均小于0.01,依据相关规范[10]要求,该地层可判定为不具有溶陷性。

由于现场工期紧,不具备长期观测条件,于是按照Na+:SO4=2:1比例,计算Na2SO4极限含量均少于1%(项目完成于2012年,现行新版规范相关条款调整为不超过0.5%),根据中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97《盐渍土地区建筑规范》,可不考虑盐胀性。

4.结论

综上可以看出,该区域地形、地势较为平坦,各地层物理力学性质较好,承载力较高,不良地质条件主要为盐渍土地层的腐蚀性,以及可能存在的溶陷性及盐胀性对工程项目的影响。根据现场浸水载荷试验成果以及土样易溶盐分析成果可以得出,盐渍土地层不具有溶陷性、盐胀性等不良工程特性。

参考文献

[1]. Галвный редактор В.Н. Крымус. Геологичечкая карта Туркменистана. Государственная корпарация Туркменгеология, 1998г.

[2] 净化气外输站及进出站阀室岩土工程详细勘察报告.档案号:2008勘-TU-01-13.中国石油工程建设公司,2008.

[3] 自备电站及B区110kV变电所工程岩土工程详细勘察报告. 档案号:2010勘-TKM-002.中国石油工程建设公司,2010.

[4] Грунты дисперсные. Классификация, TDS-609-2003, Ашхабад, Главная государственная служба “Туркменистандартлары”, 2003.

[5] Защита строительных конструкций от коррозии. СНТ 2.03.11-99. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана,2000.

[6] 岩土工程勘察规范GB50021-2001,2009.

[7] Инженерные изыскания для строительства CHT1.02.07-2000. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 2000.

[8] Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием. ГОСТ 19912-81. Издательство стандартов, 1981.

[9] Основания зданий и сооружений. СНТ 2.02.01-98. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 1998.

[10] 中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97.盐渍土地区建筑规范.北京.石油工业出版社,1998.

摘 要:本文介绍了土库曼斯坦境内某项目的地层分布特征,通过原位测试及室内实验对各地层的物理力学性质进行了分析评价,可以得出:各地层物理力学性质较好,承载力较高,盐渍土地层分布广泛,具有中-强的腐蚀性,不具有溶陷性及盐胀性等不良地质特性。

关键词:物理力学性质;盐渍土;溶陷性;盐胀性

1.项目概况

土库曼斯坦位于中亚地区,该国境内埋藏有大量的天然气资源,是我国西气东输项目的气源地。本项目位于土库曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地区,坐落在阿姆河盆地。项目区域内的地面工程主要有天然气处理厂、净化天然气外输站、自备燃气发电站、天然气输送管道以及其他相关附属设施等,对我国的天然气能源供应具有及其重要的意义。

2.地层划分及其特征

阿姆河盆地是以中生代为主的沉积盆地,中生界地层自下而上发育有侏罗系和白垩系地层,以砂岩、泥岩为主,局部为钙质灰岩。构造以短轴背斜、断背斜、逆断层复杂化的复背斜为主。中生代时期地层之上的新生代地层发育有第三系和第四系地层,第三系地层为上第三系上新统早期与中新统的混合物[1]。本项目区域位于土库曼斯坦东南部,临近土库曼斯坦与乌兹别克斯坦国境线。该区域地势较为平缓,地层主要为上第三系上新统早期与中新统洪积成因混合物,以砂土、碎石、块石为主。典型地层自上而下可分为5层,分述如下[2][3][4]:

(1)粉砂(Npl):褐黄色,稍湿-干燥,含盐,松散-中密,石英、长石、云母等为主要矿物成分,级配不良,分选好,轻微胶结,夹少量碎石颗粒,粒径0.1~1.5cm,厚度0.5~1.1m。

(2)碎石(Npl):灰白色,干燥,见结晶状盐粒(见图2),母岩为中风化砂岩,次棱角状,交错排列,充填细砂,粒径2~5cm,最大15cm,碎石颗粒约占50~60%,层厚1.4~2m。

(3)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实。矿物成份以石英、长石、云母为主,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,未发现层理,含盐及少量碎石颗粒。

(4)块石(Npl):褐黄色,母岩为中风化砂岩,较硬岩,钙质胶结,交错排列,充填少量细砂,岩芯多为块状,少量呈短柱状,可见溶孔。

(5)细砂(Npl):褐黄色,干燥,密实,石英、长石、云母为主要矿物成分,级配不良,分选好,半成岩,泥质胶结,遇水易崩解,该层未被揭穿,最大揭露厚度为15m。

各地层进行了标准贯入测试(SPT)和动力触探测试(DPT)数据见表1,勘察区域共布置8组静力载荷试验(见表2),测深约2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2。通过对数据分析[6][7][8]可以得出,除第①粉砂层外,各土层密实度均较高,物理力学性质较好,碎石层承载力较高,可做为天然地基持力层,适用于浅基础。

该区域盐渍土地层分布较为广泛,表3中易溶盐数据为两个探井中采取扰动样所获得的试验数据。通过对易溶盐试验数据的分析可以得出,该区域①-④层及第⑤层上部均为盐渍土地层,具有中-强的腐蚀性,盐渍土类别以中硫酸盐渍土及中亚硫酸盐渍土为主。根据当地规范进行判定[5],依据SO42-指标,对于不同标号的混凝土各地层大多具有中-强腐蚀性,局部为弱-无腐蚀性;依据CL-指标,对于不同标号的混凝土各地层均为中等腐蚀性。

3.盐渍土溶陷性及盐胀性的判定

盐渍土地层可能存在的不良地质因素主要为溶陷性和盐胀性。在勘察区域共布置6组浅层平板浸水载荷试验,试验深度为2m,采用厚4cm圆形钢板,面积0.5m2,最大荷载设计500kPa。载荷试验成果见表2。

从6组载荷试验所得出的成果可以看出,溶陷性系数在0.003~0.006之间,均小于0.01,依据相关规范[10]要求,该地层可判定为不具有溶陷性。

由于现场工期紧,不具备长期观测条件,于是按照Na+:SO4=2:1比例,计算Na2SO4极限含量均少于1%(项目完成于2012年,现行新版规范相关条款调整为不超过0.5%),根据中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97《盐渍土地区建筑规范》,可不考虑盐胀性。

4.结论

综上可以看出,该区域地形、地势较为平坦,各地层物理力学性质较好,承载力较高,不良地质条件主要为盐渍土地层的腐蚀性,以及可能存在的溶陷性及盐胀性对工程项目的影响。根据现场浸水载荷试验成果以及土样易溶盐分析成果可以得出,盐渍土地层不具有溶陷性、盐胀性等不良工程特性。

参考文献

[1]. Галвный редактор В.Н. Крымус. Геологичечкая карта Туркменистана. Государственная корпарация Туркменгеология, 1998г.

[2] 净化气外输站及进出站阀室岩土工程详细勘察报告.档案号:2008勘-TU-01-13.中国石油工程建设公司,2008.

[3] 自备电站及B区110kV变电所工程岩土工程详细勘察报告. 档案号:2010勘-TKM-002.中国石油工程建设公司,2010.

[4] Грунты дисперсные. Классификация, TDS-609-2003, Ашхабад, Главная государственная служба “Туркменистандартлары”, 2003.

[5] Защита строительных конструкций от коррозии. СНТ 2.03.11-99. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана,2000.

[6] 岩土工程勘察规范GB50021-2001,2009.

[7] Инженерные изыскания для строительства CHT1.02.07-2000. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 2000.

[8] Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием. ГОСТ 19912-81. Издательство стандартов, 1981.

[9] Основания зданий и сооружений. СНТ 2.02.01-98. Ашхабад, Национальный комитет архитектурно-строительного контроля при Кабинете Министров Туркменистана, 1998.

[10] 中国石油天然气行业标准SY/T 0317-97.盐渍土地区建筑规范.北京.石油工业出版社,1998.