土庫曼斯坦某項目地層工程地質特性淺析

朱亞杰+錢明+郭世超+邴啟超

摘 要：本文介紹了土庫曼斯坦境內某項目的地層分布特征，通過原位測試及室內實驗對各地層的物理力學性質進行了分析評價，可以得出：各地層物理力學性質較好，承載力較高，鹽漬土地層分布廣泛，具有中-強的腐蝕性，不具有溶陷性及鹽脹性等不良地質特性。

關鍵詞：物理力學性質；鹽漬土；溶陷性；鹽脹性

1.項目概況

土庫曼斯坦位于中亞地區，該國境內埋藏有大量的天然氣資源，是我國西氣東輸項目的氣源地。本項目位于土庫曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地區，坐落在阿姆河盆地。項目區域內的地面工程主要有天然氣處理廠、凈化天然氣外輸站、自備燃氣發電站、天然氣輸送管道以及其他相關附屬設施等，對我國的天然氣能源供應具有及其重要的意義。

2.地層劃分及其特征

阿姆河盆地是以中生代為主的沉積盆地，中生界地層自下而上發育有侏羅系和白堊系地層，以砂巖、泥巖為主，局部為鈣質灰巖。構造以短軸背斜、斷背斜、逆斷層復雜化的復背斜為主。中生代時期地層之上的新生代地層發育有第三系和第四系地層，第三系地層為上第三系上新統早期與中新統的混合物[1]。本項目區域位于土庫曼斯坦東南部，臨近土庫曼斯坦與烏茲別克斯坦國境線。該區域地勢較為平緩，地層主要為上第三系上新統早期與中新統洪積成因混合物，以砂土、碎石、塊石為主。典型地層自上而下可分為5層，分述如下[2][3][4]：

（1）粉砂（Npl）：褐黃色，稍濕-干燥，含鹽，松散-中密，石英、長石、云母等為主要礦物成分，級配不良，分選好，輕微膠結，夾少量碎石顆粒，粒徑0.1～1.5cm，厚度0.5～1.1m。

（2）碎石（Npl）：灰白色，干燥，見結晶狀鹽粒（見圖2），母巖為中風化砂巖，次棱角狀，交錯排列，充填細砂，粒徑2～5cm，最大15cm，碎石顆粒約占50～60%，層厚1.4～2m。

（3）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實。礦物成份以石英、長石、云母為主，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，未發現層理，含鹽及少量碎石顆粒。

（4）塊石（Npl）：褐黃色，母巖為中風化砂巖，較硬巖，鈣質膠結，交錯排列，充填少量細砂，巖芯多為塊狀，少量呈短柱狀，可見溶孔。

（5）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實，石英、長石、云母為主要礦物成分，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，該層未被揭穿，最大揭露厚度為15m。

各地層進行了標準貫入測試（SPT）和動力觸探測試（DPT）數據見表1，勘察區域共布置8組靜力載荷試驗（見表2），測深約2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2。通過對數據分析[6][7][8]可以得出，除第①粉砂層外，各土層密實度均較高，物理力學性質較好，碎石層承載力較高，可做為天然地基持力層，適用于淺基礎。

該區域鹽漬土地層分布較為廣泛，表3中易溶鹽數據為兩個探井中采取擾動樣所獲得的試驗數據。通過對易溶鹽試驗數據的分析可以得出，該區域①-④層及第⑤層上部均為鹽漬土地層，具有中-強的腐蝕性，鹽漬土類別以中硫酸鹽漬土及中亞硫酸鹽漬土為主。根據當地規范進行判定[5]，依據SO42-指標，對于不同標號的混凝土各地層大多具有中-強腐蝕性，局部為弱-無腐蝕性；依據CL-指標，對于不同標號的混凝土各地層均為中等腐蝕性。

3.鹽漬土溶陷性及鹽脹性的判定

鹽漬土地層可能存在的不良地質因素主要為溶陷性和鹽脹性。在勘察區域共布置6組淺層平板浸水載荷試驗，試驗深度為2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2，最大荷載設計500kPa。載荷試驗成果見表2。

從6組載荷試驗所得出的成果可以看出，溶陷性系數在0.003～0.006之間，均小于0.01，依據相關規范[10]要求，該地層可判定為不具有溶陷性。

由于現場工期緊，不具備長期觀測條件，于是按照Na+：SO4=2：1比例，計算Na2SO4極限含量均少于1%（項目完成于2012年，現行新版規范相關條款調整為不超過0.5%），根據中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97《鹽漬土地區建筑規范》，可不考慮鹽脹性。

4.結論

綜上可以看出，該區域地形、地勢較為平坦，各地層物理力學性質較好，承載力較高，不良地質條件主要為鹽漬土地層的腐蝕性，以及可能存在的溶陷性及鹽脹性對工程項目的影響。根據現場浸水載荷試驗成果以及土樣易溶鹽分析成果可以得出，鹽漬土地層不具有溶陷性、鹽脹性等不良工程特性。

參考文獻

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

[2] 凈化氣外輸站及進出站閥室巖土工程詳細勘察報告.檔案號：2008勘-TU-01-13.中國石油工程建設公司，2008.

[3] 自備電站及B區110kV變電所工程巖土工程詳細勘察報告. 檔案號：2010勘-TKM-002.中國石油工程建設公司，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] 巖土工程勘察規范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] 中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97.鹽漬土地區建筑規范.北京.石油工業出版社，1998.

摘 要：本文介紹了土庫曼斯坦境內某項目的地層分布特征，通過原位測試及室內實驗對各地層的物理力學性質進行了分析評價，可以得出：各地層物理力學性質較好，承載力較高，鹽漬土地層分布廣泛，具有中-強的腐蝕性，不具有溶陷性及鹽脹性等不良地質特性。

關鍵詞：物理力學性質；鹽漬土；溶陷性；鹽脹性

1.項目概況

土庫曼斯坦位于中亞地區，該國境內埋藏有大量的天然氣資源，是我國西氣東輸項目的氣源地。本項目位于土庫曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地區，坐落在阿姆河盆地。項目區域內的地面工程主要有天然氣處理廠、凈化天然氣外輸站、自備燃氣發電站、天然氣輸送管道以及其他相關附屬設施等，對我國的天然氣能源供應具有及其重要的意義。

2.地層劃分及其特征

阿姆河盆地是以中生代為主的沉積盆地，中生界地層自下而上發育有侏羅系和白堊系地層，以砂巖、泥巖為主，局部為鈣質灰巖。構造以短軸背斜、斷背斜、逆斷層復雜化的復背斜為主。中生代時期地層之上的新生代地層發育有第三系和第四系地層，第三系地層為上第三系上新統早期與中新統的混合物[1]。本項目區域位于土庫曼斯坦東南部，臨近土庫曼斯坦與烏茲別克斯坦國境線。該區域地勢較為平緩，地層主要為上第三系上新統早期與中新統洪積成因混合物，以砂土、碎石、塊石為主。典型地層自上而下可分為5層，分述如下[2][3][4]：

（1）粉砂（Npl）：褐黃色，稍濕-干燥，含鹽，松散-中密，石英、長石、云母等為主要礦物成分，級配不良，分選好，輕微膠結，夾少量碎石顆粒，粒徑0.1～1.5cm，厚度0.5～1.1m。

（2）碎石（Npl）：灰白色，干燥，見結晶狀鹽粒（見圖2），母巖為中風化砂巖，次棱角狀，交錯排列，充填細砂，粒徑2～5cm，最大15cm，碎石顆粒約占50～60%，層厚1.4～2m。

（3）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實。礦物成份以石英、長石、云母為主，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，未發現層理，含鹽及少量碎石顆粒。

（4）塊石（Npl）：褐黃色，母巖為中風化砂巖，較硬巖，鈣質膠結，交錯排列，充填少量細砂，巖芯多為塊狀，少量呈短柱狀，可見溶孔。

（5）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實，石英、長石、云母為主要礦物成分，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，該層未被揭穿，最大揭露厚度為15m。

各地層進行了標準貫入測試（SPT）和動力觸探測試（DPT）數據見表1，勘察區域共布置8組靜力載荷試驗（見表2），測深約2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2。通過對數據分析[6][7][8]可以得出，除第①粉砂層外，各土層密實度均較高，物理力學性質較好，碎石層承載力較高，可做為天然地基持力層，適用于淺基礎。

該區域鹽漬土地層分布較為廣泛，表3中易溶鹽數據為兩個探井中采取擾動樣所獲得的試驗數據。通過對易溶鹽試驗數據的分析可以得出，該區域①-④層及第⑤層上部均為鹽漬土地層，具有中-強的腐蝕性，鹽漬土類別以中硫酸鹽漬土及中亞硫酸鹽漬土為主。根據當地規范進行判定[5]，依據SO42-指標，對于不同標號的混凝土各地層大多具有中-強腐蝕性，局部為弱-無腐蝕性；依據CL-指標，對于不同標號的混凝土各地層均為中等腐蝕性。

3.鹽漬土溶陷性及鹽脹性的判定

鹽漬土地層可能存在的不良地質因素主要為溶陷性和鹽脹性。在勘察區域共布置6組淺層平板浸水載荷試驗，試驗深度為2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2，最大荷載設計500kPa。載荷試驗成果見表2。

從6組載荷試驗所得出的成果可以看出，溶陷性系數在0.003～0.006之間，均小于0.01，依據相關規范[10]要求，該地層可判定為不具有溶陷性。

由于現場工期緊，不具備長期觀測條件，于是按照Na+：SO4=2：1比例，計算Na2SO4極限含量均少于1%（項目完成于2012年，現行新版規范相關條款調整為不超過0.5%），根據中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97《鹽漬土地區建筑規范》，可不考慮鹽脹性。

4.結論

綜上可以看出，該區域地形、地勢較為平坦，各地層物理力學性質較好，承載力較高，不良地質條件主要為鹽漬土地層的腐蝕性，以及可能存在的溶陷性及鹽脹性對工程項目的影響。根據現場浸水載荷試驗成果以及土樣易溶鹽分析成果可以得出，鹽漬土地層不具有溶陷性、鹽脹性等不良工程特性。

參考文獻

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

[2] 凈化氣外輸站及進出站閥室巖土工程詳細勘察報告.檔案號：2008勘-TU-01-13.中國石油工程建設公司，2008.

[3] 自備電站及B區110kV變電所工程巖土工程詳細勘察報告. 檔案號：2010勘-TKM-002.中國石油工程建設公司，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] 巖土工程勘察規范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] 中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97.鹽漬土地區建筑規范.北京.石油工業出版社，1998.

摘 要：本文介紹了土庫曼斯坦境內某項目的地層分布特征，通過原位測試及室內實驗對各地層的物理力學性質進行了分析評價，可以得出：各地層物理力學性質較好，承載力較高，鹽漬土地層分布廣泛，具有中-強的腐蝕性，不具有溶陷性及鹽脹性等不良地質特性。

關鍵詞：物理力學性質；鹽漬土；溶陷性；鹽脹性

1.項目概況

土庫曼斯坦位于中亞地區，該國境內埋藏有大量的天然氣資源，是我國西氣東輸項目的氣源地。本項目位于土庫曼斯坦列巴普州、阿姆河右岸地區，坐落在阿姆河盆地。項目區域內的地面工程主要有天然氣處理廠、凈化天然氣外輸站、自備燃氣發電站、天然氣輸送管道以及其他相關附屬設施等，對我國的天然氣能源供應具有及其重要的意義。

2.地層劃分及其特征

阿姆河盆地是以中生代為主的沉積盆地，中生界地層自下而上發育有侏羅系和白堊系地層，以砂巖、泥巖為主，局部為鈣質灰巖。構造以短軸背斜、斷背斜、逆斷層復雜化的復背斜為主。中生代時期地層之上的新生代地層發育有第三系和第四系地層，第三系地層為上第三系上新統早期與中新統的混合物[1]。本項目區域位于土庫曼斯坦東南部，臨近土庫曼斯坦與烏茲別克斯坦國境線。該區域地勢較為平緩，地層主要為上第三系上新統早期與中新統洪積成因混合物，以砂土、碎石、塊石為主。典型地層自上而下可分為5層，分述如下[2][3][4]：

（1）粉砂（Npl）：褐黃色，稍濕-干燥，含鹽，松散-中密，石英、長石、云母等為主要礦物成分，級配不良，分選好，輕微膠結，夾少量碎石顆粒，粒徑0.1～1.5cm，厚度0.5～1.1m。

（2）碎石（Npl）：灰白色，干燥，見結晶狀鹽粒（見圖2），母巖為中風化砂巖，次棱角狀，交錯排列，充填細砂，粒徑2～5cm，最大15cm，碎石顆粒約占50～60%，層厚1.4～2m。

（3）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實。礦物成份以石英、長石、云母為主，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，未發現層理，含鹽及少量碎石顆粒。

（4）塊石（Npl）：褐黃色，母巖為中風化砂巖，較硬巖，鈣質膠結，交錯排列，充填少量細砂，巖芯多為塊狀，少量呈短柱狀，可見溶孔。

（5）細砂（Npl）：褐黃色，干燥，密實，石英、長石、云母為主要礦物成分，級配不良，分選好，半成巖，泥質膠結，遇水易崩解，該層未被揭穿，最大揭露厚度為15m。

各地層進行了標準貫入測試（SPT）和動力觸探測試（DPT）數據見表1，勘察區域共布置8組靜力載荷試驗（見表2），測深約2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2。通過對數據分析[6][7][8]可以得出，除第①粉砂層外，各土層密實度均較高，物理力學性質較好，碎石層承載力較高，可做為天然地基持力層，適用于淺基礎。

該區域鹽漬土地層分布較為廣泛，表3中易溶鹽數據為兩個探井中采取擾動樣所獲得的試驗數據。通過對易溶鹽試驗數據的分析可以得出，該區域①-④層及第⑤層上部均為鹽漬土地層，具有中-強的腐蝕性，鹽漬土類別以中硫酸鹽漬土及中亞硫酸鹽漬土為主。根據當地規范進行判定[5]，依據SO42-指標，對于不同標號的混凝土各地層大多具有中-強腐蝕性，局部為弱-無腐蝕性；依據CL-指標，對于不同標號的混凝土各地層均為中等腐蝕性。

3.鹽漬土溶陷性及鹽脹性的判定

鹽漬土地層可能存在的不良地質因素主要為溶陷性和鹽脹性。在勘察區域共布置6組淺層平板浸水載荷試驗，試驗深度為2m，采用厚4cm圓形鋼板，面積0.5m2，最大荷載設計500kPa。載荷試驗成果見表2。

從6組載荷試驗所得出的成果可以看出，溶陷性系數在0.003～0.006之間，均小于0.01，依據相關規范[10]要求，該地層可判定為不具有溶陷性。

由于現場工期緊，不具備長期觀測條件，于是按照Na+：SO4=2：1比例，計算Na2SO4極限含量均少于1%（項目完成于2012年，現行新版規范相關條款調整為不超過0.5%），根據中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97《鹽漬土地區建筑規范》，可不考慮鹽脹性。

4.結論

綜上可以看出，該區域地形、地勢較為平坦，各地層物理力學性質較好，承載力較高，不良地質條件主要為鹽漬土地層的腐蝕性，以及可能存在的溶陷性及鹽脹性對工程項目的影響。根據現場浸水載荷試驗成果以及土樣易溶鹽分析成果可以得出，鹽漬土地層不具有溶陷性、鹽脹性等不良工程特性。

參考文獻

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

[2] 凈化氣外輸站及進出站閥室巖土工程詳細勘察報告.檔案號：2008勘-TU-01-13.中國石油工程建設公司，2008.

[3] 自備電站及B區110kV變電所工程巖土工程詳細勘察報告. 檔案號：2010勘-TKM-002.中國石油工程建設公司，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] 巖土工程勘察規范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] 中國石油天然氣行業標準SY/T 0317-97.鹽漬土地區建筑規范.北京.石油工業出版社，1998.