淺論平房門站凍脹問題產生的原因及治理措施

侯領獻(大慶油田有限責任公司天然氣分公司規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163414)

淺論平房門站凍脹問題產生的原因及治理措施

侯領獻(大慶油田有限責任公司天然氣分公司規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163414)

通過分析平房站地面或地基凍脹造成的原因，提出三種治理措施，治理措施因地制宜，以新建排水溝方案較妥。

地面;凍脹;原因;整治

本文以哈爾濱平房門站為例分析東北地區凍脹問題的產生的原因和治理措施。該站隸屬于大慶油田天然氣分公司油氣儲運三大隊，位于哈爾濱市平房區平房鎮新盛屯西側約500米。平房站負責向哈爾濱市燃氣用戶分輸供氣，主要功能是將東官站來氣經過過濾、計量、調壓后輸送給下游哈中慶東輕站、成高子站及哈車用CNG母站。因此保證正常生產進行非常重要。

1 該站場地面凍脹情況和危害

多年來（至2016年），該站場地存在大面積場地凍脹，導致廠區地面高低不平，管線基礎、場地、臺階、散水凍脹變形(最大14.5cm)，個別房屋（泵房）沉降差4cm。裝置區控制盤傾斜約15度；放空管線傾斜拉伸，使安全閥承壓；管道中心線不對中，對法蘭口形成扭力矩；基礎沉降造成管道傾斜，形成扭力矩；配電崗、鍋爐房等房屋臺階及護坡破損嚴重，影響通行；新建的圍墻又發生傾斜及裂縫，有倒塌危險。

經現場勘測，涉及凍脹的有裝置區的管道及設備基礎4處、埋地管道1處、消防路及水泥場地300平方米、臺階9處、散水坡332平方米（調壓計量間102平方米、配電間及水泵房88平方米、鍋爐房56平方米、辦公樓86平方米）、閥組區道板60平米。

這些問題不解決，將嚴重影響了生產及生活安全。例如會造成管道撕裂、法蘭口斷裂、安全閥失效等，危及下游用戶用氣安全；消防路通行不暢、巡檢路高低不平等，影響事故救援和員工巡檢安全；圍墻倒塌以及房門開啟不便，影響正常的生產生活秩序。由于年年凍脹，損害年年發生，每隔幾年都需要治理，嚴重的需要年年治理，耗費了大量資金和人力。因此，有必要分析原因，采取措施，進行徹底整治。

2 問題原因分析

經初步分析，形成平房站場地沉降變形的主要原因有兩個：

第一，平房站處于“小盆地”底部，南側和東側是高地，種植玉米等作物。一到雨季，地表水和地下水自然會順勢流向盆地底部，即流向平房站地帶，同造成平房站地質含水量較高，凍脹增大。該地區為季節性凍土，凍深為1.80-2.00m。1土質主要為粉土和黏性土。

第二，平房站上游高地生態園區建設：南側高地上建設的生態園區，海拔比平房站場地高6米多。生態園區大量灌溉水滲地下，加劇了地下水位升高。

經測量勘察，示范區2013年建設了一個養魚池，其長、寬均為60m，深2.5m，該養魚池滿蓄水量約9000m3。該魚塘位于平房站南側，距離平房站約80m。該魚塘的下游堤壩是人工堆方建造，跨度僅為4米左右，必然造成地下水流向平房站，造成平房站土質含水量增高。

這兩個原因使平房站處于不利地帶，土壤含水率較高，凍脹加劇。

3 整治措施

針對上述情況，有以下三條治理措施：

3.1 關閉或拆除養魚池

由于上游養魚池的不斷蓄水會造成平房站處于飽和水狀態，是形成凍脹的原因之一；同時，該魚塘的下游堤壩是人工堆方建造，跨度僅為4米左右，從防洪角度講，養魚池是一危險源頭，一旦決堤，可能沖毀平房站。

因此建議關閉或拆除養魚池，這需要與哈爾濱市或平房區政府有關部門聯系。

3.2 新建排水溝（兼護坡）

沿平房站南側和東側新建一道鋼筋砼護坡(深2.1m，底寬0.8m,長175m)，阻斷上坡地流向下坡地的地表水、地下水，以減少平房站地段含水率，減小凍脹。投資估算約100萬元左右。該方案需要征地，南側圍墻外寬10m，長115m。本條措施依據原理是減小或消除凍脹力的危害。“對于凍脹性地基土，可采取下列減小或消除凍脹力危害的措施：設置防止施工和使用期間的雨水、地表水、生產廢水和生活污水浸入地基的排水設施；在坡地或山區應設置截水或在建筑物周邊設置暗溝，以排走地表水和潛水流，避免因地基浸水、含水率增加而造成凍害。”[2]

3.3 遷建平房站

由于平房站處于盆地底部，處于極其不利的地理位置，遷建至附近高處有利地形。從長遠來看，可徹底解決場地凍脹嚴重和防洪、可燃氣體擴散等問題。本方案投資巨大，成本高，高達千萬元。

4 結語

在進行治理凍脹問題時，要全面考慮，不能僅僅是事后治理，更要做到事前預防，就是特別要重視選址問題。針對本工程情況，以新建排水溝為適宜方案，可以充分解決因地下水、地表水問題造成的凍脹危害。

[1]凍土地面建筑地基礎設計規范JGJ118-2001，圖5.1.2中國季節性凍土標準凍深線圖.

[2]凍土地面建筑地基礎設計規范JGJ118-2001，第20-21頁.