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SY/T 4097-2010

基本信息

标准号: SY/T 4097-2010

中文名称:滩海斜坡式砂石人工岛结构设计与施工技术规范

标准类别:石油天然气行业标准(SY)

标准状态:现行

发布日期:2010-05-01

出版语种:简体中文

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相关标签: 砂石 人工岛 结构设计 施工 技术规范

标准分类号

关联标准

替代情况:替代SY/T 4097-1995

出版信息

出版社:石油工业出版社

标准价格:0.0 元

出版日期:2010-10-01

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发布部门:国家能源局

标准简介

SY/T 4097-2010 滩海斜坡式砂石人工岛结构设计与施工技术规范 SY/T4097-2010 标准下载解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS75.200
备案号:29414—2010
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 4097--2010
代替SY/T4097-1995
滩海斜坡式砂石人工岛结构设计与施工技术规范
Technical specification of designing and constructing slopingartificial island made of sand and stone for petroleumengineeringinbeach-shallowsea2010-05-01发布
国家能源局
2010-10-01实施
1范围
规范性引用文件
术语和定义
一般规定
作用的分类及组合
岛体结构
整体稳定与地基·
施工·
竣工验收
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
附录D(资料性附录)
参考文献
构件材料重度标准值
填料重度和内摩擦角标准值
摩擦系数设计值
条文说明,
SY/T4097-—2010
SY/T4097—2010
本标准代替SY/T4097一1995《滩海斜坡式砂石人工岛结构设计与施工技术规范》。本标准在计算理论方面采用以分项系数表达的极限状态法代替1995年版的安全系数法。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为资料性附录。本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:中油辽河工程有限公司。本标准主要起草人:李旭志、佟光军、王洪顺、任润卵、康荣玉、赵欣、刘胜富、盂凡明、朱娜、刘春艳、杜凯秋。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:SY/T4097—1995。
SY/T4097—2010
为使滩海斜坡式砂石人工岛结构设计和施工做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量,特制定本标准。
1范围
滩海斜坡式砂石人工岛结构设计与施工技术规范
本标准规定了滩海斜坡式砂石人工岛结构设计和施工的基本原则。SY/T4097-2010
本标准适用于滩海区域用于石油天然气勘探开发的斜坡式砂石人工岛结构的设计和施工,其他用途的斜坡式砂石人工岛结构设计和施工也可参照执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。SY/T4084
SY/T4100
滩海环境条件与荷载技术规范
滩海工程测量技术规范
JTJ225
5水运工程抗震设计规范
JTJ250
JTJ267
JTJ268
JTJ298
港口工程地基规范
港口工程混凝土结构设计规范
水运工程混凝土施工规范bzxZ.net
防波堤设计与施工规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
护面stormpavement
为抵御波浪等对岛体的冲蚀而在岛壁外坡上设置的防护层。3.2
岛壁islandwall
为防止填芯材料流失而设置的周边围壁。3.3
棱体proppingpedestal
岛壁外侧坡脚处设置的用于支承护面的抛石平台。3.4
岛面islandtopsurface
为满足岛体的使用要求而在岛体项面设置的具有一定承载能力的面层结构。3.5
防浪胸墙waveproofwall
为防止波浪越顶而在岛体顶面周边设置的矮墙。3.6
护底apron
SY/T4097—2010
为保护人工岛周围的地基,防止波浪和海流等的冲刷而在岛体周围一定范围内的海底面上设置的保护层。
岛体islandbody
人工岛的各个结构部分所组成的整体结构。4总则
4.1本标准的工程水文分析与计算及荷载计算应按SY/T4084的有关规定执行,混凝土和钢筋混凝土设计与施工应按JTJ267和JTJ268的有关规定执行。4.2滩海斜坡式砂石人工岛结构在设计和施工时,除应符合本标准外,尚应符合国家其他现行的有关标准的规定。
5一般规定
5.1确定岛体位置时,应满足总体规划要求,同时宜注意避开航道、养殖区、冲淤严重区。5.2确定岛体形状和方向时,应考虑岛体对风、浪、流、冰等的适应性,使岛体与环境之间的相互作用最小,并应使岛而形状适应工艺布置,提高岛面面积的利用率。5.3斜坡式砂石人工岛(以下简称人工岛)结构型式可分为以下两种。5.3.1主体结构全部由石料或砂袋等堆筑,外设护面,见图1。防浪胸墙
堆筑石料或砂袋
图1无岛壁型人工岛
5.3.2用石料或砂袋堆筑形成岛壁,中间用土砂填芯,见图2。8
5.4岛上应根据需要设置助航、环境保护、岛陆交通等设施及观测点。5.5本标准潮汐及结构物高程基准面宜采用理论深度基准面。5.6人工岛安全等级的划分应符合表1的规定。表1人工岛安全等级表
结构物安全等级
破坏后果
很严重(环境污染、人身安全、经济损失等)严重(环境污染、人身安全、经济损失等)不严重(环境污染、人身安全、经济损失等)结构物类型
年原油生产规模50×10*t以上,使用年限15年以上,有10人以上居住的人工岛除I、Ⅲ级以外的人工岛
年原油生产规模5×10°t以下,使用年限5年以下,无人值守的人工岛
5.7人工岛的水力模型试验验证工作,应根据结构物安全等级和具体情况确定。对I级人工岛应进行试验,对Ⅱ级人工岛宜进行试验,对Ⅲ级人工岛,仅当有特殊要时才进行试验。对I、Ⅱ级人工2
防浪胸墙
垫层品岛壁
岛壁内坡
a)设置校体型
防浪胸墙
垫层8
8岛睡内坡
b)设置台型
图2有岛壁型人工岛
岛,当有类似条件下的试验资料时,可不再进行试验。路面
SY/T4097—2010
5.8在人工岛附近取土时,应根据对岛体的稳定性和冲刷影响及当地土层土质情况确定取土地点和取土深度。
5.9施工时,应合理选择后方施工基地和船舶避风锚地的位置。5.10施工时,应根据施工能力确定允许施工的海况条件。6作用的分类及组合
6.1设计人工岛时,应考虑下列作用:风荷载、自重荷载、岛面使用荷载、波浪荷载、冰荷载、水流荷载、施工荷载、地荷载等。6.2人工岛结构上的作用,在设计基准期内,按时间的变异可分为以下三种。6.2.1永久作用:量值随时间的变化与平均值相比可以忽略的作用,如自重力、预加应力、土重力及由永久作用引起的土压力、固定设备重力、固定水位的静水压力及浮托力等。6.2.2可变作用:量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用,如堆货荷载、起重机械荷载、运输机械荷载、汽车荷载、船舶荷载、人群荷载、可变作用引起的土压力、水流荷载、风荷载、波浪荷载、冰荷载和施工荷载。
6.2.3偶然作用:不一定出现,一旦出现,其量值很大且持续时间很短的作用,如地震作用。6.3计算水位包括设计水位和极端水位。水位标准应符合SY/T4084的规定。6.4对实际有可能在人工岛结构上同时出现的作用,应按承载能力极限状态和正带使用极限状态,并结合相应的设计状况,进行作用效应组合。组合包括持久组合、短暂组合和偶然组合。人工岛按承载能力极限状态设计时,应以设计波高及对应的波长确定的波浪荷载作为标准值,并应考虑以下三种设计状况及相应的组合。
6.4.1持久状况,应考虑以下的持久组合:设计高低水位、极端高水位时,波高应采用相应水位的设计波高,极端低水位时,可不考虑波浪的作用。
6.4.2短暂状况,应考虑以下的短暂组合:3
SY/T4097-2010
对未成型的斜坡堤进行施工期复核时,水位可采用设计高水位和设计低水位,波高的重现期可采用2年~5年。
6.4.3偶然状况,在进行斜坡岛壁整体稳定计算时,应考虑地震作用的偶然组合,水位采用设计低水位,不考虑波浪对岛体的作用,其计算方法应符合JTJ225的有关规定。7岛体结构
7.1材料
7.1.1构筑人工岛的石料应符合下列要求。7.1.1.1在水中浸透后的强度,岛壁和护底块石不应低于30MPa,护面块石不应低于50MPa。7.1.1.2石料应不垦片状,无严重风化和裂纹。7.1.1.3石料宜为0.1kN~1.0kN不分级块石。7.1.2砂袋的材料应符合下列要求。编织袋应满足袋内砂土排水的透水性、过滤性,并有足够强度保证施工中不破损。7.1.2.11
填袋砂土宜为砂和亚砂土,不宜选用黏性土。7.1.2.2
7.1.3浆砌石护面及浆砌石防浪胸墙的石料在水中浸透后的强度不应低于50MPa;砌筑用水泥砂浆的强度等级不应低于M10,当有抗冻要求时不应低于M20;勾缝水泥砂浆的强度等级不应低于M20。混凝土及钢筋混凝土材料应符合JTJ267的规定。7.1.4
当无实测资料时,砌石及混凝土等构件材料重度标准值可参照附录A采用。当无实测资料时,砂石等填料重度和内摩擦角标准值可参照附录B采用。7.2岛壁、棱体与钱台
岛壁设计时应进行整体稳定性验算及自身沉降量计算。岛壁顶高程应根据岛面边缘顶高程及防浪胸墙基础确定。岛壁外坡坡度应满足整体稳定性要求,宜按表2采用。表2岛璧外坡坡度
护面型式
抛填或安故块石
于砌或浆砌块石
干砌条石
安放人工块体
抛填方块
1:1.5~1:3
1:1.5~1:2
1:0.8~1:2
1 : 1.25~1 : 2
1 : 1~1 : 1. 25
7.2.4岛璧内坡坡度不应小于抛筑材料的自然堆坡坡度,并应满足施工期间内坡稳定的要求。7.2.5水下用于支承护面的抛石棱体的顶面高程宜定在设计低水位以下约1.0倍设计波高值处,棱体的顶宽宜不小于2.0m,厚度宜不小于1.0m。7.2.6当水上部分的护面采用干砌块石、干砌条石或浆砌石时,宜设置抛石钱台,台项宽宜不小于2m,项高在施工水位附近,厚度宜不小于1.0m。7.3护面
7.3.1人工岛护面设计应采用斜坡式建筑标准。护面设计时应分别计算护面块体(块石或人工块体)的稳定重量和护面层的厚度。
7.3.2护面块体稳定重量应按下列规定确定。在波浪正向作用下,且堤前波浪不破碎,岛璧在计算水位上、下一倍设计波高值之间的护面块体4
中,单个块体的稳定重量宜按式(1)计算:XH3
Kp(S,-1)\ctga
式中:
单个块体的稳定重量,单位为千牛(kN);%--块体材料的重度,单位为千牛每立方米(kN/m\);一水的重度,单位为千牛每立方米(kN/m2);S.-块体材料重度与水重度的比值;H-设计波高,单位为米(m);
斜坡与水平面的夹角,单位为度(\);Kp-稳定系数,按表3选取。
表3稳定系数Kp
护面型式
护面块体
四脚锥体
四脚空心方块”、栅栏板
扭工字型块体
扭王字型块体
构造型式
填二层
安放一层
抛填二层
安放二层
安放一层
安放二层
安放一层
SY/T4097—2010
为护面块体容许失稳率,即计算水位上、下一倍设计波高的护面范围内,容许被波浪打击移动和滚落的块体个数所占的百分比。
当设计波大于4m时,不宜选用四脚空心方块护面型式,岛体边线拐折突出部分的块体重量,可按式(1)计算的结果增加20%~30%。当岛体位于波浪破碎区时,块体稳定重量均应相应再增加10%~25%,必要时可通过试验确定。扭工字型块体、扭王字型块体、四脚空心方块、四脚锥体的形状和尺寸应符合JTJ298的规定。7.3.3干块石护面层的厚度宜按式(2)计算。·H.(Km+K) .m*+I
m=ctga
式中:
干块石护面层的厚度,单位为米(m);(2)
H计算波高,单位为米(m);当d/L≥0.125时,取H5%;当d/L<0.125时,取H3%Kmd-与斜坡的m值和d/H值有关的系数,见表4;K——波坦系数,见表5;
块体材料的重度,单位为千牛每立方米(kN/m*);5
SY/T4097—2010
水的重度,单位为千牛每立方米(kN/m\);坡度系数;
斜坡角度,单位为度(\);
岛前水深,单位为米(m);
波长,单位为米(m)。
表4系数Km
波坦系数Ks
设置排水孔的浆砌块石护面层厚度可与干砌块石护面层相同。20
7.3.4非砌石护面层厚度、人工块体的个数和混凝土用望宜按式(3)、式(4)和式(5)或参照JTJ298有关图表计算。
7.3.4.1护面层厚度:
式中:
护面层厚度,单位为米(m);
护面块体层数;
C—系数,见表6;
%-一块体材料的重度,单位为千牛每立方米(kN/m):W
单个块体的稳定重量,单位为千牛(kN)。表6
系数C和护面块体空隙率P
护面块体
四脚维体
扭工字型块体
扭王字型块体
构造型式
抛填二层
立放一层
安放二层
安效二层
安放一层
空隙率P
随机安放
规则安放
随机安放
7.3.4.2人工块体个数宜按式(4)计算:N=A·n·C(1-P)(
式中:
N——人工块体个数;
A一-垂直于厚度的护面层平均面积,单位为平方米(m2);P——护面层的空隙率,见表6。7.3.4.3人工块体混凝土用量宜按式(5)计算:Q=N.W
式中:
Q-人工块体混凝土用量,单位为立方米(m)。7.3.5护面垫层厚度及垫层块石重量应符合下列要求:厚度:取两层块石厚度,每层块石厚度按式(3)计算;SY/T4097—2010
重量:不小于护面块体重量的1/20~1/40。对于四脚空心方块和栅栏板护面,其垫层块石按不超过护面空隙尺度确定。
7.3.6浆砌石护面层变形缝纵向间距宜为5m~10m,横向间距宜为5m左右。排水孔纵、横向间距宜为2m,孔径宜不小于100mm。
7.3.7有关栅栏板护面的设计和各种计算应符合JTJ298的规定。7.4护底
7.4.1应根据土层物理力学性质、波浪力、岛体与海流方向关系,海流速度等分析岛体是否存在冲刷问题及冲刷程度,必要时应做冲刷模型试验。7.4.2存在冲刷的岛体,应设置护底。可采用抛石护底、抛砂袋护底、含有固化剂的固化土袋护底、水下混凝土浇筑护底等形式。
7.4.3岛壁前最大波浪底流速宜按式(6)计算:Uma
式中:
inh 4d
岛壁前最大波浪底流速,单位为米每秒(m/s);重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s2):H—设计波高,单位为米(m);
L-波长,单位为米(m);
d-水深,单位为米(m)。
7.4.4护底块石的稳定重量,可根据岛壁前最大波浪底流速参照表7确定。(6)
7.4.5护底宽度宜为5m~10m,突出部位宜为10m~15m。护底块石可采用1层~2层,厚度宜不小于0.5m。对砂质海底,在护底块石层下宜设置厚度不小于0.3m的碎石层。斜坡岛壁前沙质海底的护底范围按JTJ298的有关规定执行。7.5填芯
7.5.1填芯石料应选用自然级配石料,填芯土砂宜选用渗透性好的砂和亚砂土。7
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