技术领域
[0001] 本发明属于LNG储罐技术领域，尤其涉及一种LNG储罐山体嵌入设计结构及方法。
相关背景技术
[0002] 在液化天然气（LNG）接收站行业中，当大型LNG储罐选址位于山体区域时，需进行开山整平，形成满足储罐建造及生产的区域。传统做法将储罐周边大范围内山体开挖至设计地坪标高，形成开阔的建造生产区域，使开山后余留下的山体与储罐保持足够的安全距离，避免在储罐周围山体滑坡、塌方情况发生时影响储罐结构安全。
[0003] 虽然传统的开山整平方案开阔了生产区域，避免山体滑坡、塌方对储罐结构的破坏作用，但广阔的空间所需的开山造价也相对较高，大范围山体开挖，耗费人力多、工期长，且废弃山石外运也会产生较高的运输成本，同时对生态环境也会造成一定影响。
[0004] 因此，亟需设计一种LNG储罐山体嵌入设计结构及方法，解决以上提到的现有技术中开山整平方案成本高、工期长的问题。
具体实施方式
[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0022] 下面参照附图1至附图2描述本发明的LNG储罐山体嵌入设计结构及方法。
[0023] 如图1和图2所示，本发明中的LNG储罐山体嵌入设计结构，包括基坑，基坑内放置LNG混凝土储罐8，基坑边坡倾斜设置有山体护坡2，山体护坡2沿水平方向开设有钻孔，钻孔内连接有栓钉3，山体护坡2上铺设有护坡钢筋网4，护坡钢筋网4与栓钉3绑扎连接，护坡钢筋网4与山体护坡2之间浇筑有C30抗渗混凝土5，LNG混凝土储罐8和山体护坡2之间填充碎石，在基坑顶部设置隔水层9，并对基坑顶部进行体表生态恢复10。本实施例中，基坑的空间大小根据建造需求进行设计。
[0024] 通过在基坑边坡倾斜设置有山体护坡2，山体护坡2沿水平方向开设有钻孔，钻孔内连接有栓钉3，山体护坡2上铺设有护坡钢筋网4，护坡钢筋网4与栓钉3绑扎连接，护坡钢筋网4与山体护坡2之间浇筑有C30抗渗混凝土5，通过栓钉3、钢筋网、C30抗渗混凝土5形成了护坡加强体，避免山体滑坡对LNG混凝土储罐8的影响，LNG混凝土储罐8和山体护坡2之间填充碎石，通过碎石的回填，将基坑与LNG混凝土储罐8凝聚一体，消除了使用阶段山体1因地震、雨水冲刷形成的滑坡泥石流等危险情况的发生，而且降低了成本，缩短了工期。
[0025] 进一步，如图1和图2所示，栓钉3连接在钻孔内，栓钉3的一端外露于山体护坡2的长度为250mm。护坡钢筋网4的钢筋直径大于12mm，相邻钢筋之间的间距为200mm，钢筋与外露于山体护坡2的栓钉3一端绑扎连接。绑扎钢筋后，用C30抗渗混凝土5进行喷射浇筑，抗渗等级为P8，浇筑厚度为250mm，覆盖全部的外露栓钉3，C30抗渗混凝土5浇筑后与栓钉3、钢筋网片形成护坡加强体，避免山体1滑坡对LNG混凝土储罐8的影响。用C30抗渗混凝土5灌浆料进行孔洞灌浆，需保证灌浆料密实均匀，超灌系数不低于1.1。
[0026] 进一步，如图1和图2所示，碎石为基坑开挖后产生的废弃碎石，废弃碎石经过破碎级配处理为级配开山碎石6，级配开山碎石6填充至LNG混凝土储罐8和山体护坡2之间，并进行压实。级配开山碎石6的级配压实系数大于0.95。回填前须在基坑底部预留排水沟7用于排除建造及使用期间的坑底积水，在LNG混凝土储罐8服役期间，采用的抗渗混凝土可以有效消除碎石回填区域雨水及大气水对护坡加强体的影响，在基坑底部预留的排水沟7，可以使积水有效的排除,在填充区域顶部设置隔水层9，并在表面做生态恢复，进一步避免雨水渗入和聚集。回填时，在回填区域顶端设置隔水层9，回填完毕后进行体表生态恢复10。
[0027] 进一步，如图1和图2所示，山体护坡2的计算公式为:N=Gh/Fk
Fy=As·τ
其中，
N‑单位面积范围内，山体护坡2上植入栓钉3的数量；
Gh‑坡体滑移面11上，滑移土体的重量；假定基坑深度为H1, 则滑移面水平理论投影长度H2＝0.3H1，单位面积滑移土体的重量Gh=H2•ρ， ρ为滑移土体的重度，单位KN/m³；
FK‑钻孔植入栓钉3并灌浆后，栓钉3的抗拉承载力；单位KN,由现场拉拔实验确定，结合现场施工条件、试验结果设定最终的孔深及栓钉3植入长度；
Fy‑栓钉3抗拉强度，需保证Fy≥FK；
As‑栓钉3截面面积；
τ‑栓钉3材料抗拉强度，依据所选材料确认；
上述公式为山体护坡2稳定计算公式，要求理论滑移面之上的滑移土体自重全部由钻孔植入栓钉3承担；栓钉3的材料可自由选择，需要结合经济性、施工操作空间、拉拔试验结果进行反复试算后，确认最终的栓钉3布置情况及栓钉3长度。
[0028] 进一步，如图1和图2所示，级配开山碎石6的等效保温计算△H=H3·λ2/λ1
其中，
△H‑在级配开山碎石6的保温作用下，LNG混凝土储罐8的罐内保冷材料82预计可减少的厚度；
λ1‑为级配开山碎石6的导热系数；
λ2‑为罐内保冷材料82的导热系数；
H3‑基坑底部的级配开山碎石6的厚度；填充压实后的级配开山碎石6，按此厚度进行等效保温计算。
[0029] 上述公式为级配开山碎石6的等效保温计算，碎石的保温作用可等效△H厚度的LNG混凝土储罐8的罐内保冷材料82，使LNG混凝土储罐8的罐内保冷材料82用量得到相应的减少，增加了内罐空间，提高了经济效益。
[0030] 本发明还提供了一种LNG储罐山体嵌入设计方法，包括如下步骤：S1、根据LNG混凝土储罐8的尺寸，对山体1进行开挖，形成基坑；
S2、对基坑的边坡进行平整，形成倾斜的山体护坡2；
S3、在山体护坡2沿水平方向钻孔，钻孔内植入栓钉3；
S4、在山体护坡2上铺设护坡钢筋网4，将护坡钢筋网4与栓钉3绑扎连接；
S5、在山体护坡2和护坡钢筋网4之间用C30抗渗混凝土5进行喷射浇筑；
S6、将LNG混凝土储罐8放入基坑中；
S7、在LNG混凝土储罐8和山体护坡2之间填充碎石；
S7、基坑顶部设置隔水层9；
S8、进行体表生态恢复10。
[0031] 进一步，如图1和图2所示，在LNG混凝土储罐8和山体护坡2之间填充碎石进行回填之前还包括对开山产生的废弃碎石进行破碎级配处理，将处理后的级配开山碎石6回填至储罐与山体护坡2之间，并进行压实。级配开山碎石6经过回填压实后，可将部分LNG混凝土储罐8内部压力传递给开挖山体1，利用有限元软件将LNG混凝土储罐外壁81进行等效约束，创建整体模型，通过求解，可获得LNG混凝土储罐8在级配开山碎石6填充压实状态下的结构内力结果。
[0032] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
