鉆前施工總結范文
時間:2023-03-17 13:07:12
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篇1
關鍵詞:石油企業;鉆前工程;項目風險管理
中圖分類號:C29文獻標識碼: A
根據石油鉆前工程的項目管理階段分化,以及相關項目風險的標準,該項目的風險管理主要包括施工項目的施工過程。石油鉆前工程的風險管理,主要是針對工程項目在施工過程中,承包商所面臨的進度風險。從工程項目承包商的角度出發,相關人員要重點對鉆前工程項目目標進度的實現進行管理,并遵守相關原則,使工程項目更安全有效的進行。
一、石油鉆前工程項目
按照規定的時間和石油鉆前工程的相關要求和投資預算,鉆前工程項目要進行井位勘探、征用土地、修建道路以及供電通水等工作,并做好防凍和保溫措施,妥善進行鉆機的安裝工作,準備好工程的鉆具和材料[1]。該項目是油田建設中的主要工程建設項目,并涉及了多個建設部門,屬于一項非常復雜的野外工程項目,有較大的施工風險。所以石油項目管理人員非常重視鉆前工程的風險管理工作。
工期時間短、投資較大、參與主體較多時,石油鉆前工程的主要特點。石油鉆前工程會受到工程環境的影響,例如當地的社會和自然環境,尤其是氣候變化會直接影響工程建設的各個部門。石油鉆前工程的可利用資源是十分有限的,并且是一次性施工,所以施工人員在施工過程中,要節約資源,可持續發展;石油鉆前工程十分不穩定,并要求較高的技術含量,所以相關單位要考慮這方面因素,指派施工人員,確保鉆前工程不會增加風險。
二、石油鉆前工程的風險管理
(一)施工實例
以某段井公路為例,其長度為4.157km,該工程中的鉆前工程主要分為兩個階段,公路工程師第一階段,包括JD1-JD79,公路總長度為3.844km;井場工程為鉆前工程的第二階段。在整個鉆前工程中,共有2出恢復地方公路,并在搭線位置設置了1座100cmX60cm的洞口涵洞。施工人員將施工中的地面污水匯聚到場外的污水池中,然后將一座100cmX60cm的涵洞設置在巖屑池邊。
(二)項目風險的特點
在實際施工中,石油鉆前工程可能會出現延誤和增加成本的問題,其中包含了很大的風險,所以施工人員應掌握項目風險的特點,能夠及時發現風險,并采取合理的措施解決。
鉆前工程項目風險具有一定不確定性,因為該工程項目經常因為時間和地點出現變化,甚至在一定影響下,工程類型也會出現變更,這種情況造成項目風險也產生一些差異。不同類型的風險的危害程度也有一定不同[2]。在施工過程中,鉆前工程沒有固定類型,根據石油工程建設的具體情況,該項目復雜多變,這種情況促使施工人員選擇柔性和動態的風險方式。
石油鉆前工程具有多變性和客觀性的特點。因為該項目可有很多不同的工作層面和工作流程,所以工作面或子項目容易發生風險,并會影響到其他系統工程。在整個石油工程中,風險并不是單一性的,而是變化的,復雜的。所以施工人員在進行鉆前工程建設的過程中,要綜合分析定性和定量兩個方向,確保風險管理達到應有的效果。石油鉆前工程多是野外工程,經常手打送自然因素的影響,所以施工人員應注意不要以人的意志發生轉移。在整個項目施工過程中,風險存在很多方面,并且難以消除,所以施工人員應采用科學有效的方法,盡量降低風險,并通過有效的措施,將項目風險帶來的施工損失降至最低。
項目風險主要指的是鉆前工程項目在施工中遇到的風險,要對其進行管理,主要是進行識別和應對,通過科學合理的管理手段,使項目能夠實現安全的最大化。項目風險主要由管理人員進行監督和處理各種風險,減少風險對項目的不利影響。
(三)項目風險的管理過程
項目風險管理的工作流程是密不可分的,共同形成了項目風險管理的整個循環。為了更好的對整個鉆前工程項目的風險進行管理,確保組織者能夠正常進行相關操作,相關管理人員要結合風險管理的理論和流程的具體情況,并制定合理的石油鉆前工程項目建設流程,確保風險管理能夠向長期化和制度化發展[3]。
管理人員首先要明確石油鉆前工程項目的風險管理組織,并指派總負責精力,對施工單位以及承包方的管理機制進行管理;然后對石油鉆前工程的前期情況進行調查,并結合風險管理的基礎,對石油鉆前工程建設存在的問題進行正確分析;最后選擇科學有效的管理方法,保證整個系統工程得到較好的管理。項目風險的管理效果會根據前期調查的情況和深度有所影響,具體流程如下圖所示:
圖1:風險管理流程示意圖
管理人員對石油鉆前工程的風險進行評估和分析,并調查項目的風險情況,總結大量信息,評估鉆前工程的可能風險,并通過項目經理指導,運用技術、設備和工程設計等方面,組織管理人員共同參與,并進行項目的風險評估工作,其中要注意的事項有:
風險的類型和來源是管理人員需要重點關注的方面,尤其是項目的總體風險,還有總體風險發生的幾率以及可能發生的時間[4]。管理人員要預估項目風險可能發生的時間和危害程度,總結總體風險的相關危害,并找尋突破口,明確項目工程建設投資預算的主要風險。
石油鉆前工程風險管理主要分為預防和應急兩種,管理人員針對風險預防,采用的應對措施是定期安排石油鉆前工程的安全教育工作,并制定項目道路工程和電網工程的相關安全規劃,以及鉆前工程的安全操作制度。石油企業所在行政管理單位應及時與相關部門進行協商,并規定合理的工程項目施工的安全施工保障條例,預防可能出現自然風險,并根據實際情況,消除工程項目中存在的危害。管理人員要做好排水工程等工程項目的預防工作,并規范石油鉆前工程建設的風險管理規劃。
例如管理人員要確定石油鉆前工程的風險管理的總體項目和風向目標,根據項目施工的設計規范,預算工程項目的總體投資和分項工程的投資額度。管理人員可以通過相應的技術手段和質量標準,對項目中風險進行有效控制,這是鉆前工程項目風險管理的主營依據。管理人員要明確石油鉆前工程項目風險的應對措施和主要方法,應對項目中存在的重大風險和總體性風險[5]。管理人員要明確鉆前工程的財務預算的標準和指標,并指派項目管理的總責任人和分項管理負責人,進行具體安排。
結束語
通過上文對石油鉆前工程項目風險管理的研究,可以得知,石油鉆前工程的風險管理對工程的安全有效進行。通過案例分析,掌握石油鉆錢工程項目可能出現的危險源,并預估項目的風險的影響因素,制定出簡單實用,科學合理的應對措施。相關人員通過對施工整體過程的監督,采取合理的方法,使工程項目的風險能最大限度的減少,提高項目風險管理中的監控措施的管理效率,這種方式對降低風險出現幾率有重要作用,能夠有效保證鉆前工程的整體效益的提高。
參考文獻:
[1]王金剛.國際石油工程項目風險管理存在問題及對策[J].行政事業資產與財務,2014(4):167-168.
[2]劉曉光,李爽.國際石油工程項目風險管理問題及對策的分析[J].科技創新與應用,2014(3):157-158.
[3]牛延軍.鉆前工程施工危險因素及防治措施探討[J].硅谷,2014(2):114-115.
篇2
一、工作簡介
年12月29日開鉆在ccdc-16隊擔任鉆井工程師以111天建井周期完成完成了土庫曼斯坦阿姆河右岸項目歷史上第一口水平井sam35-1h井井深3333米最大井斜92.04°水平位移1210.60米填補了土庫曼斯坦沒有水平井的空白;接著調至ccdc-15隊擔任平臺副經理兼鉆井工程師完成了土庫曼斯坦第一口大斜度井sam36-1d井該井吸取了sam35-1h井施工過程中的經驗和不足完善了技術措施以106天安全快速優質的完成了該井3028米的井尺最大井斜83.16°水平位移926.52米;然后借調到ccdc-12隊參了土庫曼斯坦第二口水平井sam3-1h井三開增斜段尋找b點的復雜施工,該井三開施工中井下出現脫壓憋泵增斜率不夠等復雜情況我迅速結合井下情況組織開會重新修改制定應對和處理復雜的技術措施并上報,在第一時間消除了井下復雜情況重新修復了井眼滿足了水平井鉆井的要求,該井水平位移長達1412.39米是一口難度很大的水平井。水平井施工結束后我回到ccdc-15隊開始承鉆met23井,該井是直井設計2760米,我回到隊上后做了分段的技術措施并且多次召開技術會議,認真的落實技術措施。最終met23井以42天18小時的好成績完成了2900米的井尺,該井最大井斜1.4°井身質量100%固井質量100%安全快速優質的完成了該井的全井施工作業,刷新了土庫曼斯坦最短鉆完一口3000米左右天然氣井的新紀錄,為土庫曼項目下一步提速施工奠定了基礎。
二、安全管理
安全是保證生產的前提條件,我們從事的石油鉆井又是高風險的戶外行業。危險和隱患隨時都有可能出現發生,為了降低安全風險、提高安全意識,我們必須從細節入手,通過設備的整改,環境的改變,屬地化的推行,我們改變員工的工作環境,使每位員工都能在安全的工作環境里面安全的工作;通過職工培訓,九項文件的學習,杜邦公司九項體系化推進,我們的員工從思想上改變了自己以前很多不安全行為和習慣性違章,使操作正規化,安全化,大大降低了隱患的發生杜絕了事故;通過每周的安全例會,每月的安全總結我們大力推行‘反違章樹規范’的小型安全競賽活動,大大鼓舞了員工的積極性,提高了職工的整體素質為安全營造了和諧發展的有效空間,使我們的安全工作走向了良性循環。
三、技術管理
技術是生產的推動力,只有不斷的完善技術管理,創新技術,發展技術,科學的運用技術于實踐才能優質高效低耗的完成每口井的施工任務,在土庫曼斯坦的三口定向井水平井施工過程中我們堅持每天下午4點開一次技術交流會,總結前一天施工過程中的不足和下一步施工中需要注意的事項,特別是sam35-1h井的施工過程中,由于該井是土庫曼斯坦的第一口水平井,沒有可參考的施工經驗,我們只能結合國內水平井施工和塔指鉆遇巖膏層施工的成功經驗,再不斷的嘗試和摸索過程中我們和各專業公司緊密配合最終以111天完成sam35-1h井的全井施工任務,填補了土庫曼斯坦沒有水平井的空白。隨后承鉆的sam36-1d井我們就成功的借鑒了san35-1h井的施工經驗特別是在滑動導向鉆進方面運用的比較成熟井眼軌跡控制的非常好得到了甲方和分公司領導的高度好評。sam3-1h井的施工過程中就遇到了前兩口井從未遇到的問題在三開尋找b點的時候出現了井下復雜,我們根據現場情況重新制定了相應的技術措施,破壞了井下出現的小臺階和砂床以及修復了欠井斜井段,使施工中的各項指標均達到了水平井施工的要求,克服了地質原因、工具原因、泥漿原因等多方面的外來不利因素,最終再我們和各專業公司的不懈努力下完成了這口特殊的水平井。水平井施工結束后我認真總結了施工過程中的優缺點,匯編出了土庫曼斯坦薩曼杰佩區塊定向井水平井施工技術報告,并在met23井的施工過程中將鉆遇巖膏層技術措施運用于實踐,該井最終僅僅用了42天就鉆完了2900米進尺,又一次刷新了土庫曼斯坦的鉆進新指標。
篇3
(中國水利水電第九工程局有限公司貴州貴陽550001)
【摘要】加快水電站導流洞施工速度,是解決水電開發工期長這個缺點的重要途徑之一,但在導流洞的開挖、襯砌施工階段,往往因不可預見的不良地質因素或施工組織方面的問題,導致工期相應延誤,把大江按期截流的重擔非常堅巨的壓在了導流隧洞回填、固結灌漿工作上,于是加快導流隧洞回填、固結灌漿施工,確保大江按期截流,在一期間基坑開挖、澆筑達到度汛要求,這是大自然給我們水電人的唯一選擇,否則,電站的建設工期可能推后一年,可見加快導流隧洞回填、固結灌漿施工,對水電建設來說具有非常重要的意義。
關鍵詞 導流洞;回填、固結灌漿快速施工;經驗總結
Diversion Tunnel rapid construction backfill consolidation grouting
Xiong Xin
(China 9 water resources and hydropower engineering co., LTDGuiyangGuizhou550001)
【Abstract】Speeding up hydropower tunnel, is one important way to solve this shortcoming long duration of hydropower development, but in the excavation, the construction phase of the diversion tunnel lining, often due to unforeseen adverse geological factors or organizational aspects of construction, resulting in a corresponding delay period, the scheduled closure of the burden of the river is very strong pressure on the giant diversion tunnel backfill, consolidation grouting work, so to speed up the diversion tunnel backfill, consolidation grouting, make sure the river closure on schedule, in a base period pit excavation, pouring reach flood season requirements, it is human nature to give us water and electricity only option, otherwise the plant construction period may be pushed back a year, can be seen to accelerate the diversion tunnel backfill grouting consolidation of hydropower construction to said to have a very important significance.
【Key words】Diversion Tunnel;Backfill grouting consolidation rapid construction;Experience
1. 工程概況
該水電站是烏江干流水電梯級開發裝機容量最大的(3000MW)水電站,設計為232.5米高的混凝土雙曲拱壩,施工導流采用圍堰全年擋水隧洞導流方案,最大過水流量按13500m3/s設計,導流隧洞3條,其中左岸2條(1#、2#),右岸1條(3#),凈斷面尺寸均為15.6m×17.7m馬蹄形,洞身軸線長度分別為673.211m、888.128和917.897m。
導流隧洞,由于承包人在開挖、澆筑施工中,遇到巖溶地區開挖施工的頻繁不良地質洞段,組織管理上存在一定問題,隨著大江截流的日子一天天逼近,近4680m2回填灌漿和21400延米固結灌漿工作待啟動,接到施工任務后,立即派遣精兵強將和良好灌漿裝備組建一支驃悍的團隊開赴導流隧洞,一進場就有條不紊的投入到緊張的回填固結灌漿準備工作中,經過一個多月的精心管理和艱辛奮戰,終于不負重托,保質保量按計劃完成了鉆灌任務,確保電站成功地實現了大江截流,截流的圓滿成功為實現232.5米高的混凝土雙曲拱壩的壩基開挖和實現提前發電的目標打下了堅實的基礎。
2. 快速反應隊伍的組織和管理
2.1注重現場主要管理人員的挑選。
接到要約后,非常重視,對準備投入的主要管理人員,特別注重考慮其施工經驗和敬業精神,決定人選后,分頭投入到整個工作面的精心策劃和管理工作中。
2.2作業班組成建制投入。
(1)參加施工的作業班組,直接從本單位其他項目部抽調一個完整的機組和一名技術干部,當天下午抵達工地。向職工們進行集中技術交底后,很快就投入到了各自的工作中,由于是突擊性任務,將人員分為兩班12小時制作業,這樣比以往三班8小時制作業減少了相應交接班的影響,提高了工效。
(2)在導流隧洞的工作面上,鉆灌工作與部份洞段混凝土襯砌和錨噴支護工作在相鄰施工,輔助工作難免存在交叉作業,由于洞內光線、油煙、粉塵和各種燥音(各種作業人員、鉆灌設備、混凝土施工及運輸設備等)嚴重影響鉆灌作業人員在工作中的相互配合和信息溝通,施工環境相當復雜,但鉆灌作業班組的勇士們,由于是成建制長年累月在一起搭配工作的“正規軍”,他們憑著自已特有的工作語言(熟悉的手勢、動作體語和相互的默契、乃至口哨),讓整個鉆灌作業過程有條不紊的進行。
3. 施工場面的合理布置
3.1風、水、電布置。
(1)施工場面用水從右岸高位水池用?100mm鋼管經施工支洞接到洞內,沿隧洞左邊墻貫穿整個隧洞,每隔20m用?100mm鋼管臨空分出一個水包(長度0.5m),再從水包上各個合適位置用?25mm鋼管焊接分出,均用?25mm球閥分別控制,可滿足工作面鉆灌施工用水的要求。
(2)施工場面用電,由銅芯電纜(JKV-0.6/1-3×70+1×50)從廠房施工用變壓器,經導流洞施工支洞預埋鋼管內接到洞內,再用電纜(JKV-0.6/1-3×35+1×25)分別接到各工作面,變壓器至用電器最長線路600米左右。由于洞內潮濕,施工環境復雜,每班必須安排2個電工隨時檢查和理順所有線路及用電器,防止了觸電事故的發生。
(3)施工中部份設備用風,應選擇移動式電動空壓機直接安裝在相應的工作場面上,不能選擇柴油空壓機,這樣才能減少洞內油煙給施工帶來的影響,從而也可提高人的工作效率。
3.2鉆灌排架的搭拆。
本次隧洞回填固結灌漿鉆灌平臺主要采用?40mm鋼管腳手架搭設,沿洞軸線方向每榀間距2.0m,中間預留通道寬度不應小于5.0m(大卡車行走占用3.0m、兩邊各留1.0m作為工作人員及行人的安全距離),實際搭設時按5.6m控制(見圖1),這樣的好處有:
(1)全隧洞可組織分段流水作業,可投入大量的人員、鉆灌設備及其材料,全面開花,靈活組織施工。(2)把腳手架搭拆工作勞務分包給專業隊伍,只要保證運輸通道暢通,材料供應及時,搭拆速度比較快,一般在作開鉆前其它準備工作的時間,就可搭設出一段(18m左右),確保開鉆后,邊往前搭設,隨后鉆灌跟進,不影響鉆灌時間。施工中需要投入腳手架管材量。
大,人工較多,但作為突擊性任務是有效的、必要的。
3.3制漿系統的布置。
采用在洞內作業面上制漿,按70洞米長分為一個灌區,制漿、灌漿設備安在灌區中段(見圖1),首先搭建一個簡易臨時水泥堆放平臺T0(可堆放水泥3~5噸),待T1、T2位置的底板孔鉆灌完畢,隨后相對搭建T1、T2兩
個水泥堆放平臺(長6m×寬4m×高1.45m),并從平臺往上架接腳手架,作為平臺以上邊墻及頂拱的鉆灌架子,但平臺上必須作好防水措施。
4. 施工進度計劃的日動態管理
施工前,根據回填、固結灌漿工程的特點和施工進度要求,編制具有控制性、指導性和實施性的進度計劃。施工中,每天下午五點,由監理工程師主持,在導流隧洞施工的現場辦公室召開業主、監理及灌漿施工單位三方碰頭會,在會上檢查和總結每一天工程的進度計劃執行情況,并不斷對施工進度計劃方案進行比較和優化調整,抓住施工中每天出現的新矛盾進行研究,會上當面指定專門單位、專門人員負責在規定的時間內去落實和解決,充分協調了現場各方人員的不利行為和物的不利狀態,大大減少了施工中的相互干擾,使施工始終保持良好活動狀態,從而加快了施工進度。
5. 加快施工進度的技術措施
5.1鉆孔設備選擇。
造孔是制約施工進度的主要因素,本次施工通過比選分析,選定宣化風動機械廠生產的KQJ100C風動潛孔鉆機鉆底板固結灌漿孔,其余部位鉆孔用YKD40巖石電鉆鉆進,巖石電鉆在高空作業比較輕便靈活,每個灌區可投入40臺左右,其中如果一兩臺出現故障,對整體進度影響不大。輕便潛孔鉆開鉆前的準備工作簡單,鉆進速度快,能在較短的時間內完成底板造孔,為底板上的交通通道和其它各操作工序減少了干擾,尤其能快速完成水泥堆放平臺及記錄儀操作棚位置的鉆孔,從而加快了整個灌區的施工進度。KQJ100C風動潛孔鉆的主要技術參數見表1 。
5.2檢測工具的創新——孔深預應力鋼絲檢測法。
檢測鉆孔孔深,由于回填固結灌漿的孔數多,孔向變化大(頂角在0~360°之間),且絕大多數在腳手架上進行,在鉆孔結束時,若按以往采用鉆桿量測法或采用2.0m長的4分鐵管管箍連接依次入孔量測,由于孔數多,鉆桿量測法耽誤鉆機的時間長,不宜采用。在腳手架上作業,孔向變化大,采用4分鐵管連接法,在腳手架上很不方便,并且管箍和絲牙很容易損壞。為此,在本次施工中主要采用孔深預應力鋼絲檢測法,就是從咱們的錨索施工工地,選出一段殘余的鋼絞線抽其中心直的一股鋼絲(φ7mm),根據孔深要求作好刻度標記,即可用于各孔深的檢測,它具有可彎性、耐用不變形性和靈活性,克服了在隧洞內架子上檢測孔深的干攏和困難,從而提高了施工速度。
5.3灌漿方法的調整。
該隧洞固結灌漿孔為3m×3m梅花型布置,鉆孔深入基巖10m(鋼筋混凝土最薄處1m),按環間分序、環內加密原則進行,每孔分為兩段,第一段入基巖4m,第二段段長6m,采用純壓式灌注,第一段0.3MPa,第二段0.5MPa。在以往施工中為了防止淺層巖體局部抬動變形,施工規范要求,一般采用自上而下(由淺入深)分段灌注,當注入量較小地段可同環3個孔并聯灌漿,但在這次施工中,由于灌漿壓力不大,工期緊,經現場各方商定調整為,一次鉆進至終孔、自下而上(由深至淺)、不待凝順序分段灌漿,當注入量較小地段,孔口高差小于3.5m(一般按3.0m控制)可采用兩孔同段次并聯灌注。這樣可節省鉆機往復換孔或閑置時間、掃孔時間和灌漿管路的重復拆裝時間等,加快了鉆灌施工速度,從實際看,未發現隧洞襯砌變形和其它異常現象,經數月來的過流檢驗,灌漿效果可靠,證明灌漿方法是可行的。
5.4純壓式小孔徑栓塞的研制和應用。
在施工中,為了加快鉆孔速度,采用φ38mm的鉆頭鉆進,(成孔孔徑φ40mm左右、設計要求≮38mm),分段純壓式灌漿,在灌漿栓塞方面又是一個新問題,以往用的純壓式栓塞主要是?56mm的,現工程急需要研制能滿足φ40mm孔徑的純壓式栓塞。通過在施工中反復研制試用,最后制作了一套比較實用的純壓式小孔徑栓塞(見圖2),并馬上在工程中推廣應用,效果良好,加快了工程施工進度,同時降低了施工成本。
5.5三參數灌漿壓水測控系統的應用
在灌漿和檢查孔壓水過程中,采用了長沙力金科技開發有限公司研制的三參數灌漿壓水測控系統,可實時測量、顯示和定時打印灌漿流量、壓力、水灰比(密度)三個基本參數,各項技術參數可滿足施工規范要求,灌漿過程中可隨時通過按鍵查詢設置參數、工作狀態參數和中間處理結果(如實時累計灌漿量、累計水泥量、漿液濃度等),灌漿結束后,可繪制出各種數據曲線,并能把此段灌漿原始數據轉存在機外數據轉存器中,由灌漿工程資料管理軟件自動錄入到電腦中,生成規范規定的大部份圖表,從而加快了內業工作,也方便了現場各方對灌漿工程的信息及時收集和科學管理,對確保灌漿質量和加快施工進度有著重要的意義。現場布置及管路連接(見圖3)。
6. 結語
(1)導流洞回填、固結灌漿工程施工中,由于工期緊、任務重,施工環境復雜,給施工增加了難度,在業主、監理、設計的大力關注下,經過中國水利水電第九工程局有限公司等單位的共同努力奮戰,工程按期圓滿完成,現已過水導流,歷經數次洪水考驗,隧洞工況良好。
(2)在施工管理上,首先是業主在關鍵時候當機立斷,引進成建制的“正規軍”,其次是施工單位上下一心,統一運籌,注重挑選有經驗和敬業精神的現場管理帶頭人,作業班組成建制快速投入,與現場各方一起,對施工進度進行日動態調整和優化管理。
(3)對施工場面的合理布置,進行全洞段分段流水作業,需要配制足夠的人員、機械和材料,且確保施工交通通道暢通和施工用水、電的供應。
(4)工程通過鉆孔設備的選擇、測孔工具的創新、灌漿方法調整和純壓式小口徑栓塞的研制和應用,以及三參數灌漿壓水測控系統的應用等快速施工技術措施的實施,經實際驗證是可行的、適用的有效措施。
(5)在往后的同類工程施工中,更加注重現場施工管理和快速施工經驗總結應用的同時,還要加強隧洞開挖澆筑工作的進度控制,確保隧洞回填固結灌漿工作在科學合理的時間段內開展。
篇4
[關鍵詞]造斜點、靶前距、PDC鉆頭、復合增斜率、單彎螺桿滑動增斜率
中圖分類號:TE243 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)09-0018-01
一、蘇里格氣田基本概況
1.1 地質構造
蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北側,構造形態為一寬緩的西傾單斜,坡降3-10m/km,地質分層深度及厚度變化不大。
1.2 蘇里格區塊水平井PDC鉆頭施工技術難點
儲層存在不確定性,探頂施工地質調整多,施工進度慢。由于蘇里格氣田儲層為河相沉積,儲層區塊之間變化大,區塊內部儲層也不盡相同,地質導向有一定困難、入窗前調整多、工程施工要求難度大、入窗困難。
二、導管和直井段施工
導管和直井段施工是一口水平井施工的基礎,導管和直井段快速安全的施工為整口井快速安全施工的基礎。
2.1 導管施工
開鉆前組織各路大班及司鉆對設備進行全面檢查,發現隱患及時消除,保證設備正常運轉,仔細校正好井架,檢查好鉆具,做好化工及其他材料儲備,
從打導管到表層固井前,無論在什么工況下,井口必須接一根灌漿管線,連續灌漿,始終保持液面一直在井口。
2.2 表層施工
表層使用牙輪鉆頭,0.75度單彎螺桿復合鉆進,轉速60+LZ,這種鉆具組合可以有效防斜。表層采用PDC鉆頭,由于切削方式不同,對人員操作水平要求高,如果司鉆送鉆不均勻,極易造成井斜,且糾斜工作較被動。人員在經過搬家、安裝等大型作業后,身心疲憊,精力不易集中,所以采用牙輪復合鉆進方式,即能防斜,又能保證較高的機械鉆速。
2.3 二開直井段施工
二開使用MWD儀器監測井斜,不能盲目搶速度使用大鉆壓,杜絕井斜超標后長時間糾斜。鉆鋌出套管后且井斜復合要求時,強化參數提高機械鉆速。鉆進過程中及時觀察返出巖屑情況,判斷井下情況,及時作出處理。使用MWD儀器監控井斜,由于排量大,所以采用38.1的限流環搭配28.5的主閥芯,這種搭配即可保證脈沖信號,又可降低泵壓。使用MWD儀器精心維護,入井儀器檢查,保養好,避免儀器故障。重視鉆具管理。入井鉆具認真檢查,絲扣清潔干凈,鉆鋌,接頭及時探傷。鉆進過程中對泵壓嚴密監測,杜絕鉆具事故。井段完鉆前用稠漿、大排量清掃井筒后起鉆,這樣保證井筒清潔,有利于定向施工作業。
三、一趟鉆軌跡設計和工具選型
在水平井施工中,斜井段施工周期最長,施工難度最大。本文結合已施工的350米靶前距水平井具體情況,根據172單彎螺桿配合215.9PDC鉆頭鉆具組合的特性,合理設計軌跡。充分發揮PDC鉆頭的優勢和復合鉆進的優勢,實現斜井段一趟鉆,有效地提高天然氣水平井機械鉆速、縮短鉆井周期、降低井下風險、降低鉆井綜合成本,實現水平井鉆井的全面提速和技術革新。
340和350米靶前距雖然斜井段短(533.93米和549.68米),但是要求增斜率較高,要求滑動井段長(分別為204和190米),施工難度大。如果在直井段施工時走20米的正位移,靶前距變為320米和330米,那么后續施工難度更大。以370和380米為靶前距,要求的增斜率低,理論純鉆時間短,但靶前距斜井段長(581.2和596.81米),理論可以一只鉆頭完鉆,但如果地質條件突變、設計氣層不準,找氣層或在直井段施工時走20米的負位移,靶前距就變成390米和400米,斜井段會更長(超過600米),要實現一趟鉆難度也很大。所以選擇360靶前距最合理,在直井段施工時走20米的正位移或20米的負位移,也能滿足一趟鉆施工要求。
2011年和2012年斜井段施工所使用的鉆頭對比,迪普215.9DM665D鉆頭滑動工具面穩定,復合鉆時快,單只鉆頭進尺多.該鉆頭設計結構:6刀翼、6水眼、每個刀翼都有雙排進口脫鈷復合片、每個復合片都向后有一定的仰角、每個刀翼端部都有一個熱穩定聚晶金剛石凸起。6刀翼增大了鉆頭和井底的接觸面積,降低了井底給鉆頭的反扭力;每個復合片都向后有一定的昂角降低了@頭的攻擊性,也有效的降低了地層給鉆頭的反扭力;6水眼設計優化水力因素,防止鉆頭泥包;每個刀翼都有雙排進口脫鈷復合片保證了鉆頭的質量,防止磨損太快;每個刀翼端部都有一個熱穩定聚晶金剛石凸起是防止鉆頭吃入地層太多,降低反扭,防止硬地層崩壞鉆頭復合片。綜合上述特點,該鉆頭在施工時工具面容易控制,滑動增效效果好,復合增斜率高,復合片耐磨,進尺高,能打到斜井段一趟鉆要求。
螺桿選型為立林172*1.5LZ配合迪普215.9DM665D鉆頭造斜率高。在井斜40度之前,該螺桿的造斜率為25度/100米,由于滑動增斜有一個強增斜率的趨勢,所以滑動后,第一根復合增斜率較高,為10度/100米,而第二根復合增斜率只有4度/100米。井斜在40-90度之間時,該螺桿的造斜率可達到30度/100米,復合增斜率隨著井斜增大越來越高,井斜60度后,復合增斜率達到10度/100米。由此可以看出,該螺桿能滿足靶前距為350米的要求。在蘇36-22-7H1斜井段施工中,該型號的螺桿使用99小時,而新螺桿可使用120小時以上,能夠滿足斜井段一趟鉆要求。
結論和建議:
1、導管和直井段施工是一口水平井施工的基礎,導管和直井段快速安全的施工為整口井快速安全施工的基礎。
2、選擇造斜點的方法:造斜點到入窗垂深:靶前距=1:1
3、360靶前距最合理,在直井段施工時走20米的正位移或20米的負位移,都能能滿足一趟鉆施工要求。
4、充分發揮固控設備的作用,降低有害固相,保證井下安、提高機械@速。
5、轉換泥漿以及提比重的同時,隨鉆加入單封,提前預防井漏。
參考文獻
篇5
關鍵詞:水平定向鉆;非開挖施工;市政工程;舊晉祠路
1 定向水平鉆管道非開挖技術及施工的目的及意義
目前,市政工程建設中,在城市繁華區和地下、水文地質情況復雜或者臨近鄰街建筑的情況下,排水管道或者其他管線的施工,不能明開挖施工時,需要采取非開挖技術解決問題。定向水平鉆在非開挖技術行業中,具有不開挖路面、不阻斷交通,不影響環境等優點,具有明顯的經濟效益和環境效益。本課題結合舊晉祠路改造工程項目研究定向水平鉆施工在實際施工中的應用,為以后的管道施工提供非開挖參考資料和經驗。
2 舊晉祠路改造工程定向水平鉆工程概況
舊晉祠路改造工程,污水管線施工過程中發現,①施工降水、鋼板樁支撐開挖后,溝槽兩側土體嚴重裂縫,對周邊建筑物產生不良影響,且存在安全隱患;②在局部段落因地下管線復雜、老舊,位置、走向、材質不明;③化工排洪渠常年流水不可明開挖等情況;④在局部段落管線臨近建筑物;⑤工期要求緊。上述段落,明挖施工存在如下不利因素:①安全隱患和環境影響;②功效低下;③施工周期長;④存在經濟賠償損失的可能。考慮在K0+472~K0+670,長204 m;1+280~1+975,長700.5 m兩段采用水平定向鉆(非開挖)施工污水。
3 施工方案及過程控制
3.1 沉井定位井
3.1.1 沉井定位井作用
非開挖水平定向鉆施工首先要符合設計要求的高程控制,為保證設計高程,在定向鉆施工之前先要布設沉井定位井。定位井應位于水平定向鉆的起始位置,并且最好在設計檢查井位置。沉井定位井的定位很關鍵,其作用如下:①將已完管道與拖管段在井位處準確連通;②定位井的封底高程即為設計過水面高程;③沉井定位井同時也是污水管道檢查井。
3.1.2 沉井定位井施工
沉井現場預制C25鋼筋砼矩形沉井,為定位井,內徑均為3.3 m×1.5 m,壁厚30 cm。沉井與管道正交的每側壁預留D=1.2 m的2個預留孔,作為管道穿越用。沉井封底時要符合設計高程。
沉井的定位要考慮如下因素:要將設計好的預留孔對準已完管頭,待沉井下沉到已完管頂時,將預留孔下混凝土鑿除,使管頭卡進預留孔,實現已完管道和拖管段落的連通。
3.2 水平定向鉆施工
本次穿越從樁號0+472處至樁號0+670處,在過橋鋪設管道時,采取繞橋基礎以外畫弧形穿越。采用管材為Φ800 mmPE管,設計鋪管長度約204 m,穿越長度約265 m。
3.2.1 施工準備
3.2.1.1 技術準備
組織全體施工人員進行技術交底和安全交底,進行施工方案要點交底,要求所有施工人員熟悉本工程特點及技術要求。現場進行管線交底和摸查。
3.2.1.2 施工機具準備
要對鉆機、泥漿系統、控向系統、熱熔焊機等所有機具進行檢測保養到位,配備易損件。
3.2.2 定向鉆穿越過程
現場三通一平—開挖工作坑(3m*5m鉆機側深度按高程) 開挖泥漿池(3 m×4 m×2 m出土點)—鉆機調試安裝拖拉頭制作(φ800 mm)—泥漿調配—鉆導向孔—預擴孔Ф450 mm—預擴孔Ф600 mm—預擴孔Ф750 mm—預擴孔Ф900 mm—預擴孔Ф1 050 mm—預擴孔Ф1 200 mm—清孔Ф1 050 mm—管材焊接—拖管—泥漿清運—鉆機撤場、地貌恢復
3.3 關鍵過程控制
3.3.1 測量放線
根據施工圖、設計控制樁進行測量放線,放出線路軸線和施工作業帶邊界線。用經緯儀放出各個井位并給出各井位及沿途重要控制點的高程,作好記錄供導向孔鉆進時使用,用經緯儀放出鉆進路線,每隔20 m標記樁供鉆進時使用。
3.3.2 泥漿控制
3.3.2.1 泥漿是定向穿越中的關鍵因素
(1)按照事先確定好的泥漿配比用一級鈉基膨潤土加上泥漿添加劑,配出符合要求的泥漿。
(2)使用的泥漿添加劑有:降失水劑、固壁劑、黏土分散劑等。
(3)為確保泥漿的性能,保證膨潤土有足夠的水化時間,我們采取兩套加料配漿系統,延長泥漿循環周期。
3.3.2.2 水源的采用
水源采用自來水,抽入水罐內加堿軟化,降低Ca、Mg離子含量,改善水質,同時提高水的pH值,水的pH值為9~10時最適合膨潤土的水化。
3.3.2.3 強化各施工過程泥漿性能調整
(1)斜孔段:泥漿的流動性能要好,結構性要強,保證鉆屑攜帶和孔眼清潔;控制泥漿的失水,防止塌孔。需增大固壁劑、降失水劑含量。
(2)水平孔段:要及時提高劑劑量,適當降低粘度和切力,保證泥漿的流變性能良好,使鉆屑順利返出地面;增強泥漿的性,減小鉆機旋轉及推進阻力。
(3)擴孔段:增強泥漿的造壁性能,防止孔壁塌陷,防止縮徑;需增大固壁劑、降水水劑劑量。
(4)回拖段:提高泥漿的性,降低摩擦阻力。增強攜屑效果,需提高劑劑量。
3.3.2.4 泥漿的黏度
根椐穿越段地層情況,在鉆導向孔階段,泥漿黏度控制在45 s~
50 s;在預擴孔和回拖階段泥漿粘度提高5 s~10 s即達到50 s~55 s。
3.3.3 定向鉆穿越
3.3.3.1 鉆導向孔
(1)鉆導向孔的鉆具組合為:鉆頭+造斜短接+鉆桿。控向傳感器裝在鉆頭后艙內并緊固。
(2)把好控向關。在導向孔鉆進過程中使用無線控向系統,在出入土兩側地面布置地面信標系統,鉆頭內傳感器發射的信號將鉆具的位置反饋到控向室便于司鉆隨時掌握方向,利用地面信標系統可以準確找出穿越中心線的方位角,同時可以記錄鉆頭與地平面的夾角值。
3.3.3.2 預擴孔
(1)完成導向孔工作后,擴孔分五級進行,依次選用φ450 mm、φ600 mm、φ750 mm、φ900 mm、φ1 050 mm、φ1 200 mm的擴孔器進行預擴孔,然后進行清孔。導向孔鉆通后將鉆頭卸下,將鉆桿與Ф450 mm擴孔器相連進行第一次預擴孔,回擴完成后把Ф450 mm擴孔器斷開卸下,再將鉆桿推回至出土點后連接Ф600 mm擴孔器回擴,循環操作直至預擴孔和清孔工序完成。
(2)擴孔過程應平穩緩慢,監視鉆機各項參數并做好記錄。
(3)根據出土點返漿情況調整泥漿量,保證孔內鉆屑能夠順利被泥漿帶到孔外。
(4)遇有地質情況發生變化鉆機參數不穩時應分析情況,調整擴孔速度。
(5)擴孔過程中產生的泥漿要及時處理。
3.3.3.3 回拖管線
(1)擴孔和清孔完成后將鉆桿推回至出土點,安裝上Ф1 050 mm擴孔器并與焊接好的管線連接,檢查擴孔器水眼是否通暢,確認無誤后開始回拖。
(2)管線回拖前,檢查管線沿線情況并設專人看護,防止管線在前進過程中出現意外。
(3)管線和鉆具的連接:鉆桿+Ф1 050 mm擴孔器+80 t旋轉接頭+25tU型環+回拖頭,總體連接完成一起回拖。
(4)準備工作就緒后,回拖應一氣呵成,中間不得停頓,直至成品管線在鉆機側出土為止。
3.3.4 沉井內管頭預留孔封堵及造斜段處理
3.3.4.1 沉井內管頭預留孔封堵
管線回拖到位后,由于管頭與沉井預留孔洞間有空隙,需要及時防水封堵,避免管道周圍的泥漿從該空隙間流出,造成地質擾動,影響已完路面工程質量。
3.3.4.2 造斜段處理
在水平定向鉆施工回拖管線到位后,沉井兩端造斜段形成空管段,且其中是泥漿,是路基重大質量隱患,需要徹底換填處理。方案:對東側慢車道拖管擾動土體的造斜段深度范圍內進行泥漿挖除外運,換填片石至穩定后,再用水泥穩定碎石逐層回填碾壓密實至土路基高程。
4 經驗總結與探討
4.1 技術總結
(1)定位井位置和高程的控制直接影響到水平定向鉆是否能達到設計和規范要求。
(2)管材必須符合國家規范標準要求,否則會出現焊口拖裂。
(3)設計好出入點和鉆桿鉆進角度,保證高程和質量。
(4)管線回拖完畢后,沉井內管頭封堵要及時嚴密,否則泥漿的持續流出和清除會造成地質擾動,影響到周圍結構和建筑的質量、安全。
(5)造斜段必須進行專門換填壓實處理。
4.2 水平定向鉆施工總結
(1)水平定向鉆施工對于大管徑管道,因其預擴孔直徑達到
1 200 mm,如果管道埋深淺或地質易流沙時,易造成塌孔而影響整個定向穿越施工。舊晉祠路水位高、土質差,沉井定位井內管頭周圍空隙的及時封堵直接影響到周邊建筑質量安全。
(2)舊晉祠路改造工程,原方案為明開挖,深井降水,鋼板樁支護,溝槽換填級配碎石,工序繁多,周期長,且因為地下水位高,地質條件差易塌方,降水施工過程中,對周邊建筑和地面形成不同程度的拉裂、擾動,產生了額外的經濟補償損失。相對而言,水平定向鉆施工具有不開挖路面、不阻斷交通,不影響環境,周期短等優點,具有明顯的經濟效益和環境效益。
水平定向鉆施工技術在非開挖領域極具潛能,尤其在城市繁華區、穿越河道、路口和地下、水文地質情況復雜或者臨近建筑的情況下,排水管道或者其他管線的施工,不能明開挖施工時,可以采取非開挖方式——水平定向鉆施工技術。
參考文獻
[1]《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范》SY/T4079-95
篇6
關鍵詞:巖溶地區; 鉆孔灌注樁; 質量控制
Abstract: as China's transportation infrastructure to build and rapid development, bored pile has developed into a common construction technology, have been widely used in highway bridge in and other areas. This article mainly aims at the special geological karst area of bored pile construction quality control points and methods to carry on the summary, similar to the geological condition of pile foundation construction to have the certain reference value.
Keywords: karst region; Bored piles; Quality control
中圖分類號: U443.15+4 文獻標識碼:A文章編號:
目前我國建設中的各高速公路橋梁樁基工程施工中大部分采取鉆孔灌注樁施工(沖擊鉆),尤其南方地區地質情況較為復雜,對樁基施工影響較大,如江西九江地區,主要地質情況為灰巖區(弱風化灰巖),巖層特點為堅硬、有大量孤石和斜坡巖,且有較多、較大的溶洞。在鉆孔灌注樁施工過程中可能會出現斜孔、漏漿、塌孔、偏孔、卡錘、灌注中卡管、混凝土面急劇下沉、斷樁等情況,不僅影響工期,還造成成本增加,因此如何做好施工準備工作及施工過程控制,對加快工期節約成本有著極為重要的意義,現就本人在江西九江某高速公路施工中,對巖溶地區鉆孔灌注樁施工中總結的質量控制方法和要點進行闡述。
一、施工前準備:
1、目前的施工圖設計及地質勘察,大部分未進行逐樁地質鉆探,因此樁基施工前先對逐樁進行超前地質鉆探,根據鉆探結果繪制地質柱狀圖,并以此對施工班組進行技術、安全交底。
2、對原地面進行測量,若條件允許且開挖回填量不大時,對原地面進行平整,盡量避免出現原地面高于樁頂標高較多造成的空樁部分以及原地面低于設計而出現的接樁情況。
3、對附近石料及土質情況進行調查,應在樁孔附近準備一定數量的石料(石料應選擇硬度較高的開山石渣)、粘性土、袋裝水泥,主要用于處理斜坡巖及溶洞區域出現的漏漿情況。
4、根據施工情況準備備用發電機,避免在樁基灌注過程中突然停電或者發電機故障造成的混凝土不能連續灌注而造成的斷樁。
5、對參與樁基施工的人員進行技術、安全交底,做好技術準備工作和安全文明施工工作。
二、施工過程中問題處理與質量控制:
1、成孔:
(1)準備工作:
平整夯實鉆機基礎,保證鉆機水平,避免因鉆機傾斜原因造成的斜孔,做好測量放線和樁位復核工作,按要求埋設好護筒,做好護樁的埋設和保護,且在鉆進過程中應經常復核護樁的準確性。
做好泥漿制備工作,檢查機械設備情況,對人員進行分工安排。
(2)溶洞、塌孔預防與處理:
灰巖地質中溶洞數量較多且較大,施工中必須根據超前鉆柱狀圖,在將進尺接近溶洞(部分溶洞為空溶洞,無填充物)時,準備好機械隨時回填粘性土、石料。避免遇大溶洞后漏漿嚴重,孔內泥漿面迅速下降而人工回填速度過慢造成塌孔。
若在同一標高位置回填數次后,在鉆進中仍漏漿,原因可能是之前回填未能堵滿或者堵死溶洞,在鉆進中因鉆錘擾動了溶洞處護壁而造成漏漿,遇該情況可在回填粘性土時加入水泥,水泥劑量根據漏漿的嚴重情況而定,回填至泥漿面不下沉時用鉆錘沖擊數次讓水泥和泥漿、粘性土混合均勻,然后靜止2-3天,利用水泥的性能和粘性土造漿護壁,實踐證明效果較為理想。
在靠近河、湖周圍的樁基,上層地質一般為松散的流砂層,透水性好,施工中由于鉆錘的擾動,上層地質經常出現漏水,滑塌現象,經常從護筒底部開始出現塌孔造成護筒傾斜,移位。在處理護筒周圍的回填以及增大泥漿比重仍然無法控制塌孔時,可采取護筒跟進的方法施工。具體操作為:埋設好第一節護筒后采用鉆錘沖擊的方法將護筒埋入一定深度(如圖示):
工字鋼大于16#
然后接入第二節護筒,兩節護筒之間焊接順直、牢固,按此接長護筒直至埋過流砂層便可有效防止塌孔(該方法成本偏高)。
(3)縮孔、偏孔預防與處理:
在沖擊鉆施工中,進入弱風化灰巖后由于進尺緩慢,來回沖擊次數增多,造成擴孔超出正常范圍,混凝土超方嚴重,浪費成本。根據經驗,鉆錘直徑建議小于設計樁徑2cm為宜,成孔后孔徑仍然能達到設計標準,有效的節省了因擴孔浪費的混凝土。但在施工過程中必須經常復核鉆錘直徑,避免因為鉆錘的磨損造成縮徑或者梅花孔等情況,保證樁基的直徑不小于設計直徑。
若地質巖層為弱風化灰巖或弱風化頁巖時,還存在斜坡巖和孤石等情況,造成偏孔現象嚴重,頻繁。若不及時處理,易造成樁基質量問題和影響進度。
通常采取回填高硬度石渣糾正偏孔,若效果仍不明顯,此時可以采取回填高標號混凝土(采用水下灌注,標號不小于C50),加入早強劑,待混凝土強度要求時再重新沖擊成孔。期間可將鉆機調至其他樁位施工,避免機械閑置。
2、鋼筋籠制作和下放
鋼筋籠制作長度應根據設計總長度和機械設備來確定分段情況。根據經驗,若鋼筋籠直徑不大于1.5m,長度小于20m的建議一次制作和安放(能節省時間)。但為保證吊裝過程中鋼筋籠不變形,需在每道加強筋內布設三角形的支撐筋(大于Φ16)以保證其剛度,在下放過程中拆除并循環利用;起吊時吊點設置3個點(即副鉤2點,主鉤1點),第1吊點設在骨架的上部(采用工具“扁擔”連接,防止頂部加強筋變形),副鉤吊點應設在骨架的1/3和2/3處。起吊時,先起吊第一吊點,使骨架離開地面后,再起吊第二吊點,使鋼筋骨架順直后,兩吊點同時起吊直至鋼筋籠垂直后,取副鉤由主鉤獨立完成。這樣不僅保證吊裝過程中的安全性,還能保證鋼筋籠不變形。
若長度超過20m,建議分段制作,為保證焊接鋼筋籠時主筋的軸線在一條線上,應先在鋼筋加工場地將分段的鋼筋籠主筋彎折后進行試拼裝,主筋一一對位,才能保證主筋順直,操作方便,達到設計及規范的要求。在條件允許的情況下,建議在樁位附近硬化鋼筋加工場地,盡量避免多次轉運和起吊工作。
篇7
關鍵詞:隧道工程 帷幕注漿
0.前言
某工程為兩層車站,為了做到不影響后面的土方開挖順順利利進行,通常使用帷幕灌漿方式對底部外側土體進行注漿、加固,主要的目的是為了可以有效防止基坑內外地下水外滲進進基坑內部,減少基坑外滲流量、降低基坑外部側潛水滲透力,保持施工基坑開挖過程地基穩定,以免造成周邊建筑不勻下降。
1 注漿方案及目的
1.1 注漿方案
(1) 在DK194+041~011段采用超前帷幕預注漿法進行注漿,范圍設定在上臺階開挖輪廓線5m之外,同時,對位于掌子面左側,開挖輪廓線之內的溶腔填充物進行預注漿加固。
(2) 當DK194+041~011段的前帷幕預注漿達到有關標準的要求后,即可進行下一道工序的施工。根據現有的探測資料, 將超前帷幕注漿設定在DK194+041~011段,同時,在注漿過程中還根據注漿孔探測效果檢查和TSP檢測結論,對注漿段落及方案進行了適當的調整。
1.2 注漿目的
注漿結束后,漿液會發生化學反應并析出大量的硅膠,而這部分硅膠則會在與水泥漿充分混合后充滿裂縫,進而形成一個范圍較大的封閉式筒狀加固區,最終在隧道上部斷面開挖輪廓線以外形成一個厚度為5m的注漿加固圈,從而達到堵水、加固的目的。注漿后,圍巖的強度和自穩時間會逐漸增加,工程管理人員可根據注漿效果決定何時進行下一步的開挖以及采取哪些支護措施。
2 準備工作
2.1 輔助工程和設備
(1)在對DK194+041~011段進行注漿前,出口下臺階緊跟掌子面,不大于1倍洞徑,使初期支護能夠盡早閉合,二襯緊跟。
(2) 在DK194+041~039段上臺階處設置厚度為2m的C20混凝土止漿墻。
(3)編制施工應急預案,提前準備搶險物資,對有關設備進行檢修,預留應急注漿泵。
(4)對抽排水設備進行檢修。
2.2 初期試驗
在正式進行注漿前,首先要進行注漿試驗,以便對注漿終壓、漿液擴散半徑、凝結時間、漿液配合比、注漿量、掌握漿液填充率等參數進行更為合理的選擇,在注漿過程中還要保證對有關參數進行動態調整,以便使注漿質量和效果能夠達到設計要求的水平。
3.前進式注漿施工方法
3.1布孔
在主體圍護結構連續墻的外側設置兩排帷幕注漿,每排孔間距為2m,排距1m,前后兩排相互錯開。
3.2孔號分序
首先將基坑外側兩排帷幕注漿分成若單元,每單元長20m進行劃分。施工中每排注漿孔應進行隔孔施工。將每個單元內的孔位進行排列,分為①、②、③、④號孔(見附圖1),先施工完編號為①、②第一排孔(靠近基坑一側),施工編號為③、④第二排孔。
帷幕注漿孔位編號圖 圖1
3.3先導孔施工
先導孔應在注漿孔前即施工,要求每單元位置設先導孔,其孔徑、深度與注漿孔相近。先導孔作為其中灌漿孔。
在先導孔施工,要取巖石與分段進行壓水試驗。先導孔需自上而下取巖芯與分段做壓水試驗。不可中途灌漿,怕灌漿會影響下部資料的真實性與可靠性。
a、測巖層的裂隙情況漏水量大小,以補充勘探資料;
b、了解巖層的滲透性,提供依據;
c、了解地下水的深度,為壓水試驗提供參數。
3.4施工的順序
單孔注漿的施工步驟:地面至連續墻底2m下PVC管水泥漿充塞PVC管和鉆孔之間的空隙漿凝結分部鉆進(段長4m:連續墻底里2m至進入花崗巖微風化1m)分段分部分沖洗分段壓水試驗分段分布注漿封閉孔
3.5成孔
鉆孔選用金剛石鉆頭、合金鉆頭鉆進,下PVC管前鉆進中使用φ130三翼鉆頭成孔,并防止鉆孔傾斜,實際施工過程中經鉆孔測斜,鉆孔應滿足1%的偏斜率要求。
130mm三翼鉆頭鉆至連續墻底以上2m后,提升鉆頭下放110mmPVC管至鉆孔底,然后用水泥漿充塞PVC管和鉆孔之間的縫隙,待其凝結使PVC管起到護壁作用后,再用76mm的三翼鉆頭進行分段鉆進,段長3m時及停鉆,準確記錄高程,遇微風化花崗巖采用70mm的金剛石取樣鉆進行取芯。
(1)泥漿護壁
下放PVC管前采用泥漿護壁,其作用和指標分別為:
泥漿作用:一是防止在鉆孔過程中發生塌孔,起到護壁的作用;二是通過返漿,使孔內的砂石及石屑返至孔外,方便下放PVC套管。
泥漿指標:粘度為19~21S,含砂率
(2)確定鉆桿長度H1
鉆孔深度為H,鉆軸總長H2以及孔口至鉆軸頂的高度H3然后根據公式H1=H+H3-H2求得鉆孔所需鉆桿長度H1。
(3)測斜
測斜原理:采用由相似三角形原理演變的簡單測量方法,即通過測量孔口鉆軸與孔心偏差值來查表求孔斜的方法。測斜原理如下圖所示:
夾角很小,AB≈AD
d/d’=h/(H+h) d’= (H+h)d /h
斜率 α=d’/H= (H+h)d /Hh
施工前,根據測斜原理事先編制d-H-α關系表,施工時隨時依表對孔斜進行測量,及時調整鉆軸及鉆桿的垂直度,保證鉆孔滿足1%偏斜率要求。
(4)封孔
當下鉆H1深度后,停止鉆進,但不停鉆。泥漿循環一段時間后,下放PVC套管,采用1:1水泥漿封孔并待凝。
3.6洗孔
采用φ76mm三翼鉆頭掃孔并鉆進3m后然后進行洗孔,當沖洗至連續在10分鐘內不再出現混水時停止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%,該值若大于1MPa時,采用1MPa。
4.總結
注漿工程不僅是一項施工技術問題, 且有大量的管理問題, 應該把它看成是一個復雜的系統工程, 面廣、環節多且工序多變。它涉及到工程施工方法及質量; 地質及水文地質條件的再分析; 方案設計及確定; 各種參數選擇及在施工過程中因素多變而進行參數的合理調整; 施工人員的組織與素質; 鉆注設備、器材的選擇、加工等方面, 必須應用全面質量管理方法, 進行質量控制才能達到效果好、工期短的目的。
參考文獻
[1]杜嘉鴻,等。地下建筑注漿工程簡明手冊[Z]1989
[2]王國棟。淺談隧道施工階段地下水的處理對策[J].鐵道建筑技術,2005,(S1)
篇8
【關鍵詞】水泥攪拌樁;現場施工;管理控制
隨著國內高速公路不斷的建設,高速公路工程管理的不斷完善,對于工程施工質量的檢驗標準也不斷的提高,水泥攪拌樁工程普遍用于高速公路、機場、高層建筑的地基處理加固工程。雖然施工工藝已相對成熟和完善,但隨著管理者對水泥攪拌樁不斷深入的認識,使得其施工質量越來越令人擔心,讓人總覺得其施工質量十分難于控制。雖然施工單位、監理單位及業主單位在水泥攪拌樁的施工工程中已經下了非常大的監管力度,但最終大多數收效甚微,本文通過多年的軟基施工管理經驗,總結出了一些結論,希望能與大家共同探討。
一、施工前準備工作
1、電腦記錄儀的選配
從施工資料的規范化角度考慮,電腦讓每一根樁的施工資料清晰完整,給人一種安全的寄托。但從現場施工控制的角度上來考慮,電腦只不過是一個擺設罷了,它讓領導安心,實際上目前市場上的水泥攪拌樁部分電腦產品它除了能增加操作人員的施工難度以外,其他根本是一無是處。但如果真要讓電腦起到一部分的控制作用,那就要注意選配電腦了。①首先要求電腦內的時間必須為北京時間,由廠家統一設定,不允許有自行調整的功能;②電腦必須取消存儲功能,施工過程中采用實時打印,當下一根開始時上一根的資料自動消失;③深度計經檢查準確無誤;④電腦經檢查符合要求后由項目部統一貼封條,不可私動。此目的主要是控制單樁施工時間、假資料的出現和施工樁長的弄虛作假。
2、施工場地及其他準備
①施工場地一定要平整,且在一側要開挖排水邊溝,保證雨季場地不積水,給樁機組創造一個好的施工環境。
②對于溝塘回填的路段,回填土每層填厚不得大于50cm,壓實度不得小于70%,且不大于85%,以保證水泥攪拌樁的成樁效果。
③建好水泥庫,水泥庫凈面積不得小于42平方米,同時最大庫存量不得小于80噸,確保水泥的檢驗周期及防止雨季由于水泥進場困難而導致停工的情況。
④在樁機的井架上準確畫出每米的深度標示線,在鉆頭落地的情況下準確標示出“零”起點的位置。
⑤將樁機鉆頭上的橫向攪拌刀片增加至6個,并在井架的正面和側面掛上垂球,用紅油漆標示出垂球的中心位置。
⑥召集所有現場施工負責人員及樁機組機長召開施工前技術交底會議,主要落實施工工藝、施工過程中的管理制度、資料的統一、檢測要求及付款方式等,將項目部的管理方式及指導思想落實到每一個施工人員,有效提高他們的認識和警惕程度。為進一步保證工程的施工質量奠定良好的基礎。
二、施工工藝及質量控制
1、確定持力層必須準確,樁體一般最多以進入持力層50cm為宜,不宜過深,否則將會產生三個方面的危害:①由于底部壓力過大,水泥漿無法滲入,底部無法成樁,最終導致樁長不足。②由于底部一般多為粘土或亞粘土,土質過硬,帶漿下鉆困難或無法下鉆,土體無法拌碎。當不帶漿下鉆時,土體由于無法拌碎多會導致糊鉆的情況,土體與鉆頭形成一個圓柱體形狀,造成積壓樁內土體,發生掉樁頭或樁內水泥漿外溢的情況。③水泥攪拌樁施工一般多為下鉆噴漿,如果進入持力層過深,為防止下鉆堵管只能一直噴漿,但由于底部下鉆速度其慢無比,導致底部水泥漿用量嚴重過多,造成水泥漿順著鉆桿溢出地面,且直接縮短了樁體的施工時間。
2、為保證樁體攪拌均勻,樁機鉆頭應焊接至少6個橫向攪拌刀片,且在每個橫向刀片上焊接1~2個豎向攪拌刀片,同時保證樁體的豎向攪拌效果,豎向攪拌刀片長度>5cm,寬度≥2cm。
3、在樁機井架的正面和側面一定要吊掛垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工時樁機傾斜,最終導致檢測時樁體無法檢測到底,到時候樁體質量固然再好也是惘然。
4、為了保證水泥漿的配合比滿足要求、每根樁所使用的的水泥漿量均勻充足,且考慮方便現場施工人員的操作和旁站人員的監督。若所施工的樁長皆為統一長度,可將單根樁所需的水泥漿一次拌制或分兩次拌制完成;當樁長較短時也可一次拌制2~3根樁所需的水泥漿,使用時可在水泥漿罐的罐壁上焊接出每根樁需用水泥漿的深度刻度線。
5、由于現場施工過程中,施工工人素質相對有限,拌制水泥漿時并不能嚴格按照書面上的要求去制作水泥漿,勢必造成施工過程中水泥漿拌制和使用的混淆,對施工質量產生較大的隱患。為了防止此類現象的發生,必須在水泥漿罐的罐壁上用稍大的鐵塊或螺絲帽焊接出用水面和水泥漿面的準確位置。因為每次拌制水泥漿所需的水泥是個定值,所以這樣就完全足以避免水泥漿配合比不準確的情況。
6、當施工過程中發現地層某深度出現硬層時,可根據地質情況進行相應的處理:
①當此段硬層小于50cm時,若下鉆相對比較容易,可稍稍放大回漿量,短時間內穿透此硬層。若下鉆比較困難,不得任其緩慢鉆進,一方面要及時增大回漿量,另一方面要在動力頭上加大配重,并在最下面的兩個橫向攪拌刀片上焊接鋒利的破土刀片,使其能夠迅速穿透此段硬土層。
②當此段硬層大于50cm時,可將此土層作為持力層,無須繼續深入。防止此段土層難于拌碎,水泥漿深入困難,最終造成此處出現斷樁或造成樁體整體不合格的情況。
7、為確保樁體噴漿和攪拌的均勻性,針對上海和宜興產的STB-1類形的樁機施工時必須限定每延米的施工時間,一般每延米的施工時間控制在≥4分鐘/每米,此施工時間是指在正常施工情況下,當地質較復雜時,應適當增加施工時間。
8、根據復合地基承載力計算及受力分析,樁體6m以上的部位基本承受了上部荷載的70%以上,越往下部受力漸漸越來越小,因此施工過程中應特別注意加強上部樁體施工控制工作。
9、旁站人員每天必須記錄所管轄樁機的具體施工情況,其中包括:當值期間樁機施工是否正常、有無機械損壞情況,修理時間,修好后開工時間、有無無故停機的情況,停機時間及開機時間。有了此記錄,那些企圖投機取巧之徒便無計可施了。給他們的只有兩條路,一是走人,二是老老實實施工。
三、結語
面對水泥攪拌樁數量龐大的施工人員、管理人員,并不是哪一個人有多大能力就能夠全部管理起來的,水泥攪拌樁最終管理的成敗與否取決于管理者對水泥攪拌樁的認識深度和管理方向,且是否能建立一個處于受控狀態下系統的管理網絡。
參考文獻
篇9
關鍵詞:維修、加固、樁基、成孔
中圖分類號: TU473 文獻標識碼: A 文章編號:
一、工程概況
某大橋上部構造橋跨組合為2×45m+2×80m+16×45m(北至南方向),全長1083.26m。主橋為中承式拱凈跨徑80m,失跨比1/4.5,拱軸系數m=1.543的鋼筋混凝土等截面中承式吊桿拱,采用雙拱圈,箱形截面,截面高度2m,單箱寬度1.2m,每孔橫向設置2道風撐。引橋為剛架拱凈跨徑45m,橋面全寬為23m,主橋中承式拱段橋面全寬為25.4m。該橋下部構造橋墩采用薄臂墩,主跨與引橋的交界墩采用沉井基礎,作為施工單向墩和連拱隔離墩,其余墩均采用鉆孔灌注樁基礎;橋臺采用組合橋臺,鉆孔灌注樁基礎。兩岸河堤均修建護坡。主橋2#、4#沉井基礎底部位于卵石層,3#樁基礎底部嵌巖,為嵌巖樁,其余剛架拱橋墩樁基礎及橋臺樁基礎底部則位于土層,為摩擦樁。
由于河床沖刷嚴重、樁基外露及產生結構裂縫等,經分析主要原因為樁基礎下沉引起,設計在3#、5#、7#、10#墩原樁位前后對稱與原樁梅花形增加樁基,在新建樁基上加設承臺與舊承成整體共同受力。
二、加固形式和加固施工難點及措施
在原樁位交錯對稱新增φ1500mm鉆孔灌注樁,樁基按嵌巖樁設計,樁底嵌入弱風化巖層。新增設承臺與舊承臺之間,采用鑿除舊承臺保護層并露出鋼筋與新承臺主筋焊接和植筋形式聯成整體。
本工程全部屬于舊結構加樁施工,與一般施工相比有以下難點:
1、3#、5#、7#墩位于河中,交通、運輸不便,施工困難;地質資料顯示,河中砂層厚度達20m;成孔難度大。
2、施工空間不足,橋底凈空有限普遍均在6~8m,一般鉆機的高度約9.5m。
3、新建樁基與原結構樁基距離較近,鉆樁施工時風險較大,萬一發生塌孔等事故,將對原結構產生難以估計的影響。
針對以上這些施工難點,在施工中采用了以下相應的技術措施,來保證施工的質量與安全:
1、搭設施工便道、施工平臺:采用插打鋼護筒,上架設貝雷片、型鋼,面鋪設鋼板作為施工便橋和施工平臺。
2、對鉆機進行了改造,以滿足橋底凈空要求。鉆機改造后高度約為8m,定制加工1.5、2m長等鉆桿并配相應的鉆桿螺栓和密封圈,用于改造后的鉆樁施工,針對工序增多并加大勞動量和增加勞動力。
3、鉆樁施工時粘土護壁,并特別配置優質泥漿用于鉆孔施工如:采用優質膨潤土配制,達到泥漿懸浮鉆碴和鉆孔護壁的目的,確保安全成孔。
4、根據各個墩周圍環境制定了專項環境保護技術措施,減小環境污染,泥漿外運到指定地點排放。
5、利用型鋼在蓋梁頂設置錨固吊點,再用卷揚機和滑輪組構成整套起重設備,以滿足下鋼筋籠和灌注樁施工要求。澆筑混凝土基礎,用來錨固卷揚機。
6、灌注樁施工前對場地和道路進行平整壓實,確保混凝土能順利運輸到位。
三、施工工藝
1、樁基礎施工
本工程采用回旋鉆機,正循環泥漿護壁、懸浮鉆渣,回旋鉆鉆進成孔。鉆頭在土質層中采用刮刀鉆,為保證鉆頭剛性,采用三翼鉆頭或四翼鉆頭,在巖層中采用牙輪鉆頭。工藝流程如下:
1)開鉆準備
測量放樣出樁基的中心點,控制護筒中心與樁基中心偏位不能超過50mm,為防止塌孔且保證鉆進速度,全程跟進套埋護筒至強風化巖面,。鉆機就位后,測出鉆機轉盤標高,通過所測的標高控制鉆機鉆進深度,使樁底標高達到設計要求。
2)泥漿循環系統的設置
每臺鉆機配備一臺3PNL型泥漿泵及反循環砂石泵,在淤泥層和砂層采用正循環鉆進,入巖層后改用反循環鉆進。開鉆前在樁基周圍適當位置采用人工開挖泥漿池形成泥漿正循環系統。泥漿池距施工孔5~8m,采用迂回蜿蜒路徑的方法,增加泥漿的流程及減緩流速,有利于鉆渣的沉淀過濾,灌注水下混凝土時大量的泥漿則通過人工開挖的溝渠排到一個集中池里,在后繼的場地平整施工中再統一清挖掉。
泥漿正循環示意圖:
3)鉆孔工藝
① 鉆孔前需檢查和加固鉆頭,確保鉆頭本身的強度、剛度和垂直度;鉆機精確就位后,升起鉆機架,使轉盤中心、吊架中心、樁位中心三者同一垂線上,轉盤面調至水平后利用鉆機自身卷揚機系統將鉆頭吊入護筒內接鉆桿,接鉆桿前,檢查鉆桿有無彎曲變形,法蘭盤位置有無裂痕現象,度量每節鉆桿長度,作好鉆頭、方桿、鉆桿相關尺寸的記錄。
②根據地質鉆探情況樁基所在位置沙層較厚,采用優質泥漿護壁,泥漿采用優質膨潤土配制,達到泥漿懸浮鉆碴和鉆孔護壁的目的,確保高質量成孔。其性質:相對密度1.20;粘度18~20Pa.s;膠體率>98%;失水率<15~20ml/30min;含砂率6%;酸堿度9PH。
③ 鉆進過程先采用低速開鉆,不啟動泥漿循環系統,等孔內形成一定濃度的泥漿,增強護筒處護壁效果后,開啟泥漿泵循環泥漿撈取鉆渣。在鉆進過程中,要進行泥漿的維護管理,每半小時測一次泥漿比重,根據鉆進速度及撈取鉆渣量的多少來調整泥漿比重,及檢查泥漿的粘稠度。在鉆進過程中及時撈取鉆渣,正確判明地質情況并與地質孔資料相比較,做好鉆孔記錄
4)清孔:采用抽漿清水換漿法清孔。鉆頭提離孔底約50cm,開動泥漿泵循環泥漿,撈取鉆渣,降低泥漿濃度。泥漿中鉆渣含量較小時,清孔接近尾聲,往孔內加入適量小比重泥漿,降低泥漿濃度,同時往大泥漿池抽漿,繼續撈渣。清孔工作因鉆孔過程采用較大的泥漿比重而需時較長,一般6~12小時。
5)鋼筋籠制作下放
①概述
樁基鋼筋籠連接采用剝肋直螺紋連接。采用直螺紋連接可提高連接速度、以及鋼筋接頭的強度;縮短了從成孔后到灌注砼前的間隔時間,進一步保障樁基的安全和質量。
②鋼筋籠制作
樁基鋼筋籠考慮到橋底凈空有限,把鋼筋籠根據每根樁基的設計標高來進行加工,標準節加工成3m一段,鋼筋籠從頂節開始加工,底節以實際樁底標高情況來定長加工。鋼筋骨架保護層采用定位筋,最后安裝和固定聲測管。聲測管埋置到樁底與樁長相同。
6)二次清孔
鋼筋籠下放完畢后搭設砼澆注平臺,下放灌注混凝土導管并記錄每一節導管的長度和順序。導管下放結束后利用導管進行二次清孔,待泥漿相對密度:1.12;粘度:17Pa.s;含砂率:98%,即可準備水下混凝土澆注。
7)砼澆筑
樁基礎砼采用導管法水下灌注。砼集料漏斗要滿足首批砼需要量要求,保證首批砼灌注后導管埋深1m以上,用剪球塞法澆筑首批砼,首批砼灌入孔底后,立即探測孔內砼面高度,計算導管埋置深度,驗算正常與否。
在砼灌注過程中設專人測量孔深并記錄,做好每下一盤料進行測量與記錄,準確掌握砼面上升高度,嚴格控制導管埋深在2m~6m之間,防止埋管過深提不起來或埋管過淺脫空產生的斷樁事件發生。砼面灌注至高出設計樁頂面標高0.5m以上為止。
7)砼澆注過程中經驗技術總結
1) 灌注開始后連續進行,觀察管內砼下降和孔內水位升降情況,及時測量孔內砼面高度,正確指揮導管的提升和拆除。導管在砼內埋深控制在2m~6m。
2)在砼灌注過程中,后續砼要沿導管壁徐徐灌入,以免在導管內形成高壓氣囊,同時避免樁基在土層中產生縮頸、斷樁等現象。
3)為確保樁頂質量,砼澆筑標高比設計樁頂標高高出50cm。
3、承臺施工
1)施工工序:
2)墩身植筋
施工步驟:
準備:檢查被植筋混凝土表面是否完好,鋼筋探測核對標記植筋部位。
鉆孔:在根據鋼筋直徑按照設計和廠家技術參數表中資料要求,根據直徑對應深度打孔,然后檢查孔徑及孔深是否符合要求。
清孔:利用壓縮空氣清孔,用專用毛刷刷三遍,吹三遍,確保孔壁無塵。
注膠:首先將植筋膠直接放入膠槍中,將攪拌頭旋到膠的頭部,扣動膠槍直到膠流出為止,前兩次打的膠不用。注膠時,將攪拌頭插入孔的底部開始注膠,逐漸向外移動,直至注滿孔體積的2/3即可。
植筋:將備好的鋼筋旋轉著緩緩插入孔底至膠體流出,按照固化時間表規定時間進行安裝,使得錨固劑均勻地附著在鋼筋的表面及縫隙中,待其固化后再進行焊接,綁筋及其他各項工作。在Tgel(凝膠時間)前可植入或調整鋼筋。在Tgel至Tcure,ini(固化開始時間)內不可擾動鋼筋,在Tcure,ini至Tcure,full(固化完成時間)可進行后續施工,但不可施加扭矩。Tcure,full后可完全發揮設計力值。當基材表面溫度在30度時,Tgel=20分鐘,Tcure,ini=4小時至Tcure,full=8小時。
技術要求:
植筋膠槍,鉆孔設備及檢測設備采用配套機具。
植筋膠材料除滿足軸向拉拔測試以外,還應具備相關認證:抗震性能報告,室溫下的長期性能,高溫下的長期性能,凍融測試報告,國家規范A級膠認證,孔中濕度的影響認證報告。
植筋采用的鋼筋,采用II級鋼筋,并要求采取機械切斷,端面不允許采用氧割。
鋼筋植入深度以C30混凝土為控制值,高于此標號混凝土,仍按此標號控制,植入深度應扣除混凝土表面剝落層及出現裂縫層。
3)鋼筋安裝
承臺鋼筋安裝、搭接固定要穩妥,保證在澆注混凝土過程中鋼筋位置不會變動。
4)預應力筋安裝
承臺預應力筋為JL32精軋螺紋鋼筋,安裝預應力管道時,須保證其平滑順直,嚴格按設計坐標安裝,偏差不大于1cm,每1米設置定位卡。
5)模板安裝
承臺模板采用大塊組合鋼模,鋼筋安裝完畢后,按照放樣的承臺四個角點點位安裝承臺側模,模板上下布設對拉螺絲,外側利用鋼管及下托支撐于基坑側面。模板拼裝成型、承臺鋼筋定位后,測量組檢查模板安裝情況。
檢查模板底口縫位,并用水泥砂漿將其封死,澆筑砼前檢查連結螺栓緊固度及模板垂直度。
6)混凝土澆注
承臺混凝土澆注分層進行,分層厚度不超過30cm,分層振搗,直到澆注完成。在澆注過程中, 振搗頻率加大,保證其密實,防止出現蜂窩、麻面。
7)拆模、養生
混凝土初凝后開始澆水養護,天氣炎熱時需加蓋麻袋以防產生裂縫,強度達到2.5Mpa后適時拆除承臺模板。
8)預應力張拉和壓漿施工
承臺采用JL32精軋螺紋鋼筋,抗拉強度標準值為930MPa,每根張拉力為673KN,其接長或錨固均采用廠家提供的配套連接器及錨具,張拉延伸量按設計圖紙控制。
壓漿在張拉完畢并靜停12h后開始,壓漿宜在24h內進行,以免預應力鋼絞線銹蝕或松弛;進行壓漿施工時,水灰比控制在0.4為宜,配好后不得再加水,可適當摻入減水劑,但不得摻入其他鹽類,輸漿管壓力不得小于0.6Mpa~0.8Mpa。
篇10
關鍵詞:砂層;鉆孔樁施工;旋挖鉆;技術措施
1工程概況及地質特點
項目位于四川省內江市隆昌縣境內,是連接成渝客專某高鐵站到隆昌縣城的一條一級公路,總里程為11.164km(K0+000-K11+164)。全線共有大橋5座,中橋5座,樁基總數480根,全部為端承樁。
由地勘報告中得知橋址地層為第四系全新統土層(Q4),有坡殘積層(Q4dl+el)、坡洪積層(Q4dl+pl)及中生界侏羅系沙溪廟組(J2s)紅層。由上至下為素填土、粉質粘土、泥巖、泥質砂巖、砂巖等,有部分橋位樁基處在粉質粘土和巖層之間夾有砂層,埋深4m~10m,厚度2~5m。各種地質互層狀分布,變化很快,局部連續砂層厚度達到5m,施工中較難控制。
2施工方案選擇
項目技術部門綜合分析樁基所處地段的實際情況,經項目部研究,可供選擇的施工方案主要有以下幾項:
2.1沖擊鉆與鋼護筒結合
即在樁基處預先埋設鋼護筒,并且隨著鉆機的不斷深入,同時下沉鋼護筒。但是從專業技術的角度進行分析,沖擊鉆與鋼護筒結合施工方案可以有效控制坍孔、流砂等現象的出現,但是在具體操作中對于鋼護筒的垂直度較難控制,且工期相對較長,再次是施工費用相對較高,所以不宜采取。
2.2旋挖鉆與鋼護筒結合
部分工程技術人員提出了應用旋挖鉆加上巖層地段以上采用全鋼護筒護壁的施工方案,即通過巖層地段以上采用全鋼護筒護壁,在鋼護筒內用旋挖鉆采用干挖法進行吸泥砂挖孔。雖然說此種方案是最為安全的,但是全鋼護筒護壁的施工流程較為繁瑣,而且施工費用也明顯超出預算,所以也不易使用。
2.3旋挖鉆與混凝土護壁結合
現場施工人員提出了先用旋挖鉆成比設計孔徑大20cm的孔徑,孔深鉆至比砂層地段深1m左右,然后迅速回填C20混凝土,采用混凝土護壁,最后在用旋挖鉆干挖成孔至設計孔徑與孔深。考慮此種方案施工流程各方面需嚴格控制以及銜接,而且此種護壁方法對在砂層中應用極少,技術經驗不夠成熟,還有就是所需費用相對較高,所以不宜采取。
2.4正循環旋挖成孔
在綜合分析工程項目實際地質條件的基礎,并結合施工單位現有的工藝和技術水平,和設計單位、業主、監理商量擬定了正循環旋挖成孔的施工方案,其具體操作流程主要包括:正循環旋轉鉆孔、泥漿護壁、水下混凝土灌注成樁等施工技術措施。
3施工技術要點及工藝分析總結
在成渝客專隆昌縣快速通道項目的建設中,工程項目設計單位、業主、監理單位及施工單位經過慎重的考慮和分析,最終決定采取正循環旋挖鉆成孔的方法。
3.1施工技術要點
1、采取撈砂式封底鉆斗:在使用旋挖鉆機在砂層中進行鉆進時,如果使用普通的鉆斗鉆進則容易出現“跑空”的現象,所以工程技術人員積極進行工藝和技術改造,最終決定采取操作流程簡便、技術要求相對較低的撈砂式封底鉆斗,同時在鉆頭上設置通氣孔,保證提鉆過程中鉆頭上下泥漿流動,防止出現提鉆過程中的真空現象。在旋挖鉆機啟動后,首先采用低速鉆進,并且保證主卷揚機的鋼絲繩承擔高于鉆斗、鉆桿重量之和的20%以上,一定要嚴格檢查鉆孔過程中是否存在孔位偏差的問題。
2、嚴格控制泥漿比重:在旋挖鉆鉆進的過程中,嚴格控制粘土與泥漿的比重在1.4-1.6之間。在對終孔進行嚴格的施工質量檢驗后,應及時進行首次清孔作業。在清孔作業過程中,一定要嚴格控制泥漿的相關工藝和技術指標,并且防止出現塌孔現象。因此,在首次清孔作業時要將泥漿比重嚴格控制在1.20-1.30之間。對于部分PH值較低的泥漿,可以添加適量的純堿,常規摻入量為膨潤土的0.3%-0.5%即可,將其PH值提升至8-10,以達到加速砂層水化作用的效果,進一步提高泥漿的穩定性及膠體率。
3、及時組織二次清孔或重新調制泥漿,以達到加強護壁穩定性的效果:在完成鋼筋籠安裝后,技術部門應使用專業的儀器對成孔深度、泥漿性能進行測量。通過本次砂層鉆孔樁施工中總結的經驗,總結出下列幾項可行的技術措施:1)在進行混凝土灌注前,孔內泥漿的比重控制在1.15-1.25之間最為合理;2)泥漿的含砂率應控制在≤10%;3)泥漿的拌制時間應≥10min;4)新拌制的漿應在泥漿池中水化分解24h以上方可使用;5)混凝土灌注過程中,必須嚴格觀察和記錄護筒內的水位變化情況,如有意外需及時進行處理。
3.2施工工藝分析與總結
1、問題:出現終孔驗收合格后,安裝鋼筋籠、導管后(這個過程的時間不超過1 小時),檢測沉渣厚度超標。
原因分析:出現這種情況的原因是泥漿性能差,比重均小于1.1。現場施工人員認為旋挖鉆機成孔,旋挖斗將鉆渣全部提出,不像旋轉鉆機或沖擊機鉆依靠泥漿排渣,所以泥漿中含渣量小,在保證孔壁穩定的情況下泥漿比重可調的相對小一些,這樣也容易滿足清孔驗收指標的要求。但是在穿越砂層時,還是有相當數量的沙子混入泥漿中,其含量超過泥漿本身的浮渣能力。在終孔后,安裝鋼筋籠和導管過程中,泥漿處于靜止狀態。由于泥漿比重較小,浮渣能力弱,沉渣迅速沉淀到孔底,導致沉渣厚度超標。
解決措施:1)適當增大鉆孔時的泥漿比重,增強泥漿本身的浮渣能力;2)終孔時孔底預留30 暫時不挖,待孔靜置2 至3 小時,沉渣沉淀后隨同底部預留的30 一同挖出,達到第一次清孔的目的;3)導管二次清孔或旋挖鉆機二次清孔(需提出導管和鋼筋籠)。
2、問題:終孔后持續塌孔,甚至塌至地表,造成成孔徹底失敗,不得不回填。
原因分析:砂層較厚4~5m、且是粗砂,透水性強。旋挖鉆機鉆進速度快,筒形鉆頭的活塞作用使孔壁不能形成護壁泥皮。護壁泥漿比重小,與砂層中水的壓力差不足以維持孔壁的穩定。
解決措施:1)增大泥漿比重,參考規范,取上限指標。2)在砂層鉆進時,放慢鉆進速度,提、放鉆頭時放慢速度。
3、問題:有些孔在導管二次清孔時,在砂層或砂礫層部位出現塌孔。
原因分析:1)終孔后,由于種種原因未能及時灌注砼,靜置時間長(一般超過24小時),砂層位置變松散;2)清孔時降低泥漿比重至1.05~1.1 之間(清孔驗收指標),孔內泥漿比重不足以維持砂層處孔壁的穩定,泥漿循環沖刷孔壁。
解決措施:1)優化現場管理,各工序之間盡量連續施工;2)砂層較厚時,鉆進時選用較大的泥漿比重,清孔時泥漿比重不宜低于1.15~1.3;3、減少導管清孔時間,將孔底沉渣翻動懸浮后,快速灌注封底砼。如孔底沉渣厚度滿足要求,可直接灌注砼。
4施工技術管理中應注意的事項
1、嚴格執行技術交底制度,對現場技術、管理人員、施工班組作業人員進行崗前培訓,做到人人心中有數。
2、加大現場的檢查力度,規范施工中的技術操作流程。
3、在砂層鉆孔樁施工中,應根據不同的地層,適當增加或減少護筒長度,確保護筒伸入穩定土層不小于50cm。
4、增加泥漿檢測的頻率,及時進行調漿、補漿,確保鉆進過程中泥漿比重始終保持在1.4~1.6之間。
5、設置泥漿制備池、循環池及清孔池,提高清孔質量,提高泥漿的周轉效率,進一步節約施工成本。
參考文獻:
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