辽河穿越施工方案
工程概况
辽河穿越段位于辽宁省沈阳市辽中县老大房乡南约3km。穿越总长度5281m,采用定向钻和大开挖结合的方式进行施工。采用定向钻方式穿越主河道及其摆动区域,两次定向钻长度分别约为1575m和1543m,定向钻穿越入土点选在西侧大堤外约150m处,二次定向钻后,出土点选在内大堤东侧约90m处。采用大开挖沟埋方式穿越东侧滩地,长度2163m。
地形地貌
在地貌单元上属冲洪积平原区,穿越段所在位置地形平坦,地势开阔。辽河穿越断面有西堤、东堤、内堤三道提防。
辽河主河道水面宽度约150m,穿越处所在河段河槽两侧冲刷较严重。大堤之间分布有较宽漫滩,漫滩区域地形平坦,地势开阔,现已被开垦为农田,主要种植玉米。
辽河右岸大堤距106省道(新民~满都户)约1km。大堤较完整,堤顶平坦,宽约5m,能通行载重汽车。左侧大堤也较完整,可通行载重汽车。穿越所在地总体上交通状况良好。
气象
辽河穿越段位于松辽平原南部,属中温带、半湿润、季风大陆性气候。年平均温度为℃,7月最热,平均气温℃,1月最冷,月平均气温为零下℃,年极端最高气温为℃,年极端最低气温为零下℃。年降水量平均为,主要集中在6月至9月,占全年降水量%,平均相对湿度65%;年平均总蒸发量,相当于降水量的倍。全年风向以西南风为主,占%,其次为西北风,年平均风速
水文
辽河在辽中县境内河段长,流域面积。主河槽宽度200m~400m。河道比降为1/5000,河道较弯曲,水深2m~3m,泥砂底,河水含砂量大;河床不稳定,冲刷严重,河道经常变迁。辽河浅滩很多,六、七月多有沙州,个别浅滩地方人可徒涉,八月间洪水位有时接近坝脚。平摊流量为200~800m3/s,现允许行洪流量为3000 m3/s。枯水流量为 m3/s,多年平均流量为 m3/s。
地层及岩性
勘察深度范围内地层总共划分为2大层,描述如下:
第一层地层及岩性
细砂:黄褐色、灰褐色,很湿,下部为饱和,稍密~中密,上部为松散,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯。该层广泛分布于穿越范围内,表层大部地段覆盖有一层粘性土。该层厚度为~(包含夹层及透镜体厚度,下同),层底深度为~,层底标高为~。
在该层中,局部地段含有薄层夹层及透镜体,主要为粘土、粉砂、中砂。
中砂:黄褐色、灰褐色,饱和,松散~稍密,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯。不连续分布在001、002号孔、007号孔、012、013号孔、016号孔、019~025号孔,厚约~,层底深度~。其中在012、013号孔处上覆①4粉砂层,厚约~。黄褐色,很湿,局部为饱和,松散,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯
第二层地层及岩性
中砂:灰褐色,饱和,中密~密实,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯。该层广泛分布于穿越范围内,分布较均匀。在局部孔位含有粉细砂透镜体。在本次勘察中,该层中砂层未被揭穿,最大揭露厚度为,最大揭露深度为,最大揭露标高为。
此外,在该层中,还分布有以下较大的亚层:
粉砂:灰褐色,饱和,中密,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯。厚度约~,层底深度~,层底标高~。
细砂:灰褐色,饱和,密实,矿物成分以石英、长石为主,云母次之,颗粒呈次棱角状、不规则状,级配一般,砂质较纯。不连续分布在016、017号孔、021~023号孔、028、029号孔处。厚度约~。
粘土:灰褐色,可塑~硬塑,土质较均匀,含少量铁锰质结核,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,韧性较高。主要分布在019~025号孔,厚度约~,层底深度~,层底标高~。
主河道及河道摆动区定向钻穿越方案
施工程序
交桩放线
全站仪等测量仪器应经法定计量部门校验合格,且在有效期内方可使用。
由参加接桩的测量技术人员主持测量、放线工作。
依据线路平面图、断面图、设计控制桩、水准标桩进行测量放线。测量过程中对测量控制桩进行全过程保护。测量放线的主要内容:穿越长度复测、穿越轴线布置加密桩、作业带边界线、穿越桩的保护、地下障碍物的测量。
根据穿越桩、控制桩、水准桩对穿越长度进行复测,是否符合图纸给定长度,若不符合,及时与设计、监理进行协调。
根据控制桩、穿越桩放出钻机轴线,并在穿越轴线上设置加密桩,钻机一侧一般加密桩设置3~5个。
根据平面布置图放出管线施工作业带和钻机施工作业带的边界线。
对穿越控制桩、水准桩进行保护。对穿越桩进行引桩,引桩的桩位要布置在作业带以外,并安装牢固防止被破坏。
在放线过程中,与有关部门联系,取得管线穿越公路、河流、光缆、地面及地下障碍物、林区、经济作物区等的通过权。在交叉范围两侧作出明显标识,地下障碍物标识应注明障碍物名称、埋深和尺寸。
施工便道
施工场地在田地内,附近有乡村公路和河堤路可以利用,靠近现场时可以临时征地进入现场,修筑进场路时压实、平整即可。
作业带清理
施工作业带应与标桩的路线完全一致;施工作业带清理之后要恢复管道中心线标桩(或平移桩),并注明变壁厚管的位置、转角的角度、防腐层变化、特殊地段的起止点等。
施工作业带清理和平整遵循保护农田、植被及配套设施,防止或减少水土流失的原则,按规定尽量少占农田。通过灌溉、排水渠时采用预埋涵管等过水设施,不能妨碍农业生产。
连接通道尽量利用现有道路、平坦谷地等,以减少修筑工程量。施工便道要平坦并具有足够的承压强度,宽度应满足机械设备进场。
根据招标文件要求施工作业带宽26m,施工时尽量不出现超占地情况。
在进场路与施工作业带的衔接点设置一处20m×30m临时堆管场,临时堆放材料和钻杆钻具,场地要平整并有一定的坡度,避免雨天积水。在施工机组驻地附近租用30m×30m停放设备的场地,停放钻机、设备、车辆。
钻机场地60m×60m需要平整,使之具有一定的承载力,钻机场地积水可以排到泥浆坑内。
作业场地规划
场地设备布局详见附图,钻机场地平面布置图、出土点场地平面布置图、管线预制作业带平面布置图。
施工作业场地边缘用警戒带进行围栏,作业场地入口处设置警示标语,钻机拜访位置铺垫钢板或枕木排增加地面的承载力。钻机周围易漏泥浆的位置挖引沟至泥浆坑。泥浆罐罐底周围围土堰,防止泥浆外溢污染。
泥浆坑周围要围警戒带,并设置警示牌。
出于环保要求,钻机场地搭建配浆棚,配浆棚内主要摆放设备为水罐1座、泥浆罐4座、泥浆泵1台、配浆泵房1座。为减小配制泥浆时的粉尘飞扬对施工现场周围环境造成污染,搭设20m×20m×4m泥浆棚一座,将该区主要设备置于棚内。泥浆棚采用Φ50钢管焊接骨架,四周和顶部安装帆布。
作业场地要有足够的照明设施,钻机场地设置照明灯(防爆灯)4处,出土场地设置照明2处。
钻机摆放在穿越轴线上,入土角度符合设计要求,钻机前端用地锚进行固定。
穿越段管道预制
定向钻穿越段管道组焊、防腐补口方法同线路一般段施工方案。
定向钻穿越段管道回拖前进行单独清管试压,清管试压方法同一般线路段施工方案。
光缆套管焊接采用手工焊接方式,且内置一条钢丝绳,用来牵引硅套管。
定向钻穿越
计算最大回拖力
根据国标GB/T50424-2007油气输送管道穿越工程施工规范中关于最大回拖力计算公式:F拉=πL ƒ[D2γ泥/4-δ1(D-δ1)]+κ粘πDL
式中:F拉为计算回拖力(t); L为穿越管线长度(m);
ƒ为摩擦系数取~; D为管线直径(m);
γ泥为泥浆的密度(t/m3); δ1为管线壁厚(m);
κ粘为粘滞系数取~。
F拉=×1830××[×××××()]+××1830×=180t(按穿越距离为1575m计算)。
钻机选择
取2倍安全系数,选用钻机的最大回拖力不小于360T,因此我公司选用德国普莱姆PD-400/90RP履带式定向钻机,其最大回拖力达到400T,完全满足施工要求。钻机能力见下表:
德国普莱姆PD-400/90RP履带式定向钻机
发动机功率
546KW
最大扭矩
动力旋转头
51/2
入土角调节范围
9°~20°
参考钻距
2000m
最大推拉力
400T
最大扩孔直径
D1600mm
钻机结构
履行式
钻机总重量
65t
泥浆主罐
发动机功率
25kw
最大流量
2500L/min
最大压力
30Mpa
为了节约工期,在7月份雨季到来前完成辽河穿越段施工,决定采用德国海瑞克HK-250T钻机配合普莱姆PD-400/90RP定向钻机施工,即两台钻机同时施工,普莱姆PD-400/90RP定向钻机完成第一次穿越、第二次穿越天然气管道的全部施工任务;HK-250T钻机完成二次D114光缆套管穿越施工。德国海瑞克HK250T钻机性能除回拖力指标不能满足天然气管道回拖时的要求外,足以满足D114光缆套管穿越施工(光缆套管1575m回拖力为8T)。
德国海瑞克HK250水平定向钻机设备性能表
传动功率(在2100转速/分钟)
400 KW
最大回拖力
2500 kN
最大推力
600 kN
旋转速度
0~68 RPM
最大扭矩
90 kNm
钻速
0~35 m/min
驱动小车行程
11 m
驱动方式
齿条/小齿轮
总长度
14235 mm
钻架最小角度
8°
钻架最大角度
15°
钻具选择
在钻机最大施工能力的作用下,采用5″钻杆能够施工的最大长度为1300m,在忽略钻杆外径变化对摩擦阻力的影响下,采用″钻杆能够施工的最大长度为2600m,采用″钻杆能够施工的最大长度为3190m。
长距离穿越由于导向孔钻进后期鸭嘴钻头易受阻力影响而导致钻进困难、推力增加,采用牙轮钻头配合泥浆马达可以有效的解决这个问题。
因此考虑合理优化钻具组合并保证有足够的施工能力,本工程钻导向孔阶段拟采用的钻具组合为″牙轮钻头+螺杆马达+无磁钻挺+900m″钻杆+700m″钻杆。
本工程穿越的地质主要为细砂,穿越距离较长,因此扩孔阶段采用洗齿扩孔器有利于充分携带钻削使孔洞成型良好。
地锚施工
大型定向钻穿越施工对钻机的锚固要求很高,如果钻机锚固不好,将很大程度的影响钻机能力的发挥,给后续施工带来很大的风险和隐患。
开挖地锚坑6m××,将地锚坑四周砌筑砖墙,将地锚(5m×2m×)放入后,用混凝土将余隙填满加固。
考虑到回拖管线时防止由于拖力过大使钻机翘起,因此在钻机底部也用一个配重地锚固定,两个地锚之间用钢架混凝土结构连接。地锚前端插入8m××铁排。
由于地表地质比较松软,在钻机前方打入四根钢筋混凝土桩,用以加固上层地质。
地锚安装示意图如下:
钻导向孔
钻孔基本操作要求
钻孔初期要控制钻进速度在3m/min以内,有利于成孔,并增加泥浆排量将孔内钻屑尽量全部排出,便于泥浆将较深地层的大颗粒钻屑排出。每钻进两根钻杆洗孔一次即增加泥浆排量将钻杆缓慢拉出。
控制单根钻杆角度变化小于°,事实上,操作时很难保证单根角度变化小于°,根据以往施工经验,偶尔出现大于°、小于1°且不连续的情况也可以接受,但连续4根钻杆累加角度变化不大于°。
一般入土井斜段位于相对软地质中,较难控制,经常出现角度变化快、超深等现象,发现有角度角度变化快或者有角度变化快的趋势时,要及时进行纠正。控制好推进尺和转进尺长度,采取多推少转和不连续转的方法,发现变化趋势,及时采取相应对策。
水平段穿越难易程度因地质条件而异,一般软地质相对难控制,施工时尽量减少软地质穿越长度,穿越水平段时,尽量不旋转钻进,可以工作角度40°±5°缓慢推进几米,然后调整到320°±5°缓慢推进当量长度,钻进时经常性停机观察角度变化趋势。
出土井斜段相对好控制,为了避免出现地质软钻头不抬头情况,可采取工作角度左右±30~70°推进方法抬高角度,出土段井斜段穿越过程中尽量不使用旋转钻进的方法。
钻至出土井斜段,出土侧需要进行观察,发现有冒浆的地方,及时与控向或现场负责人进行联系,便于验证控向操作数据信息。
下套管施工
本工程应用下套管技术以减小孔壁对钻杆的阻力防止钻杆失稳和稳固孔壁防止塌孔卡钻,当导向孔钻至450m处时,停止钻进,开始沿以钻进的钻杆进行下套管施工,套管规格为D323×8mm长度为400m,足以保证施工的安全。扩孔前将套管逐根抽出。具体施工内容如下:
制作套管推动头
预制推动头2根,推动头是由一截钻杆和一根套管焊接在一起组成的。
套管前端打加强后在焊接白钢加强防止磨损严重。
第一根套管前端带有切屑刀头便于切削钻屑,推动头一端通过钻杆与钻机的动力头连接另一端焊接套管,事先在地面上焊接一道口后,将整体吊装至钻机轨道上,并且套在已经钻进一段距离的钻杆上,沿着钻杆将套管打入导向孔轨道内,然后将推动头与套管分割开,换上另一组,并将套管与上一根套管焊接后,继续打入导向孔轨道内,如此反复打入套管至需要的长度。
套管施工完毕后,将套管的尾端留出地面以上,沿套管继续进行导向孔施工,待导向孔施工完毕后,将套管逐根抽出。
导向孔施工示意图
人工磁场测偏
在本工程中可以采用人工磁场技术测量钻头所处位置参数,并与设计参数对比确定当时的钻进曲线是否偏差,指导下一步控向操作。
人工磁场线圈布置在穿越中心线上,根据本工程的实际情况,全程铺设人工磁场,保证穿越曲线的准确性。
线圈的角点采用木桩固定,保持四边笔直减少测量误差。
人工磁场线圈的宽度以3倍的探头深度为宜,也可以取3倍于设计曲线的最深值。示意图如下:
在钻头进入人工磁场后的下一根钻杆钻进完成时进行测量偏差。测偏时首先根据控向员的指令接通电源为线圈供电,供电设备选用现场的直流电焊机,通直流电的电流以70~80A为宜。测量完成后断开电源,重复测量2~3次取平均值做为当时的偏差量。进入磁场后每钻进一根钻杆测量一遍,对比前后测量结果及时发现偏差和偏差趋势,如果不在标准要求范围内需及时纠偏。
扩孔
D1016管线最大扩孔直径为52″(1320mm),满足扩孔直径要求。拟定扩孔八次,扩孔直径为18″、26″、32″、36″、40″、44″、48″、52″,扩孔使用洗齿扩孔器。洗齿扩孔器的水眼使用前要进行清洗,保证水眼通畅,扩孔器轮齿要进行检查,保证轮齿使用前完好。
为保证钻杆能够承受较大的扭矩,在扩孔时扩孔器前端连接10根麻花钻杆。
Φ114管线无需进行扩孔,可在导向孔施工完成后直接回拖管线。
扩孔过程要根据司钻反馈信息及时调整泥浆配比,控制泥浆排量和扩孔速度,保证成孔的质量。
管线回拖
管线回拖采用漂管方式,将管线置于发送沟内,发送沟充水,使管线充分漂浮起来,减小管线回拖过程中的阻力。回拖管线与钻具的连接方式为钻杆、麻花钻杆、48″洗齿扩孔器、400t万向节、“U”型环、管线的连接方式。
泥浆工艺施工
泥浆系统组成
泥浆系统主要由泥浆泵和高压泥浆管组成的送浆装置;配浆罐和储浆罐组成的泥浆供应装置;螺杆泵、振动筛和除砂器组成回收处理装置。为保证本工程顺利施工,减少泥浆排放,特配备以下设备:
2台配浆罐、4台储浆罐、2台回收罐,储浆量约为200m3;
2台水化泥浆装置充分溶解泥浆原料。
4台振动筛、2台除砂器保证足够的处理量,处理量为
入土端泥浆坑和出土端泥浆坑容积分别为300m3;
第一次穿越和第二次穿越的水源可选择辽河水,第三次穿越取至地下水(打井3口)
泥浆系统的环保措施
为了减少配浆时泥浆粉尘的污染、降低泥浆泵的噪音,搭建临时工棚,将配浆罐、储浆罐、泥浆泵放置在工棚内,在工棚内操作的工人,配眼罩、口罩、带帽子的劳保服、手套等。
泥浆坑底部和四周用防水布铺垫,顶部四周围土坝、警戒带,并设置警示牌。施工过程中,泥浆坑附近要设置照明防爆灯。
在泥浆容易外溢的钻机底部、泥浆罐设备四周挖引沟, 引沟挖至泥浆坑。
泥浆回收处理
由于本工程为三次连续穿越,因此在出土端返出的泥浆可以暂时储存在大型泥浆坑中,在第二次穿越时进行回收处理再利用,省去了大量运输费用。
第一次穿越完成后剩余的泥浆经过处理后可以在第二次穿越中使用施工中,减少了泥浆使用量,回收的泥浆经过振动筛和除砂器的处理后循环使用。
本工程完工后采用外运排放至环保部门指定的地点,进行固化处理。
泥浆施工措施
本次穿越距离长达1575m,管径1016mm,且地层结构主要是细砂层,胶结不好,极易发生孔塌及孔漏事故造成工程失败,要求泥浆抑制性要好,防塌、防漏能力要强,泥浆性能要均匀稳定,滤失量要小,失水量控制在10~15ml,泥饼要薄而坚韧致密控制在1~2mm之间,具有良好的流动性。开钻前采用施工用水,现场进行泥浆性能试验,取得合理的泥浆配比。钻导向孔要钻进均匀,保持孔洞稳定。扩孔阶段要保持匀速回扩,并时刻观察扭矩及拉力的变化情况。具体施工如下:
经过现场勘查,并量取了辽河水进行了泥浆配比试验,得出泥浆配方及性能要求。
采用钠土正电胶体系,配方为:%纯碱+-15%钠土+%正电胶+-1%改性淀粉+%CMC+%烧碱+%FT-881+%NH4-HPAN。
具体定向钻每个阶段性能要求按不同情况进行稍微调整,具体数据参考下表:
施工段
性能要求
密度
粘度
静切力
滤失量
泥饼
PH值
塑粘
动切
N值
K值
10S
10min
导向孔
40
2
4
12
1
10
12
4
175
扩孔一
40
2
4
12
1
10
12
4
175
扩孔二
44
2
4
12
1
10
13
5
180
扩孔三
48
2
4
12
1
10
16
6
220
扩孔四
52
2
5
12
1
10
18
8
280
扩孔五
56
2
5
12
1
10
22
10
320
扩孔六
62
3
6
12
1
10
25
10
450
扩孔七
68
3
6
10
1
10
26
12
520
扩孔八
75
3
6
10
1
10
28
14
700
洗孔
80
3
8
10
1
10
30
15
850
回拖
80
3
8
10
1
10
30
15
850
复杂情况及预防措施
防漏措施及堵漏措施
穿越地层主要为细砂,地层连通性好,承压能力差,极易发生孔漏。
施工过程中严格控制泥浆密度及含砂量,保证在要求范围内,钻导向孔时要控制机械钻速,匀速钻进;开泵要先小排量,待返出正常后再逐渐加大排量,必要时要进行反复洗孔,以免造成压力激动而蹩漏地层。
加强泥浆中含砂量的控制,及时清除泥浆中的砂子,通过增大泥浆泵排量保证孔内泥浆含砂量控制在20%以下。因此扩孔阶段的泥浆排量要达到
在钻导向孔时要及时观察泥浆返出情况,并有专人坐岗观察,以便及时发现情况并处理。扩孔阶段在出土端及入土端时刻观测返浆情况,发现异常及时处理。
一旦发现泥浆漏失,立即加入多功能封堵剂,观察加入后的返浆情况(即有无返浆和返浆量),同时在穿越沿线地表检查是否有跑浆、冒浆现象,如在地表发现泥浆跑漏,马上进行围堰处理。
防塌措施及预案
穿越地层主要是细砂,及易发生垮塌,造成孔洞不规则,严重时造成孔塌卡钻。施工过程中提高泥浆的防塌能力,搞好孔塌的预防工作。
在穿越施工过程中,要使用抑制性好,防塌能力强的泥浆材料,控制泥浆失水在要求范围之内,改善泥浆的造壁性能,提高其防塌封堵能力。
在泥浆配制过程,每30分钟进行泥浆性能的测量,检测泥饼质量,一旦发现不能满足要求,及时根据情况适量增加防塌剂用量。
保持回收的泥浆进入作返浆使用前含砂量控制在3%以下,同时要求泥浆满足上表所述的性能要求。
一旦发现有孔洞坍塌迹象,及时增加钠土的用量,加大防塌剂使用量,提高泥浆密度,同时适当增加泥浆泵排量,保证孔洞的安全。
防卡措施及预案
本次穿越工程属于大型穿越工程,为保证施工顺利,防卡是本工程的一项重要工作,应引起足够的重视,泥浆要求做到:
首先强调泥浆的滤饼质量,泥浆应保持性能良好、均匀、稳定、滤失量要小,泥饼要薄而坚韧致密,使其具有良好的流变性。
根据施工情况可适量加入固体防塌润滑剂及无污染液体润滑剂以减少摩擦阻力。
切实做好孔漏、孔塌的预防工作,防止因孔塌、孔漏导致卡钻事故。
扭力及拉力突然变大时,要及时分析判断并进行处理。
一旦发生卡钻现象,根据现场施工情况,及时判断分析并进行处理。
泥浆配制及维护要求
对于回收上来的泥浆,要进行充分除砂处理,并每30分钟测量一次泥浆性能并根据所测量的泥浆数据及时进行调整,以保证孔洞安全。
在施工过程中及时根据孔内情况及施工情况对泥浆进行调整,保证穿越成功。
河滩地大开挖穿越方案
河滩地段管线施工同一般段施工方法,河滩地段管线采用配重块稳管,间隔安装。河堤处进行大开挖施工,管线下沟后进行整体回填,并按要求恢复大堤,进行浆砌石护坡。
基坑连头方案
本工程在穿越交汇处进行连头施工,由于地处河滩地,地下水位地面以下2~3m,开挖深度在11m,地层为细砂,透水性好,根据以往施工经验常规的降水措施不能满足施工要求,因此定向钻穿越交叉处连头需要进行基坑止水帷幕桩、减压降水井施工,然后进行基坑开挖和连头施工,开挖工作面上口半径为45m,下口作业半径为15m。
施工工序
止水帷幕施工→定喷止水护坡桩施工→减压降水井施工→基坑开挖→连头施工→拆除回填
止水帷幕施工
施工方法
用改装的长螺旋钻机钻孔,待钻头达到设计孔深时,停止进尺,打开高压泵用高压水旋喷2min,高压管中切换入制备好的水泥浆,底部1m实施旋喷后,钻具停止转动。
调整喷嘴的方向与基槽上口中心线平行,开动高压泵定喷制备好的水泥浆,然后一边提升钻杆,一边观察水泥浆上升位置,使水泥浆面高度保持在接近孔口的位置,定喷过程中要注意控制好喷嘴的射流压力和钻杆的提升速度,用水泥浆的上升位置控制钻机提升速度,定喷到设计高度后,定喷停止,移开钻具,下钢筋笼和石料,盖上孔口养护,形成垂直防水桩挡墙。
施工技术要求
止水桩隔桩跳打,间隔时间不小于24小时。进行二序桩施工前,首先挖出一序桩头,在一序桩的两桩之间定二序桩的桩位。
钻孔垂直度不大于%,桩位偏差小于5cm。定喷喷嘴应与基槽上口线平行,桩垂直度和喷嘴定位方向是封水质量的关键。
定喷压力为20Mpa,螺旋钻机旋转速度25~30转/min,钻头下入深度大于喷底标高,然后提升进而旋定喷。
进浆密度~
止水帷幕定喷完成8~10小时后,孔口回灌1:1~1:的水泥浆,高出定喷设计标高以上。
浆液的配制:高压喷射水泥浆液宜使用普通硅酸盐水泥水泥,质量应符合GB175-2007的规定,水泥不受潮。止水帷幕水灰比为,可适量掺入水玻璃。
用经纬仪跟踪校正钻杆的垂直度,为保证钻孔垂直,钻孔速度要稍慢。
每次定喷停止和开始前都要打清水冲高压管和喷嘴。
开钻前用胶带或黏土封喷嘴(或用能被高喷打开喷嘴的材料封喷嘴)。
如基坑开挖后发现侧壁和底部有渗水现象,则在局部实施注浆封闭。
定喷止水护坡桩施工
结合地勘报告,及场地周边建筑物情况,基坑止水帷幕护坡桩施工采用长螺旋成孔、无砂混凝土施工工艺。
定喷止水护坡桩施工工艺流程
定喷止水护坡桩:桩位放线→钻机就位→成孔→压灌水泥浆→倒入碎石至桩顶标高→二次补浆→桩身养护。
定喷止水护坡桩施工技术要求
钻机就位后必须调平,保证钻具中心线与桩位在同一铅垂线上,以确保钻孔倾斜度不大于%;对桩位时必须复核准确,以保证桩位的水平偏移不超过5cm;为保证护坡桩成桩质量,护坡桩施工过程中实际孔深大于设计孔深500~700mm。
开钻时要轻压慢进,防止开孔时钻具跑偏,在钻进到设计深度后,在进行定向喷射止水帷幕同时向孔内注入水泥浆护壁,水泥浆液面要高出地下水位50cm,同时应满足止水帷幕施工液面。
定喷止水护坡桩注浆后立即向孔内倒入碎石,至设计桩顶标高止。
减压降水井施工
减压降排水方案设计
将封存在基坑内的地下水排出基坑,同时有效降低地下水水头高度,避免发生管涌。
基坑降水,严格控制含砂量,不会对周围建筑物及道路产生不利影响。
基坑总涌水量随降水延续将会发生变化,以观测井水位为为标准,及时调整水泵的排水量。
减压降水井施工工序
钻机就位→钻进→提钻→替浆→下管→填滤料→洗井→下泵抽水。
井位布置
减压降水井布置在帷幕止水桩内侧,井位距上口开挖线、内圈外,井间距10m,共布降水井37口。
井身结构
减压降水井:井深18m,井径600mm,全孔下入水泥砾石滤水管,外径400mm,内径300mm,管外填Ф2~4mm干净石屑填至地表。水泥砾石滤水管外缠80目尼龙纱网。
洗井、下泵、排水
按施工及单井设计要求成井后,减压降水井下入排量22t/h、扬程25m潜水泵,下泵深度17m。基坑外侧减压降水井采用1"泵管直接与施工现场排水管线相连,排放抽出的水。为发挥降水管井作用,需要使用空压机洗井。每个井洗井时间不少于个台班。
减压降水井施工结束后,在基坑周围选择4口减压降水井井作为观测孔,随时观测水位变化情况。降水工作的标准是保证土方开挖及结构干燥施工。
排水水源主要是针对基坑内水源导致坑内积水而采取的措施。为保护基坑土石方开挖过程中的安全,应充分考虑基坑内排水,基坑内排水应贯穿基坑施工始终。
施工技术要求
钻进前施工技术要求:所有降水井开钻前必须探明孔位处确无地下管道管线后方可钻进。
减压降水管井施工技术要求:所有井达到设计井深后,下管保持居中,竹板与井管绑扎牢固,保证填砾料高度,成井后充分洗井,及时下泵试抽水。
水泵及联络管安装要求:所有水泵需下到设计深度,泵管连接紧密不漏水。
供电系统安装技术要求:所有供电系统必须严格执行《电气装置安装工程施工及验收规范》,由专职电工负责安装设计。
平面布置与基坑开挖
采用2台D60推土机将表层土推至地下2m深,开挖为圆形工作面,推土面半径为60m,定喷止水护坡桩半径为45m,减压降水井半径分别为40m和20m,定喷止水护坡桩直径600mm,桩间距900mm,桩长20m,无砂混凝土,无钢筋笼,共设314根。在基槽中间设37口减压降水井,孔径600mm,井深18m。
开挖时采用长臂挖掘机进行分层开挖,放坡1:。
连头施工
将弯头传递到坑内,采用挖掘机对口进行连头施工。
拆除回填
利用挖掘机进行倒土拆除止水桩,拆除深度6~7m即可,剩余部分止水桩可起到防止洪水冲刷管线作用。然后推土回填基坑。