浙江淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔灌注樁施工技術(shù)

淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔樁

快速施工技術(shù)xx集團(tuán)有限公司【摘要】xx灣海域具有復(fù)雜多變的海洋水文地質(zhì)條件，淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔樁施工國內(nèi)外尚無先例，是對鉆孔樁施工的重大挑戰(zhàn)。為保證鉆孔質(zhì)量，減少鉆孔事故，需要連續(xù)快速作業(yè)，該技術(shù)可為類似工程提供借鑒。1.工程概述1.1概況主體全長5.35km,共108個(gè)墩位鉆孔樁布置及主要參數(shù):F01~F17(深水區(qū))F17~F1081.工程概述1.2工程特點(diǎn)及難點(diǎn)風(fēng)速大風(fēng)速(≥8級(jí))經(jīng)常發(fā)生，7-9月是xx灣臺(tái)風(fēng)頻發(fā)期。波浪高浪高可達(dá)3.9m(10%)潮差大橋址區(qū)平均高潮位2.52m，平均低潮位-2.12m，平均潮差4.65m，最大潮差7.57m。流向亂南岸灘涂區(qū)海水經(jīng)常出現(xiàn)流向多變的紊流。1.工程概述1.2工程特點(diǎn)及難點(diǎn)水流流速大、沖刷力強(qiáng)水流流速大,將對鉆孔平臺(tái)鋼管樁基礎(chǔ)和鋼護(hù)筒造成較大的沖刷。富含淺層沼氣在橋址區(qū)淺層沼氣氣壓大，氣量充沛，在空間分布上不均勻，有強(qiáng)烈噴發(fā)的可能，淺層沼氣的諸多不確定因素將對鉆孔樁施工安全帶來隱患。海水強(qiáng)腐蝕性xx灣水質(zhì)富含氯鹽，對鉆孔樁基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的腐蝕和滲透性。特殊工程地質(zhì)條件本區(qū)域軟土層厚40m，起動(dòng)流速低，易流動(dòng)，工程地質(zhì)較為特殊。1.工程概述1.3主要技術(shù)要求使用壽命100年混凝土海工耐久混凝土中心位置偏差不大于100mm孔徑不小于設(shè)計(jì)孔徑傾斜度不大于1%沉淀層厚度不大于200mm清孔后泥漿指標(biāo)相對密度在1.03~1.10之間，粘度在17~20S之間，含砂率小于2%，膠體率大于98%。2.工藝流程3.淺層氣預(yù)排放3.1淺層氣分布及特點(diǎn)可燃性強(qiáng)，有強(qiáng)烈噴發(fā)的可能，分布在標(biāo)高-50m以下的粉細(xì)砂層,不確定因素多氣井分布圖零星放氣井集中放氣井3.淺層氣預(yù)排放3.2.集中排放控制原則均衡放氣原則:緩慢均衡放氣,注重壓力的動(dòng)態(tài)平衡。篩管設(shè)置深度要準(zhǔn)確安全性原則:放氣作業(yè)早于鉆孔作業(yè)一段時(shí)間，注重防火、防噴的措施，不影響主體結(jié)構(gòu)施工經(jīng)濟(jì)性原則:針對本地區(qū)的氣藏特點(diǎn)，借助油氣開采通用設(shè)施和技術(shù)，采用簡易放氣法

3.淺層氣預(yù)排放3.2.集中排放操作要求集中排放在鉆孔樁施工前6個(gè)月進(jìn)行，用打樁船設(shè)置鉆孔及操作平臺(tái)，單井放氣需要2個(gè)月。施工前仔細(xì)核對地質(zhì)資料，對存在淺層沼氣的地段應(yīng)了解沼氣的分布范圍、埋置深度、壓力及儲(chǔ)量大小。在鉆進(jìn)進(jìn)入含氣層時(shí)，采取慢速減壓鉆進(jìn)措施，并加大泥漿比重，加強(qiáng)泥漿護(hù)壁，防止因少量氣體逸出引起孔壁坍塌。3.淺層氣預(yù)排放3.3零星放氣施工零星放氣利用鉆探船拋錨定位直接鉆探放氣4.鉆孔樁快速施工

4.1鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工4.2鋼護(hù)筒施工4.3鉆孔機(jī)械設(shè)備選型4.4鉆進(jìn)工藝4.5鋼筋骨架制作安裝4.6水下混凝土灌注4.7鉆孔樁檢測技術(shù)4.1鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)原則滿足平臺(tái)在風(fēng)、浪、潮作用下的安全要求；（基于標(biāo)準(zhǔn)）有利于平臺(tái)的周轉(zhuǎn)；結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，能和棧橋有互換性；滿足鉆孔施工需要。4.1鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式鉆孔平臺(tái)分為鉆孔區(qū)、施工通道區(qū)和材料堆放區(qū)。基礎(chǔ)采用打入式鋼管樁，縱、橫梁均采用標(biāo)準(zhǔn)的“321”貝雷桁架，上鋪正交異性橋面板。鉆孔平臺(tái)分為2個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)，F(xiàn)01~F17號(hào)墩為深水區(qū)，F(xiàn)18~F108號(hào)墩為淺水區(qū)。深水區(qū)鉆孔平臺(tái)平面布置圖

深水區(qū)鉆孔平臺(tái)側(cè)面圖4.1鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工平臺(tái)施工

鉆孔平臺(tái)鋼管樁基礎(chǔ)采用導(dǎo)向架定位、履帶吊配合振動(dòng)錘進(jìn)行振沉?？v橫貝雷梁利用人工配合履帶吊進(jìn)行施工。橋面板進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)加工后，運(yùn)至現(xiàn)場利用人工配合履帶吊進(jìn)行拼裝。定位架鋼樁定位DZ60振動(dòng)錘液壓夾具鋼管樁基礎(chǔ)鋼樁振動(dòng)下沉321型貝雷梁正交異性板打樁定位架縱橫梁及橋面板鋪設(shè)4.2.持鋼護(hù)筒施蒸工方案比疾選直接錘窮擊下沉慮技術(shù)Φ18列0，重靈24t蓋，長3鞋0m，阿φ24膠0，重占36t竭，長3覺8m受起重規(guī)設(shè)備能卡力限制得，能否貪實(shí)現(xiàn)射水、取胖芯輔助下經(jīng)沉技術(shù)先鉆孔后派下沉技術(shù)4.2.曠鋼護(hù)筒施籮工機(jī)械設(shè)殺備選型鋼護(hù)筒振糕動(dòng)設(shè)備選挪型遵循下寒面的原則艱：振動(dòng)設(shè)蘿備起振力腐大于樁土毅之間的摩對擦力并滿測足最小振箱幅的要求具。滿足起吊敬設(shè)備的吊薯重要求精確計(jì)算互相影響必要振幅A0（cm哈)的確鋸定偏心力予矩K（kg·究cm）的釣確定起振力P0（kg）蔥的確定4.2.謙鋼護(hù)筒施葬工振動(dòng)設(shè)徒備選擇摩計(jì)算參長數(shù)表起重設(shè)備滿足回轉(zhuǎn)智半徑6.美0m時(shí)起耕吊重量大北于樁錘重芝量的原則宇，選擇Q嗚UY80訓(xùn)履帶式起質(zhì)重機(jī)作為自起吊設(shè)備王。4.2.搏鋼護(hù)筒施烏工鋼護(hù)筒振殊沉采用Q們UY8固0履帶太式起重米機(jī)配合邀DZ1旗80型積振動(dòng)錘狹進(jìn)行。鋼護(hù)筒DZ18跑0振動(dòng)鍾敘`液壓夾具定位器4.3碼鉆孔機(jī)械慚設(shè)備選型鉆孔機(jī)械平設(shè)備選型扣遵循如下混原則：①具腳有足夠弱大的轉(zhuǎn)軟盤扭矩絮；(200k輛N·m)②能哥夠滿足坡長大鉆渴孔樁氣充舉反循黃環(huán)要求倘；(氣壓0.店7MPa裂)③可以吳實(shí)現(xiàn)泥漿壯分離功能帖。(含砂堵率2%礎(chǔ)以下)4.3矩鉆孔機(jī)械族設(shè)備選型鉆孔機(jī)舌械主要環(huán)配套設(shè)毅備關(guān)系魚圖選配的鉆銳機(jī)主要技術(shù)參炊數(shù)表鉆機(jī)類型項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)QJ250-1型工程鉆機(jī)KPG-3000型工程鉆機(jī)鉆孔直徑（m）2.53.0鉆孔深度（m）100≤130轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速（r/min）0～260～24轉(zhuǎn)盤扭矩（kN.m）120200排渣方式氣舉反循環(huán)氣舉反循環(huán)主機(jī)功率（kW）75105主機(jī)外形尺寸（m）5.9×4.8×95.9×4.8×9主機(jī)重量（t）3260QJ25勁0-1鉆嚇機(jī)序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)1泥漿分離器ZX-250泥漿處理量：250m3/h。渣料篩分出的渣料含水率：＜30%。處理污漿最大比重：＜1.2；粘度：＜0s；含砂量：＜20%。凈化除砂效率：最大可達(dá)90%以上（-0.074mm粒級(jí)）2泥漿泵4PNL流量：100m3/h；揚(yáng)程：34m；轉(zhuǎn)速：1480r/min；配電動(dòng)機(jī)功率：55kW；效率：46%；葉輪直徑：310mm3空壓機(jī)MH110功率：110kW；轉(zhuǎn)速：800r/min；壓力：1.0MPa；排氣量：17.5m3/min；重量:2640kg與鉆機(jī)相廈配套設(shè)備石主要技術(shù)炎參數(shù)ZX2賴50泥窗漿分離糞器MH11怪0空壓機(jī)4.4.快鉆進(jìn)工藝選擇適啄宜的鉆端機(jī)及配予套設(shè)備域，是快父速施工巡壽的關(guān)鍵深。采用正壟反循環(huán)們鉆進(jìn)工鉤藝，合衣理確定懂正反循拴環(huán)界面伯。泥漿分離軟器凈化泥鑒漿,提高根鉆進(jìn)效率浸。采用不同描鉆速、鉆恥壓，適時(shí)岸調(diào)整泥漿劇性能。保薯持孔內(nèi)液耐面高度，泉加強(qiáng)護(hù)壁灶。鉆孔必共須連續(xù)或進(jìn)行。采用超欣聲波側(cè)泊壁測定叨儀對孔版深、孔偽徑和孔廊形進(jìn)行雄快速檢薪測。二次清孔垮，控制沉斯碴厚度。4.5紹.鋼筋蓬骨架制研作安裝關(guān)鍵工序媽:控制接授頭數(shù)量及船質(zhì)量：①通過遞加大節(jié)執(zhí)長，減料少分節(jié)右數(shù)，最付終減少維接頭數(shù)要量；②提高梢接頭連接痰質(zhì)量，采畜用長線法織施工，提柴高對接精塑度；③加孝快接頭遲連接速階度，經(jīng)絲式對比采初用鋼套賤筒冷擠消壓連接姑。④控制脾套筒擠愛壓壓痕機(jī)質(zhì)量。加快螺歐旋筋卷登制速度棟:發(fā)明茄螺旋筋消卷制機(jī)競技術(shù)接頭型式單面搭接焊接頭套筒冷擠壓接頭錐螺紋接頭鐓粗直螺紋接頭優(yōu)點(diǎn)施工方便，強(qiáng)度能滿足要求，價(jià)格最便宜接頭強(qiáng)度高，施工速度較快，連接方式適應(yīng)性強(qiáng)施工方便，價(jià)格便宜強(qiáng)度高、速度快、應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、用鋼量省缺點(diǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度高，施工速度最慢，鋼材消耗量大擠壓設(shè)備較重、鋼材消耗量偏大、價(jià)格略高接頭強(qiáng)度偏低，質(zhì)量穩(wěn)定性較差前期投入大，價(jià)格最高，對鋼筋籠加工的精度要求高單個(gè)接頭的作業(yè)時(shí)間9min3min2min3min每個(gè)鋼筋籠現(xiàn)場作業(yè)的時(shí)間14h3h2h3h單個(gè)接頭費(fèi)用（元/個(gè)）7.5121516全部接頭的費(fèi)用（元）648300103728012966001383040備注全橋接頭合計(jì)86440個(gè)各種鋼美筋接頭站的優(yōu)缺閃點(diǎn)比較螺旋筋自槍動(dòng)卷制機(jī)加工完?duì)€成的一承節(jié)鋼筋羨籠鋼套筒現(xiàn)擠壓接獨(dú)頭施工4.6.傘水下混凝膝土灌注導(dǎo)管:快返速卡口式椒接頭混凝土獄灌注：攪拌設(shè)備緣瑞(HZS蛙120攪忍拌站2臺(tái)派,8m3/h運(yùn)山輸車5狼臺(tái))控制首慚灌用量福及灌注備過程導(dǎo)紹管埋深海工混幅凝土在朱滿足質(zhì)狀量前提笨下，保勝持工作噸性能(床坍落度勾)灌注總時(shí)始間控制：誤5~8h樁頭高度助控制：溢寬漿口合理皮埋設(shè)高度首灌混凝土灌抬注4.7.漆鉆孔樁檢骨測技術(shù)超聲波昆側(cè)壁檢傅測儀:采用K亞E-4際00超展聲波側(cè)京壁測定振儀測試臭鉆孔的藍(lán)垂直度摸、坍落陰狀況、仇直徑等廢側(cè)壁狀測態(tài)。將姓探測器盞放入孔戒內(nèi)的泥掉漿中，姜即可同胡時(shí)測出怨四個(gè)方刊向的側(cè)灘壁狀態(tài)鉆孔樁袍超聲波帖檢測技去術(shù):采用RS蹤蝶-ST0渠1D(P元)跨孔自拐動(dòng)超聲波獻(xiàn)檢測儀檢餓測樁沿深際度方向的后連續(xù)性，呀缺陷，離子析，夾泥凝等情況，蹲評估混凝制土的質(zhì)量后，并確定覺缺陷的位倍置。自平衡插靜載試頑驗(yàn)技術(shù)僅:把荷載箱埋埋入樁內(nèi)制，將荷載峰箱的高壓陸油管和位朽移棒引到初地面，由察高壓油泵斥向荷載箱旁充油，荷隙載箱將力持傳遞到樁抗身，其上晚部樁身的田摩擦力與欲下部樁身羅的摩擦力溫及端阻力眨相平衡—且—自平衡潤來維持加盛載。4.7娃.鉆孔出樁檢測疼技術(shù)超聲波喜側(cè)壁檢現(xiàn)測儀跨孔自動(dòng)閉超聲波檢謀測儀荷載箱5.實(shí)剛際應(yīng)用媽情況5.實(shí)課際應(yīng)用側(cè)情況序號(hào)工作內(nèi)容工序時(shí)間2鉆孔樁施工鉆孔45h一次清孔2.5h拆除鉆桿及鉆頭6.5h成孔質(zhì)量檢測1h鋼筋籠下放8.5h導(dǎo)管下放2h二次清孔1.5h水下砼灌注7.2h樁基超聲波檢測1.2h孔底壓漿1.6h切割施工鋼護(hù)筒2.4h鑿除樁頭5.2h純鉆孔時(shí)間67h純成樁時(shí)間74.2h5.實(shí)際部應(yīng)用情況序號(hào)砼柱高度(m)灌注方量(m3)每米灌注量(m3/m)擴(kuò)孔系數(shù)備注111.6242.071.17

28.3161.931.0938.8161.821.03411.5242.091.18512.6241.901.0868.0162.01.1379.4242.551.0進(jìn)入鋼護(hù)筒89.5242.531.098.6222.551.0平均值2.161.08合計(jì)88.5190///混凝土灌堵注記錄6.結(jié)束多語/結(jié)論①本文委論述了海宏上長大鉆筐孔樁快速寬施工的整董套技術(shù)，年具有一定頭的特點(diǎn)，好可為類似欺工程提供末借鑒。②我國程幅員遼校闊，隨嘩著國民根經(jīng)濟(jì)的遣發(fā)展，輩類似跨愁海大橋肢基礎(chǔ)施砍工將越庫來越多逼，大力帆推廣與漁應(yīng)用海廚上長大曠鉆孔樁勉快速施昂工技術(shù)察前景廣鴉闊。③淺凳層氣富們集區(qū)海軍上長大歉鉆孔樁賣施工國砍內(nèi)外尚泄無先例楚，集中貓排放與涼零星排沒放相結(jié)復(fù)合，采族用石油竹系統(tǒng)采魄集天然角氣設(shè)備冬進(jìn)行可椅控制放班氣，填春補(bǔ)了該設(shè)項(xiàng)技術(shù)禽的空白款。④采用扣了一系列垃新的檢測概技術(shù)和設(shè)胖備、新的涼鉆孔泥漿迅分離器、被新的導(dǎo)管析卡口技術(shù)罪，可在鉆科孔樁施工臥中推廣使饞用。6.結(jié)束酷語/建議①