溝槽開挖的質(zhì)量通病與防治及固井二界面質(zhì)量現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究

溝槽開挖的質(zhì)量通病及防治(一)邊坡塌方1．現(xiàn)象：在挖槽過程中或挖槽之后，邊坡土方局部或大部分坍塌或滑坡。2．原因分析(1)為了節(jié)省土方，邊坡坡率過陡(不符合規(guī)范規(guī)定)或沒有根據(jù)槽深和土質(zhì)特性建成相應(yīng)坡率的邊坡，致使槽幫失去穩(wěn)定而造成塌方。(2)在有地下水作用的土層或有地面水沖刷槽幫時，沒有預(yù)先采取有效的排、降水措施，土層浸濕，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)凝聚力c和內(nèi)摩擦角β降低，在重力作用下，失去穩(wěn)定而塌方。(3)槽邊堆積物過高，負(fù)重過大，或受外力震動影響，使坡體內(nèi)剪切力增大，土體失去穩(wěn)定而塌方。(4)土質(zhì)松軟，挖槽方法不當(dāng)而造成塌方。3．危害：由于塌方易使地基受到擾動，使下道工序難以進(jìn)行。嚴(yán)重的會影響槽邊以外建筑物的穩(wěn)定和安全，易造成人財(cái)物的損失。4．預(yù)防措施(1)根據(jù)土壤類別，土的力學(xué)性質(zhì)確定適當(dāng)?shù)牟蹘推露?。?shí)施支撐的直槽槽幫坡度一般采用1：0.05。大開槽的槽幫坡度可參照表大開槽槽幫坡度的規(guī)定。大開槽槽幫坡度土壤類別槽幫坡度（高：寬）槽深<3m槽深3～5m砂土1：0.751：1.00亞砂土1：0.501：0.67亞粘土1：0.331：0.5粘土1：0.251：0.33干黃土1：0.201：0.25(2)較深的溝槽，宜分層開挖。人工開挖多層槽的中槽和下槽．機(jī)械開挖直槽時，均需按規(guī)定進(jìn)行支撐以加固槽幫。其支撐形式、方法和適用范圍可參照表支撐方法和適用范圍確定。支撐方法和適用范圍支撐名稱支撐方法適用范圍坡腳短樁打入小短木樁，一半外露，一半在地下，外露部分背面釘上橫木板，然后填土部分地段下部放坡不足，為保護(hù)坡腳，防止坍塌斷續(xù)式水平支撐三至五塊橫板水平放置，緊貼槽幫，方木立靠在橫板上，再用圓木或工具式橫撐頂緊方木濕度較小的粘性類土、槽深小于3m連續(xù)式水平支撐橫板水平密排，緊貼槽幫，方木立靠在橫板上，兩側(cè)同時設(shè)置，用方木或工具式橫撐頂緊方木容易坍塌，但容許支撐的砂性土，槽深在3～5m時連續(xù)式垂直支撐木板密排垂直放置，緊貼兩側(cè)槽幫，用方木水平靠在立板上，以撐木頂緊方木，并用木楔容易坍塌，并需要隨挖隨支撐的砂性土企口板樁支撐挖直槽深50～100cm，將板樁插入導(dǎo)架，沿底槽邊密排，人工用錘打入土內(nèi)隨打隨挖。用方木緊貼板樁，橫撐頂緊方木。挖槽見底后需調(diào)整橫撐位置地下水比較嚴(yán)重，有流砂現(xiàn)象，不能排板，只能隨打板樁隨挖土?xí)r鋼板樁支撐開挖前用打樁機(jī)將槽鋼樁打好，伸入槽底1～1.5m，隨挖土隨加橫撐加固槽深大于4m，有可能坍塌的直槽時(3)掌握天然排水系統(tǒng)和現(xiàn)場排水管道情況，做好地面排水和導(dǎo)流措施。當(dāng)溝槽開挖范圍內(nèi)有地下水時應(yīng)采取排降水措施。將水位降至槽底以下不小于0.5m，并保持到回填土完畢。(4)挖槽土方應(yīng)妥善安排堆存位置。一般情況堆在溝槽兩側(cè)。堆土下坡腳與槽邊的距離應(yīng)根據(jù)槽深、土質(zhì)、槽邊坡來確定。其最小距離為1.0m。若計(jì)劃在槽邊運(yùn)送材料，有機(jī)動車通行時，其最小距離為3.0m，當(dāng)土質(zhì)松軟時不得小于5.0m。(5)溝槽挖方，在豎直方向，應(yīng)自上而下分層，從平面上說應(yīng)從下游開始分段依次進(jìn)行，隨時做成一定坡勢，以利排水。溝槽見底后應(yīng)及時施工下—道工序，以防擾動地基。5．處治方法：溝槽已經(jīng)塌方，要及時將塌方清除，按規(guī)定做支撐加固措施。(二)槽底泡水1．現(xiàn)象：溝槽開挖后槽底土基被水浸泡。2．原因分析；(1)天然降水或其他客水流進(jìn)溝槽。(2)對地下水或淺層滯水，未采取排降水措施或排降水措施不力。(3)危害；槽基被浸泡后，地基土質(zhì)變軟，會大大降低其承載力，引起管渠基礎(chǔ)下沉，造成管渠結(jié)構(gòu)折裂損壞．3．預(yù)防措施：(1)雨季施工，要將溝槽四周疊筑閉合的土埂，必要時要在埂外開挖排水溝，防止客水流入槽內(nèi)。(2)下水道接通河道或接入舊雨水管渠的溝段，開槽應(yīng)在枯水期先行施工，以防下游水倒灌入溝槽。(3)在地下水位以下或有淺層滯水地段挖槽，應(yīng)使排水溝，集水井或各種井點(diǎn)排降水設(shè)備經(jīng)常保持完好狀態(tài)，保證正常運(yùn)行。(4)溝槽見底后應(yīng)隨即進(jìn)行下一道工序，否則，槽底以上可暫留20cm土層不予挖出，作為保護(hù)層。4．治理方法：(1)溝槽已被泡水，應(yīng)立即檢查排降水設(shè)備，疏通排水溝，將水引走、排凈。(2)已經(jīng)被水浸泡而受擾動的地基土，可根據(jù)具體情況處治。當(dāng)土層擾動在10cm以內(nèi)時，要將擾動土挖出，換填級配砂石或碎石夯實(shí)；當(dāng)土層擾動深度達(dá)到30cm但下部堅(jiān)硬時，要將擾動土挖出，換填大卵石或塊石，并用碎石填充空隙，將表面找平夯實(shí)。(三)槽底超挖1．現(xiàn)象：所開挖的溝槽槽底，普遍或局部或個別處低于設(shè)計(jì)高程，即槽底設(shè)計(jì)高程以下土層被挖除或受到松動或擾動。2．原因分析：(1)測量放線的錯誤，造成超挖。(2)采用機(jī)械挖槽時，司駕人員或指揮、操作人員控制不嚴(yán)格，局部多挖。3．危害：(1)超挖部分要回填夯實(shí)，造成工力浪費(fèi)。(2)回填夯實(shí)的原土或其他材料的密實(shí)度，均不如原狀土均勻，易造成不均勻沉降。4．預(yù)防措施：(1)加強(qiáng)技術(shù)管理、認(rèn)真落實(shí)測量復(fù)核制度，挖槽時，要設(shè)專人把關(guān)檢驗(yàn)。(2)使用機(jī)械挖槽時，在設(shè)計(jì)槽底高程以上預(yù)留20cm土層，待人工清挖。5．治理方法：(1)干槽超挖在15cm以內(nèi)者，可用原土回填夯實(shí)，其密實(shí)度不應(yīng)低于原地基天然土的密實(shí)度。(2)干槽超挖在15cm以上者；可用石灰土處理，其密度不應(yīng)低于輕型擊實(shí)時95％。(3)槽底有地下水，或地基土地含水量較大，不適于加夯時，可用天然級配砂石回填。(四)槽底土基受凍1．現(xiàn)象：進(jìn)入冬季挖槽，當(dāng)日平均氣溫在5℃或5℃以下，或日最低氣溫在0℃或0℃以下時，挖至槽底未采取肪護(hù)措施，槽底土基受凍。2．原因分析：冬季挖槽見底后，沒有在當(dāng)日進(jìn)行下道工序施工，又未采用覆蓋防凍措施。3．危害：遭受凍結(jié)的土層較原狀土體積增大，在回暖后，凍土層融化，產(chǎn)生融沉。融沉?xí)r的變形包括沉陷變形和負(fù)荷壓縮變形兩種。因此，槽底土層凍結(jié)，往往是形成管渠基礎(chǔ)不均勻沉降，造成結(jié)構(gòu)斷裂的潛在原因。4．預(yù)防措施：(1)當(dāng)挖槽見底后，若不能立即進(jìn)行下道工序時，應(yīng)保留30cm挖松的土層，以作為防護(hù)層。(2)當(dāng)日最低氣溫在0℃或0℃以下時，溝槽見底，可用單層塑料布、單層或多層草簾覆蓋槽底。5．治理方法：將槽底結(jié)凍的土層全部挖出，根據(jù)凍層厚度及擾動深度，可參照(三)的處治方法處理。(五)溝槽斷面不符合要求1．現(xiàn)象：溝槽坡腳線不直順，槽幫坡度過陡，槽底寬度尺寸不夠。2．原因分析：(1)施工技術(shù)人員在編制施工組織設(shè)計(jì)之前沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求，沒有充分了解挖指地段的土質(zhì)、地下構(gòu)筑物、地下水位以及施工環(huán)境等情況，所確定的挖槽斷面不合理。(2)挖槽的操作人員或機(jī)械開槽的司駕人員不按要求的開槽斷面施工，又管理不力，一味圖省工、省力。3．危害：大量的施工實(shí)踐證明，不合理的窄槽、陡槽是人身傷亡事故的直接禍根，是影響操作造成工程質(zhì)量低劣的重要原因。4.預(yù)防措施：(1)施工技術(shù)人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范，充分了解施工環(huán)境。在研究確定挖槽斷面時，既要考慮少挖土、少占地，更要考慮方便施工，確保生產(chǎn)安全和工程質(zhì)量，做到開槽斷面合理。(2)開槽斷面系由槽底寬、挖探、槽層、各層邊坡坡率以及層間留臺寬度等因素確定。槽底寬度，應(yīng)為管道結(jié)構(gòu)寬度加兩側(cè)工作寬度。管道結(jié)構(gòu)每側(cè)工作寬度管道結(jié)構(gòu)寬（mm）每側(cè)工作寬度（m）金屬管道及磚溝非金屬管道200～5000.30.4600～10000.40.51100～15000.60.61600～20000.80.8注：1.有外防水的磚溝，每側(cè)的工作寬度宜取0.8m；2.管側(cè)還土采用機(jī)械夯實(shí)時，每側(cè)工作寬度應(yīng)能滿足機(jī)械安全操作的需要；3.現(xiàn)澆混凝土溝，每側(cè)工作寬度在施工方案中確定；4.管道結(jié)構(gòu)寬度：無管座者按外皮計(jì)算，有管座者按管座外皮計(jì)算，磚溝按墻外皮計(jì)算，有碎石基礎(chǔ)的按碎石外邊計(jì)算；5.有支撐時，工作寬度指結(jié)構(gòu)外皮至撐板的凈寬；6.采用邊溝排水時，視降水級別，每側(cè)另加0.3～0.5m。(3)操作人員要按照技術(shù)交底中合理的開槽斷面和施工操作規(guī)程施工。5．治理方法：(1)在只有槽底寬度較窄，不影響生產(chǎn)安全的情況下，在槽底部兩側(cè)削挖坡腳，加設(shè)短木護(hù)樁，使槽底寬度達(dá)到要求。(2)對于危及人身安全或嚴(yán)重影響操作，難以保證工程質(zhì)量的不符合要求的槽寬，可在慎重研究，采取安全措施后，另行劈槽，直到符合標(biāo)推為止。(六)堆土不符合規(guī)定1．現(xiàn)象：土方堆放位置不妥當(dāng)，槽邊堆土超高，推土堵塞排水出路，堵塞施工通道；嚴(yán)重時在已安裝的管道上、蓋板方溝上超高堆土。2．原因分析：(1)管渠工程土方堆放問題，在施工管理人員中是常常被忽視的。(2)施工管理人員、操作人員對堆土的有關(guān)規(guī)定不熟悉，或雖知道，但執(zhí)行、落實(shí)不堅(jiān)決不徹底。3、危害：(1)槽邊堆土超高；靠近槽邊堆土，加大對槽幫的土壓力，易造成坍槽．危及操作人員安全和管渠結(jié)構(gòu)安全。(2)堆土靠近槽邊不留通道；一則影響施工材料、設(shè)備運(yùn)輸；二則遇風(fēng)吹、雨沖或其他震動，堆土易溜入槽內(nèi)，影響施工操作，影響工程質(zhì)量。(3)在已完工的管渠上超高堆土，易使管道結(jié)構(gòu)壓裂、渠道蓋板壓斷。(4)在房根、墻根超高堆土，由于土的側(cè)壓力特別在雨水將堆土浸濕下沉，側(cè)壓力驟增時)超過墻體允許的側(cè)壓力，易壓倒房墻。4．預(yù)防措施：(1)在開槽挖土之前，施工技術(shù)人員要根據(jù)施工環(huán)境、施工季節(jié)和作業(yè)方式，制定安全、易行、經(jīng)濟(jì)合理的堆土、棄土、運(yùn)土、存土的施土方案。并作詳細(xì)的施工技術(shù)交底。(2)全面熟悉和認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)堆土的規(guī)定。(3)在回填的管道上堆土，其堆土高度與管道現(xiàn)有覆土深度之和不得大于該管道設(shè)計(jì)上允許的覆土深度。普通混凝土和鋼筋混凝土排水管一般不超過6m，管壁加厚加重鋼筋混凝土管一般不超過12m。5．治理方法：對不符合規(guī)定的堆土，要根據(jù)具體情況，采取補(bǔ)救措施進(jìn)行處理。嚴(yán)重違犯規(guī)定的要重新整治或裝運(yùn)倒除。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

固井二界面質(zhì)量現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究石油工程學(xué)院石油工程講師石油工程學(xué)院20**6

SouthwestPetroleumUniversityGraduationThesis

Qualitystatusofthesecondcementinginterfaceandexperimentaltechniquesresearch2005PetroleumEngineeringOil/GasStorageandTransportationEngineeringthesecondinterfaceofcementing

摘要固井質(zhì)量一直是石油勘探開發(fā)中備受關(guān)注的問題，它對特殊工藝井鉆井、油水井開采壽命和勘探開發(fā)效益有直接的影響。固井質(zhì)量問題的最主要根源是固井二界面失效，因此對二界面膠結(jié)狀況的研究是十分必要的。對二界面更深層更內(nèi)涵更實(shí)用的概括和闡釋為固井二界面封固系統(tǒng)，它是指由水泥漿、死泥漿、濾餅和地層壁面四部分構(gòu)成的一個固化膠結(jié)整體。固井質(zhì)量（主要是二界面的膠結(jié)質(zhì)量）影響因素眾多，包括地層特性、鉆采方面、水泥(石)漿以及其它方面。從微觀上講，二界面膠結(jié)質(zhì)量主要存在兩個問題：(微)環(huán)隙和(微)裂縫。文中我們介紹了從提高頂替效率、多功能鉆井液的應(yīng)用、前置液的應(yīng)用、多功能水泥漿的應(yīng)用和MTC技術(shù)的應(yīng)用幾個方面來改善二界面的膠結(jié)質(zhì)量。評價二界面質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方法多而雜，而且尚處于研究階段，所以只對常用的VDL和SBT等方法做了簡要介紹。關(guān)鍵詞：固井；二界面；膠結(jié)質(zhì)量；影響因素；實(shí)驗(yàn)方法。西南石油大學(xué)20**屆本科畢業(yè)論文３謝辭本論文是在導(dǎo)師唐欣的悉心指導(dǎo)下完成的，從選題到結(jié)題，從理論研究驗(yàn)方案的確定，直至論文的撰寫無不浸透著導(dǎo)師的心血。在論文完成之際，首先對導(dǎo)師唐欣表示最真誠的感謝。感謝唐老師在我的研究課題上悉心指導(dǎo)、在學(xué)術(shù)上的嚴(yán)格要求。唐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、實(shí)事求是的工作作風(fēng)、寬以待人的處事風(fēng)格使學(xué)生受益匪淺，將一直激勵著學(xué)生在未來的工作學(xué)習(xí)中實(shí)事求是、積極進(jìn)取。同時感謝論文編寫期間所有給于我關(guān)心、幫助和指導(dǎo)的人。參考文獻(xiàn)[1]弓玉杰，吳廣興，萬發(fā)明，李波.固井二界面問題的初步分析與試驗(yàn)研究.石油鉆采工藝，1998，20（6）:1-5.[2]顧軍，高興原，劉洪.油氣井固井二界面封固系統(tǒng)及其破壞模型.天然氣工業(yè)，2006，26（7）：74-76.[3]顧軍，高德利，石鳳歧，陳道元，李澤林.論固井二界面封固系統(tǒng)及其重要性.鉆井液與完井液，2005，22（2）：1-4.[4]CowanKM,HaleAH,etal.ConversionofDrillingFluidstoCementsWithBlastFurnaceSlag:PerformancePropertiesandApplicationsforWellCementing.SPE24575,1992.[5]UdayA.Tare.etal:InvestigationofBlastFurnaceSlagAdditiontoWater-BasedFluidsforReductionFormations,SPE47800，1998.[6]NahmJJ,JavanmardiK,etal.SlagMixMudConversionCementingTechnology:ReductionofMudDisposalVolumesandManagementofRig-SiteDrillingWastes.SPE25988,1993.[7]黃河福.MTC技術(shù)理論與應(yīng)用研究[D].中國石油大學(xué)，2007.[8]韓玉安，孫艷龍，王洪潮，王軼軍.國內(nèi)外振動固井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀.鉆采工藝，2000，23：（4）：1-4.[9]步玉環(huán)，王瑞和，穆海朋.纖維水泥改善固井質(zhì)量研究.石油鉆采工藝，2003，25(5):1-4.[10]張興國，高興原，馮明.固井質(zhì)量影響因素分析[J].鉆采工藝，2002，25(2)：1-5.[11]史曉梅.固井質(zhì)量變化的影響因