浙江淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔灌注樁施工技術

淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔樁

快速施工技術xx集團有限公司【摘要】xx灣海域具有復雜多變的海洋水文地質條件，淺層氣富集區(qū)海上長大鉆孔樁施工國內外尚無先例，是對鉆孔樁施工的重大挑戰(zhàn)。為保證鉆孔質量，減少鉆孔事故，需要連續(xù)快速作業(yè)，該技術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工程特點及難點風速大風速(≥8級)經常發(fā)生，7-9月是xx灣臺風頻發(fā)期。波浪高浪高可達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)海水經常出現(xiàn)流向多變的紊流。1.工程概述1.2工程特點及難點水流流速大、沖刷力強水流流速大,將對鉆孔平臺鋼管樁基礎和鋼護筒造成較大的沖刷。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。海水強腐蝕性xx灣水質富含氯鹽，對鉆孔樁基礎具有很強的腐蝕和滲透性。特殊工程地質條件本區(qū)域軟土層厚40m，起動流速低，易流動，工程地質較為特殊。1.工程概述1.3主要技術要求使用壽命100年混凝土海工耐久混凝土中心位置偏差不大于100mm孔徑不小于設計孔徑傾斜度不大于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.淺層氣預排放3.1淺層氣分布及特點可燃性強，有強烈噴發(fā)的可能，分布在標高-50m以下的粉細砂層,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,注重壓力的動態(tài)平衡。篩管設置深度要準確安全性原則:放氣作業(yè)早于鉆孔作業(yè)一段時間，注重防火、防噴的措施，不影響主體結構施工經濟性原則:針對本地區(qū)的氣藏特點，借助油氣開采通用設施和技術，采用簡易放氣法

3.淺層氣預排放3.2.集中排放操作要求集中排放在鉆孔樁施工前6個月進行，用打樁船設置鉆孔及操作平臺，單井放氣需要2個月。施工前仔細核對地質資料，對存在淺層沼氣的地段應了解沼氣的分布范圍、埋置深度、壓力及儲量大小。在鉆進進入含氣層時，采取慢速減壓鉆進措施，并加大泥漿比重，加強泥漿護壁，防止因少量氣體逸出引起孔壁坍塌。3.淺層氣預排放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鉆孔平臺設計與施工4.2鋼護筒施工4.3鉆孔機械設備選型4.4鉆進工藝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4.1鉆孔平臺設計與施工設計原則滿足平臺在風、浪、潮作用下的安全要求；（基于標準）有利于平臺的周轉；結構標準化、模塊化，能和棧橋有互換性；滿足鉆孔施工需要。4.1鉆孔平臺設計與施工平臺結構形式鉆孔平臺分為鉆孔區(qū)、施工通道區(qū)和材料堆放區(qū)?；A采用打入式鋼管樁，縱、橫梁均采用標準的“321”貝雷桁架，上鋪正交異性橋面板。鉆孔平臺分為2個區(qū)域設計，F(xiàn)01~F17號墩為深水區(qū)，F(xiàn)18~F108號墩為淺水區(qū)。深水區(qū)鉆孔平臺平面布置圖

深水區(qū)鉆孔平臺側面圖4.1鉆孔平臺設計與施工平臺施工

鉆孔平臺鋼管樁基礎采用導向架定位、履帶吊配合振動錘進行振沉?？v橫貝雷梁利用人工配合履帶吊進行施工。橋面板進行模塊設計加工后，運至現(xiàn)場利用人工配合履帶吊進行拼裝。定位架鋼樁定位DZ60振動錘液壓夾具鋼管樁基礎鋼樁振動下沉321型貝雷梁正交異性板打樁定位架縱橫梁及橋面板鋪設4.2.持鋼護筒施蒸工方案比疾選直接錘窮擊下沉慮技術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)設備能卡力限制得，能否貪實現(xiàn)射水、取胖芯輔助下經沉技術先鉆孔后派下沉技術4.2.曠鋼護筒施籮工機械設殺備選型鋼護筒振糕動設備選挪型遵循下寒面的原則艱：振動設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。滿足起吊敬設備的吊薯重要求精確計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.謙鋼護筒施葬工振動設徒備選擇摩計算參長數(shù)表起重設備滿足回轉智半徑6.美0m時起耕吊重量大北于樁錘重芝量的原則宇，選擇Q嗚UY80訓履帶式起質重機作為自起吊設備王。4.2.搏鋼護筒施烏工鋼護筒振殊沉采用Q們UY8固0履帶太式起重米機配合邀DZ1旗80型積振動錘狹進行。鋼護筒DZ18跑0振動鍾敘`液壓夾具定位器4.3碼鉆孔機械慚設備選型鉆孔機械平設備選型扣遵循如下混原則：①具腳有足夠弱大的轉軟盤扭矩絮；(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可以吳實現(xiàn)泥漿壯分離功能帖。(含砂堵率2%礎以下)4.3矩鉆孔機械族設備選型鉆孔機舌械主要環(huán)配套設毅備關系魚圖選配的鉆銳機主要技術參炊數(shù)表鉆機類型項目技術參數(shù)QJ250-1型工程鉆機KPG-3000型工程鉆機鉆孔直徑（m）2.53.0鉆孔深度（m）100≤130轉盤轉速（r/min）0～260～24轉盤扭矩（kN.m）120200排渣方式氣舉反循環(huán)氣舉反循環(huán)主機功率（kW）75105主機外形尺寸（m）5.9×4.8×95.9×4.8×9主機重量（t）3260QJ25勁0-1鉆嚇機序號設備名稱規(guī)格型號主要技術參數(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90%以上（-0.074mm粒級）2泥漿泵4PNL流量：100m3/h；揚程：34m；轉速：1480r/min；配電動機功率：55kW；效率：46%；葉輪直徑：310mm3空壓機MH110功率：110kW；轉速：800r/min；壓力：1.0MPa；排氣量：17.5m3/min；重量:2640kg與鉆機相廈配套設備石主要技術炎參數(shù)ZX2賴50泥窗漿分離糞器MH11怪0空壓機4.4.快鉆進工藝選擇適啄宜的鉆端機及配予套設備域，是快父速施工巡壽的關鍵深。采用正壟反循環(huán)們鉆進工鉤藝，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,提高根鉆進效率浸。采用不同描鉆速、鉆恥壓，適時岸調整泥漿劇性能。保薯持孔內液耐面高度，泉加強護壁灶。鉆孔必共須連續(xù)或進行。采用超欣聲波側泊壁測定叨儀對孔版深、孔偽徑和孔廊形進行雄快速檢薪測。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鍵工序媽:控制接授頭數(shù)量及船質量：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質量。加快螺歐旋筋卷登制速度棟:發(fā)明茄螺旋筋消卷制機競技術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)點施工方便，強度能滿足要求，價格最便宜接頭強度高，施工速度較快，連接方式適應性強施工方便，價格便宜強度高、速度快、應用范圍廣、適應性強、性能穩(wěn)定、用鋼量省缺點勞動強度高，施工速度最慢，鋼材消耗量大擠壓設備較重、鋼材消耗量偏大、價格略高接頭強度偏低，質量穩(wěn)定性較差前期投入大，價格最高，對鋼筋籠加工的精度要求高單個接頭的作業(yè)時間9min3min2min3min每個鋼筋籠現(xiàn)場作業(yè)的時間14h3h2h3h單個接頭費用（元/個）7.5121516全部接頭的費用（元）648300103728012966001383040備注全橋接頭合計86440個各種鋼美筋接頭站的優(yōu)缺閃點比較螺旋筋自槍動卷制機加工完爛成的一承節(jié)鋼筋羨籠鋼套筒現(xiàn)擠壓接獨頭施工4.6.傘水下混凝膝土灌注導管:快返速卡口式椒接頭混凝土獄灌注：攪拌設備緣瑞(HZS蛙120攪忍拌站2臺派,8m3/h運山輸車5狼臺)控制首慚灌用量福及灌注備過程導紹管埋深海工混幅凝土在朱滿足質狀量前提笨下，保勝持工作噸性能(床坍落度勾)灌注總時始間控制：誤5~8h樁頭高度助控制：溢寬漿口合理皮埋設高度首灌混凝土灌抬注4.7.漆鉆孔樁檢骨測技術超聲波昆側壁檢傅測儀:采用K亞E-4際00超展聲波側京壁測定振儀測試臭鉆孔的藍垂直度摸、坍落陰狀況、仇直徑等廢側壁狀測態(tài)。將姓探測器盞放入孔戒內的泥掉漿中，姜即可同胡時測出怨四個方刊向的側灘壁狀態(tài)鉆孔樁袍超聲波帖檢測技去術:采用RS蹤蝶-ST0渠1D(P元)跨孔自拐動超聲波獻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量后，并確定覺缺陷的位倍置。自平衡插靜載試頑驗技術僅:把荷載箱埋埋入樁內制，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超聲波喜側壁檢現(xiàn)測儀跨孔自動閉超聲波檢謀測儀荷載箱5.實剛際應用媽情況5.實課際應用側情況序號工作內容工序時間2鉆孔樁施工鉆孔45h一次清孔2.5h拆除鉆桿及鉆頭6.5h成孔質量檢測1h鋼筋籠下放8.5h導管下放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切割施工鋼護筒2.4h鑿除樁頭5.2h純鉆孔時間67h純成樁時間74.2h5.實際部應用情況序號砼柱高度(m)灌注方量(m3)每米灌注量(m3/m)擴孔系數(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進入鋼護筒89.5242.531.098.6222.551.0平均值2.161.08合計88.5190///混凝土灌堵注記錄6.結束多語/結論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，年具有一定頭的特點，好可為類似欺工程提供末借鑒。②我國程幅員遼校闊，隨嘩著國民根經濟的遣發(fā)展，輩類似跨愁海大橋肢基礎施砍工將越庫來越多逼，大力帆推廣與漁應用海廚上長大曠鉆孔樁勉快速施昂工技術察前景廣鴉闊。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外尚泄無先例楚，集中貓排放與涼零星排沒放相結復合，采族用石油竹系統(tǒng)采魄集天然角氣設備冬進行可椅控制放班氣，填春補了該設項技術禽的空白款。④采用扣了一系列垃新的檢測概技術和設胖備、新的涼鉆孔泥漿迅分離器、被新的導管析卡口技術罪，可在鉆科孔樁施工臥中推廣使饞用。6.結束酷語/建議①