时间:2023-02-10 05:38:24
序论:在您撰写钻前施工总结时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:钻前;技术资料;问题;解决办法
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
Abstract: the drilling technology material is drilling before construction before construction process in technology, quality records, before drilling engineering is a reflection of the inner quality of important documents. In northeastern sichuan before drilling engineering construction technical data in some of the most common existence reorganize questions, such as: write not timely, content not complete, fill out is not standard, puts forward the method to solve it.
Key words: before drilling; Technical data; Problem; solution
钻前工程施工技术资料应由施工企业按照国家及企业的有关建筑法规、档案管理规定、质量检验标准和设计要求随同工程进度同步收集、填写、整理、编制,做到齐全、准确、真实、可信。作者参与了许多川东北钻前工程的竣工验收和技术资料的整理归档,发现绝大多数施工企业提交的施工技术资料都或多或少存在问题,给工程结算及日后施工技术资料的可追溯性带来不便。
一、川东北钻前工程施工技术资料中存在的问题:
钻前施工技术资料的形成过程较复杂多样,不仅受到施工企业内部各种条件的制约,而且受到勘察、设计、监理、业主及供应商等多方面的影响。因此,出现的问题也是形态各异。根据作者所掌握的情况,可将钻前工程施工技术资料中存在的问题归纳为以下五个方面:
(一)编写不及时。部分施工企业对资料编制工作不重视,未设专职资料员,或资料员不够专业,缺乏经验。作为项目负责人对人员安排不当,使资料编制工作严重落后于工程进度。如:在元坝**井钻前工程施工过程中,钻机基础已全部施工完毕,但地基验槽记录还未填写;污水池已做承压试验,但钢筋隐蔽记录还未签字等。其后果是工程验收时才突击整理,往往是粗编滥造,漏洞百出。
(二)内容不全。一个完整的钻前工程施工技术资料应包括工程施工组织设计、技术交底、隐蔽工程验收记录、HSE施工记录、应急预案、材料、构配件、设备出厂合格证及质量检验报告单、施工日志、竣工总结、分部分项工程验收记录、施工图纸、晴雨表、土地资料、施工图片等。由于部分企业对资料编制工作不够重视,管理不善、制度不严、责任不清及相关人员素质较差等,该收集的资料未收集;该做的试验没有做;该填写的表格没有填写;应该签字的没有签字;这些都导致资料的不完整。如:普光**井钻前工程竣工资料无合同内工作量核定单、无竣工图纸、无HSE总结及应急预案等。
(三)填写不规范。有的资料员在编制竣工资料前未认真研究表格的填写要求,盲目填写,过于笼统。部分资料员对工程情况不清楚,也未到过施工现场,凭主观想象填写。甚至部分资料员未采用规范表格,私自设计表格,且减少了监理签字栏。结果是资料不能满足要求,不能真实反映工程的实际情况,未经过监理审查同意。如:元陆**井钻前工程施工技术资料的工作量签证单中第2条为:“清运水塘中淤泥4550方。”没有写明清运的原因;清运的淤泥运距未注明;是否有占地赔偿等也未提及。且其工作量签证单中有多处监理签字是代签。对日后结算工作非常不利。
(四)内容的真实性不够。有些资料员在编制竣工资料时,捏造数据、移花接木,甚至弄虚作假,不能真实反映工程质量状况。如:元陆**井竣工资料应急预案的标题还是龙深**井钻前工程应急预案,很明显的抄袭。
(五)错别字多,语句不通顺。部分资料员粗心大意,未认真填写表格,出现错别字,部分语句不通顺。如:元坝**井钻前工程工作量核定单:“井圈混凝土及护壁混凝土其混凝土标高采用C20,厚度均为200m。”出现了较为明显的错误,不仅有错别字,语句不通顺,而且也明显缺乏施工专业知识。
二、存在问题的原因分析
(一)意识薄弱、重建设、轻资料。由于对资料编制规定、归档要求、档案法的认知程度不够,部分企业项目负责人资料意识薄弱,片面追求经济效益,重建设、轻资料。
(二)管理制度不健全。虽然各施工企业均建立了相应的资料管理方面的制度,但都不是很健全,且未严格落实到位,难以保证资料编制工作的有效开展。
(三)人员素质不高。一是施工单位技术力量薄弱,管理水平差;二是建设和监理单位人员专业技术及管理水平也有待提高,缺乏责任心,对现场签证资料把关不严;三是在钻前工程施工现场人员要么懂技术不懂资料,要么懂资料不懂技术,缺乏即懂技术又会做资料的复合型人才。
(四)过程控制不到位。资料编制与施工进度不相符,部分资料员在资料编制过程中“闭门造车”,一方面对工程进度不了解,资料的内容不能与实际的施工进度情况相符;另一方面,不熟悉钻前工程施工工艺流程,缺乏经验。
三、解决办法:
(一)统一思想,提高意识。首先施工企业现场负责人应加强自身对资料管理重要性的认识。在钻前工程开工前,施工企业现场负责人应高度重视和加强资料管理,要求现场施工员、资料员等学习资料管理知识和施工过程中原始资料收集方法及对竣工资料整编、工程项目验收的基本要求,使他们在开工前就了解资料管理的重要性,具备较强的资料管理意识,为做好竣工资料提交及备案打下基础。
(二)加强培训,提高水平。在钻前工程施工中,做为资料编制主体单位的施工企业应注重资料管理和整编方面的培训。一是要加强对资料员的专业培训,使他们掌握资料管理的有关规定和要求,在日常工作中按高标准整理好基础资料;二是对现场施工人员进行资料管理方面的培训,培养一批即懂资料管理又懂技术的复合型人才,促进资料归档工作的规范开展。
(三)健全制度,落实责任。一是钻前工程施工前就要建立和完善以档案管理责任制为核心的工程竣工资料管理办法,明确各岗位人员职责分工,制定统一的资料编制要求和细则,规范工程竣工资料的管理;二是建设单位和监理单位人员在施工中应严格落实验收签证有关制度。工程验收时通过签证等方法,集中检查原始资料整理情况,资料符合规定时才予以结算,运用经济杠杆的作用,促进施工企业抓好竣工资料管理工作。
(四)过程参与,同步管理。要严格落实资料编制工作“三同步”管理制度,即工程开工与竣工资料收集同步,工程施工过程与竣工资料形成同步,工程完工验收与竣工资料验收同步。资料管理人员要始终参与整个工程的建设和竣工验收全过程,从源头保证竣工资料的质量。
关键词:石油企业;钻前工程;项目风险管理
中图分类号:C29文献标识码: A
根据石油钻前工程的项目管理阶段分化,以及相关项目风险的标准,该项目的风险管理主要包括施工项目的施工过程。石油钻前工程的风险管理,主要是针对工程项目在施工过程中,承包商所面临的进度风险。从工程项目承包商的角度出发,相关人员要重点对钻前工程项目目标进度的实现进行管理,并遵守相关原则,使工程项目更安全有效的进行。
一、石油钻前工程项目
按照规定的时间和石油钻前工程的相关要求和投资预算,钻前工程项目要进行井位勘探、征用土地、修建道路以及供电通水等工作,并做好防冻和保温措施,妥善进行钻机的安装工作,准备好工程的钻具和材料[1]。该项目是油田建设中的主要工程建设项目,并涉及了多个建设部门,属于一项非常复杂的野外工程项目,有较大的施工风险。所以石油项目管理人员非常重视钻前工程的风险管理工作。
工期时间短、投资较大、参与主体较多时,石油钻前工程的主要特点。石油钻前工程会受到工程环境的影响,例如当地的社会和自然环境,尤其是气候变化会直接影响工程建设的各个部门。石油钻前工程的可利用资源是十分有限的,并且是一次性施工,所以施工人员在施工过程中,要节约资源,可持续发展;石油钻前工程十分不稳定,并要求较高的技术含量,所以相关单位要考虑这方面因素,指派施工人员,确保钻前工程不会增加风险。
二、石油钻前工程的风险管理
(一)施工实例
以某段井公路为例,其长度为4.157km,该工程中的钻前工程主要分为两个阶段,公路工程师第一阶段,包括JD1-JD79,公路总长度为3.844km;井场工程为钻前工程的第二阶段。在整个钻前工程中,共有2出恢复地方公路,并在搭线位置设置了1座100cmX60cm的洞口涵洞。施工人员将施工中的地面污水汇聚到场外的污水池中,然后将一座100cmX60cm的涵洞设置在岩屑池边。
(二)项目风险的特点
在实际施工中,石油钻前工程可能会出现延误和增加成本的问题,其中包含了很大的风险,所以施工人员应掌握项目风险的特点,能够及时发现风险,并采取合理的措施解决。
钻前工程项目风险具有一定不确定性,因为该工程项目经常因为时间和地点出现变化,甚至在一定影响下,工程类型也会出现变更,这种情况造成项目风险也产生一些差异。不同类型的风险的危害程度也有一定不同[2]。在施工过程中,钻前工程没有固定类型,根据石油工程建设的具体情况,该项目复杂多变,这种情况促使施工人员选择柔性和动态的风险方式。
石油钻前工程具有多变性和客观性的特点。因为该项目可有很多不同的工作层面和工作流程,所以工作面或子项目容易发生风险,并会影响到其他系统工程。在整个石油工程中,风险并不是单一性的,而是变化的,复杂的。所以施工人员在进行钻前工程建设的过程中,要综合分析定性和定量两个方向,确保风险管理达到应有的效果。石油钻前工程多是野外工程,经常手打送自然因素的影响,所以施工人员应注意不要以人的意志发生转移。在整个项目施工过程中,风险存在很多方面,并且难以消除,所以施工人员应采用科学有效的方法,尽量降低风险,并通过有效的措施,将项目风险带来的施工损失降至最低。
项目风险主要指的是钻前工程项目在施工中遇到的风险,要对其进行管理,主要是进行识别和应对,通过科学合理的管理手段,使项目能够实现安全的最大化。项目风险主要由管理人员进行监督和处理各种风险,减少风险对项目的不利影响。
(三)项目风险的管理过程
项目风险管理的工作流程是密不可分的,共同形成了项目风险管理的整个循环。为了更好的对整个钻前工程项目的风险进行管理,确保组织者能够正常进行相关操作,相关管理人员要结合风险管理的理论和流程的具体情况,并制定合理的石油钻前工程项目建设流程,确保风险管理能够向长期化和制度化发展[3]。
管理人员首先要明确石油钻前工程项目的风险管理组织,并指派总负责精力,对施工单位以及承包方的管理机制进行管理;然后对石油钻前工程的前期情况进行调查,并结合风险管理的基础,对石油钻前工程建设存在的问题进行正确分析;最后选择科学有效的管理方法,保证整个系统工程得到较好的管理。项目风险的管理效果会根据前期调查的情况和深度有所影响,具体流程如下图所示:
图1:风险管理流程示意图
管理人员对石油钻前工程的风险进行评估和分析,并调查项目的风险情况,总结大量信息,评估钻前工程的可能风险,并通过项目经理指导,运用技术、设备和工程设计等方面,组织管理人员共同参与,并进行项目的风险评估工作,其中要注意的事项有:
风险的类型和来源是管理人员需要重点关注的方面,尤其是项目的总体风险,还有总体风险发生的几率以及可能发生的时间[4]。管理人员要预估项目风险可能发生的时间和危害程度,总结总体风险的相关危害,并找寻突破口,明确项目工程建设投资预算的主要风险。
石油钻前工程风险管理主要分为预防和应急两种,管理人员针对风险预防,采用的应对措施是定期安排石油钻前工程的安全教育工作,并制定项目道路工程和电网工程的相关安全规划,以及钻前工程的安全操作制度。石油企业所在行政管理单位应及时与相关部门进行协商,并规定合理的工程项目施工的安全施工保障条例,预防可能出现自然风险,并根据实际情况,消除工程项目中存在的危害。管理人员要做好排水工程等工程项目的预防工作,并规范石油钻前工程建设的风险管理规划。
例如管理人员要确定石油钻前工程的风险管理的总体项目和风向目标,根据项目施工的设计规范,预算工程项目的总体投资和分项工程的投资额度。管理人员可以通过相应的技术手段和质量标准,对项目中风险进行有效控制,这是钻前工程项目风险管理的主营依据。管理人员要明确石油钻前工程项目风险的应对措施和主要方法,应对项目中存在的重大风险和总体性风险[5]。管理人员要明确钻前工程的财务预算的标准和指标,并指派项目管理的总责任人和分项管理负责人,进行具体安排。
结束语
通过上文对石油钻前工程项目风险管理的研究,可以得知,石油钻前工程的风险管理对工程的安全有效进行。通过案例分析,掌握石油钻钱工程项目可能出现的危险源,并预估项目的风险的影响因素,制定出简单实用,科学合理的应对措施。相关人员通过对施工整体过程的监督,采取合理的方法,使工程项目的风险能最大限度的减少,提高项目风险管理中的监控措施的管理效率,这种方式对降低风险出现几率有重要作用,能够有效保证钻前工程的整体效益的提高。
参考文献:
[1]王金刚.国际石油工程项目风险管理存在问题及对策[J].行政事业资产与财务,2014(4):167-168.
[2]刘晓光,李爽.国际石油工程项目风险管理问题及对策的分析[J].科技创新与应用,2014(3):157-158.
[3]牛延军.钻前工程施工危险因素及防治措施探讨[J].硅谷,2014(2):114-115.
关键词:帷幕灌浆;特殊情况;事故处理
中图分类号:TU74 文献标识码:A
在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接,底部深入相对不透水岩层一定深度,以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用,还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。修建大坝首先应做好坝基处理工作,实践经验证明,基础处理好后,大坝的兴建就比较容易了,大坝的安全也才有了保证。反之,基础处理若没有做好,则会留下隐患,大坝建成蓄水后,很难补做,有时常需限制水位运行,待基础处理好后,才允许正常运行。
帷幕灌浆是水工建筑物地基防渗处理的主要手段。帷幕灌浆材料主要有水泥浆,水泥黏土浆和化学浆液等。水泥浆效果可靠,灌浆设备和工艺比较简单,材料成本不高,是最常用的灌浆浆液:水泥黏土浆成本低廉,但强度不高,多用于砂砾石层的防渗灌浆或强度要求不高的岩基灌浆:化学浆液成本较高。一般只在特殊情况下使用。经过多年的灌浆施工实践,由一般性施工至特殊处理,我国的地基处理灌浆技术有了很大的发展和提高。但在施工过程中常出现各种特殊情况,严重影响了施工质量及施工进度,我对针对不同的特殊地层及孔内事故应采取不同的处理办法,
1、施工方法
1.1 钻孔与测斜:采用小口径地质回转钻机,金钢石钻头钻孔,开孔前用“两点法”地锚固定,用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第1段灌浆结束后进行孔口管埋设,埋入基岩深度2 m,孔口管采用?73 mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪,一般每10 m测1次。
1.2 钻孔冲洗与简易压水:采用高压水脉动冲洗,冲洗时间不少于30 min,回清水10 min。灌浆前均进行简易压水试验,压水压力1.0 MPa。
1.3 制浆与检测:采用集中制浆,分部位供浆,浆液经湿磨机串联磨制后送入搅拌桶,外加剂为UNF-5型高效减水剂,掺量7%。浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测,要求漏斗粘度小于30 s;细度主要采用沉降法,用激光粒度仪校核,要求每10 t水泥检测1次。
1.4 自动记录:灌浆记录全部采用自动记录仪。
1.5 灌浆压力控制:在施工过程中为了避免抬动破坏,建立了注入率与最大灌浆压力的关系。
2、特殊情况处理
帷幕灌浆施工地层较为复杂,情况难以把握,常遇到的突况如下几个方面:
2.1 遇到地基含砂量较大情况
含砂量较大的地层(或砂层)会出现吸水不吸浆的现象,采取对策:(1)适当加大灌浆压力(2)适当改变水泥与膨润土的比例采用稀浆灌浆的方法进行施工。
2.2 水泥浆漏掉严重情况
当地层孔隙率大或其他复杂地形情况下,在钻进过程中将会出现严重失浆现象。在此地层钻进过程中,为避免发生烧钻、塌孔等孔内事故,可采取小钻压、低转速、大泵量冲洗液的钻进方法,并结合从孔口填膨润土捣实、填水泥粘土球(直径3~5cm)以及注浆堵漏待凝等措施。
对失浆地层的灌浆施工可采用缩短灌浆段长的施工方法进行施工,或发现大量失浆即停钻灌浆处理,灌浆可采用膏状浆液。
对于大漏失地层灌浆中的大漏量,除了采用提高浆液的浓度、降低灌浆压力或限量灌注、间歇灌浆、多次复灌等措施外,还可在浆液中加入速凝剂或高效堵漏剂或灌注水泥砂浆、膏状浆液、控制灌浆等方法处理。
3、孔内事故处理
3.1 卡钻、烧钻
卡钻是指金属块或孔内塌落岩块将钻具或钻杆卡住使其无法正常钻进。钢筋块主要来自钻杆断裂或从孔口掉下去的钢筋块;岩石块来自岩石的破碎、孔壁塌落。造成卡钻的原因多半是偶然的。
处理方法:如是钻杆断裂的钢筋块或是孔壁石块,则要下母锥吧余下的钻杆取出,如取不动则先上下移动并转动钻杆,再取。如无法移动或转动钻杆则需打吊锤,将余下的钻杆及钢筋块取出。如是从孔口掉下去的则用慢速继续转动,并上下移动竖机,如此,一般可继续钻进。
烧钻是指钻头在钻进或扫孔过程中钻头部位没有冷却水,局部温度过高导致钻头熔化的一种现象。烧钻也是钻进过程中容易出现的一种情况。烧钻主要是操作者没有冲孔到位,使孔内沉淀物将钻头埋住,冷却水无法与钻头接触,扫孔也同样如此。只不过扫孔的对象是水泥浆或特定的浆材,如不注意更容易引起烧钻,所以操作者在钻进前和扫孔时一定要注意冲孔,切记心急酿成大错。烧钻轻则钻头报废,重则整个钻头被熔在孔内,无法动弹甚至该孔报废,所以烧钻的事故重在预防。
处理方法:操作者钻孔前一定要先冲孔至回水返清,不能心急。扫孔时则注意不要硬钻、死钻。当出现烧钻时,钻机会有一定的预兆,要求操作者一定注意,此时的钻机钻速时快时慢,操作者应立即换低速,注意在低速时钻机立轴可能会出现反弹的迹象,换到低速后应立即上下活动离合,利用惯性将已熔的钻头钻松。如没有采取以上措施则钻头将烧死直至钻机无法动弹(操作中应尽量避免此种情况发生)。钻头烧死,目前还没有更好的解决办法,最后的办法只能打吊锤,如打不起来可反出以上的钻杆直到将钻具盖头反出,改用直径较小的钻具从原钻具中穿过(此种办法虽有效但该孔孔径会变小)。如盖头反不起来则可根据实际情况来处理,一种可以下钻头将盖头磨掉,然后变径,一种就将该孔报废,重新开孔。
3.2 钻
钻孔过程中塌孔将钻具及钻杆埋住的现象叫埋钻。埋钻一般出现在地层较差的情况,埋钻与操作失误一般没什么关系,主要取决于地层、砂层、风化较严重的地层、破碎带、爆破松动面等层段容易出现塌孔埋钻的现象。
处理方法:如在地层未知的情况下出现塌孔现象将钻杆埋住,一般的处理方法是用钻机的竖机边缓慢钻动边往上提(利用短钻杆),如果不能提动,就打吊锤,小吊锤打不动就换打吊锤。如还是打不动则只有取出以上钻杆,从新开孔。在已知地层较差的情况下钻孔,则要改进施工工艺,采用先灌浆后造孔的办法钻进。灌浆的主要作用是改善破碎地层受力条件,在钻进过程中先固孔壁或改用泥浆护壁进行钻孔施工。
4、实例
三峡大坝基岩体主要为微新(花岗)岩体,一般透水性微弱,局部透水性较强。为了有效控制坝基渗漏,降低坝基扬压力,减小坝基渗透水量,增强基岩构造结构面内软弱充填物质的长期渗透稳定性,在大坝坝基、通航建筑物上闸首、山体连接段及两岸坝肩均布置有一定深度的灌浆孔,并在挡水前缘形成一道连续的防渗灌浆帷幕,全长约3950米,钻孔进尺33.6万米。三峡工程帷幕灌浆钻孔最大深度超过100米,钻孔口直径为56至76毫米,灌浆压力为5.0至6.0兆帕。
关键词:水平定向钻;石油天然气长输管线;经验总结
中图分类号:F470.22 文献标识码:A
随着现代文明意识和环境意识的逐渐增强,交通、环境保护问题已经越来越多的受到人们的关注,非开挖施工的水平定向钻技术就越来越多地被人们所接受。近几年来水平定向钻穿越技术在世界各国、各个行业得到了广泛的应用,尤其在管道穿越大型河流、高速公路、铁路等工程项目上更加显示了独特的优势。水平定向钻施工过程是通过计算机控制进行导向和探测,先钻出一个与设计曲线相同的导向孔,然后再将导向孔扩大,把预制好的管线回拖到扩大的导向孔中,从而完成管线穿越施工。采用水平定向钻技术进行管道穿越施工,是油气长输管线施工中穿越大、中型河流,中、小型水库,高速公路,铁路及管线光缆敷设的最佳方案;是不破坏地貌状态和保护环境的最理想施工方法。
一、水平定向钻的特点
与传统施工工艺相比,水平定向钻施工有很多明显的特点,现归纳如下:
1、定向钻施工不阻碍交通,不破坏植被,减小了传统开挖对居民生活的干扰以及对交通、周边建筑物破坏和不良影响。
2、现代化穿越设备的穿越精度高,敷设方向及埋深易于调整,管线弧形敷设距离长,完全可以达到设计埋深,并且可以使管线绕过地下障碍物。
3、定向钻施工穿越河流时,埋深在较深,对周围的环境没有影响,不破坏地貌和环境,符合环保要求。
4、采用水平定向钻穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响通航,不损坏堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短、人员少、成功率高,施工安全可靠性高等特点。
5、与其他施工方法比较,定向钻进出场地速度快,施工场地可灵活调整;尤其在城市施工时可以充分显示其优越性:施工占地少、工程造价低。
6、大型河流穿越时,由于管线埋深较深,地层深部的氧及其他腐蚀性物质很少,能够起到自然防腐和保温的作用,可以保证管线运行时间更长。
二、水平定向钻的施工工艺
1、水平定向钻施工工艺
定向钻穿越施工一般分为:钻取导向孔、扩孔、管道回拖三个阶段。
第一阶段是按照设计曲线尽可能准确地钻出导向孔。
导向对穿越精度及工程成功至关重要,开钻前仔细分析地质资料,确定导向方案,认真分析各项参数,互相配合,钻出符合要求的导向孔。
第二阶段是根据管线规格选取不同级别的扩孔器,进行逐级多次扩孔,以达到管线回拖所需的孔径。
第三阶段是管线回拖。将预制好的管线沿着扩好的管孔,将管道回拖至导向孔,完成管道穿越工作。
三、施工过程控制
1、施工场地的合理布局
入土点是定向钻施工的主要场所,钻机、泥浆池、发电机组、钻杆、原材料堆放在该侧,所以施工占地比较大。管线规格、钻机型号的不同决定了场地的大小不同,所以合理的布局可以节省占地面积,控制成本。
出土点一侧主要作为管道焊接场地,一般选用一块不小于30×30m的场地作为预扩孔、回拖时接钻杆和安装其他发送设备用即可;在出土点之后轴线位置上要有一条长度与穿越长度相当的作业带,用以预制穿越管段。
2、地质条件的分析
地质条件的不规律,这会增加钻进难度。因此,施工过程中要认真、全面掌握地质勘察资料。为使工程能够圆满成功,施工中要严格按照设计规范要求进行,各工种、各岗位员工要认真负责,密切配合;做好充分准备,仔细分析各种可能发生的情况,制订相应的处理措施;导向人员、司钻制定钻进方案,保证导向孔曲线平滑;泥浆岗位全面掌握地质资料按地层配制,保证钻孔需要,确保钻孔成型良好。导向孔钻取过程中,要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。
3、测量放线的控制
根据施工图纸、控制桩进行测量放线,确定定向钻轴线、钻机轴线和施工作业带边界线。根据施工区域周围环境可选用经纬仪、全站仪或RTK进行放线,放样钻进路线,每隔20米至50米做一个标记桩;沿途做好重要控制点的高程,并作好记录以供导向孔钻进时使用。
4、泥浆的控制
泥浆是水平定向钻施工中的关键因素,其作用主要是稳定孔壁、钻杆(柱)、冷却钻头、排除钻屑、降低钻进扭矩和回拉力。施工时应按照事先确定好的泥浆配比配出符合要求的泥浆,根椐穿越地段地层情况,在不同的阶段,控制好泥浆的黏度。
5、钻导向孔的控制
钻导向孔的钻具组合为:钻头+造斜短接+钻杆。导向传感器装在钻头后舱内并紧固,在导向孔钻进过程中使用无线导向系统,在出入土两侧地面布置地面信标系统,钻头内传感器发射的信号将钻具的位置反馈到导向控制室便于司钻随时掌握方向,利用地面信标系统可以准确找出穿越中心线的方位角,同时可以记录钻头与地平面的夹角值。
6、扩孔质量的控制
完成导向孔工作后,根据所施工管线的规格不同依次进行扩孔,循环操作直至预扩孔和清孔工序完成,预扩孔一般至管径的1.5倍。根据钻孔机的能力和待铺设管线的直径大小以及地质情况,须进行多级扩孔(每级扩孔级差一般情况下为4-6英寸)。扩孔过程应平稳缓慢,随时监视钻机的各项参数并做好记录。根据穿越管线的直径、土层地质条件以及钻屑、钻进液返回的间隙和铺设管线的弯曲半径,扩孔需要一次或多次分级完成,不同地层应采用不同的扩孔器,遇有地质情况发生变化钻机参数不稳时,应分析情况,调整扩孔速度。
7、管线回拖
扩孔、清孔完成后进行管线回拖。管线回拖前,需要安装与最终孔径相同的扩孔器、分动器及拖拉头,与预制的管线连接,检查扩孔器水眼是否通畅,确认无误后开始回拖。回拖管线沿线设专人看护,防止管线在前进过程中出现意外。管线回拖过程中随时观察各种参数的变化,注意管道发射沟及管线防腐层的情况。
8、泥浆的回收处理
施工过程中从导向孔钻取到扩孔,以及管线回拖过程都需要大量的泥浆。泥浆的处理,作为环保施工技术,对水平定向钻进的钻进液应进行适当处理重复利用,也可在地表处理。使用后的膨润土泥浆(不含有害处理剂)最常用的处理方法外运至废弃沟内或农田外的废弃场地进行掩埋处理。
四、施工经验总结
(1)定向钻轴线放线精确是工程顺利进行的前提条件
俗话说“差之毫厘,谬以千里”,所以钻机的精确定位是工程施工的前提条件,这就使得钻机钻头的轴线必须与穿越管线的设计轴线完全重合。在咸宝复线美阳河定向钻施工过程中我们采用高精度测量仪器(RTK)进行钻机及轴线定位测量,仅用了短短的十天就完成了737米长,φ457×6.3管线的定向钻穿越施工任务,为工程施工进度节省了时间,节约了成本。
(2)预制管线可大弧度弯曲预制
在管线预制过程中往往会受到交通、周边建筑物、居民生产生活等周围环境因素的制约,预制管线不能完全按照直线预制,经过项目部认真计算、大胆创新,采取了大弧度弯曲预制穿越管线,解决了施工难题。咸宝复线大北沟φ457×6.3长度919米的定向钻施工过程时,由于外部原因管线长度加长了195米,导致原预制场地长度不够,并且已经临近村庄,征迁难度大,为了保证工期,经过项目部仔细分析、认真计算,大胆地提出了预制管线大弧度弯曲预制的施工方法(保证预制管线直线段不少于300米)。为了保证管线的顺利回拖,我们在入土点沿着穿越轴线放线开挖了一条200米长的预制管线发射沟,并在沟内注入适量清水以减小管线与地面之间的摩擦;在弧度预制管线弧度处设置两台挖沟机,配合抬吊管线进行施工,顺利地完成了管线回拖施工。
(3)预制管线在施工场地条件的限制的情况下,可分段预制整体回拖
管线施工过程中由于环境的制约,预制场地无法满足施工要求时可分段预制,以节省施工占地,降低施工成本。在靖西天然气管道一线泾渭体育公园改线工程泾河定向钻施工,管线穿越泾河及南岸的高架桥。由于环境复杂、征迁难度大,后来建设单位将φ426×6.3的管线穿越长度加长到了927米,导致预制场地不够。为了减少占地面积,节省施工周期,项目部果断决定采用分段预制,整体回拖的施工方案。
(4)不等径管线同沟回拖
定向钻穿越施工管线回拖一般分为单管回拖和等径、多管集中回拖两种方式,随着数字化管道的建设施工,管道在穿越河流、公路等复杂地质条件下的定向钻施工时,经常会遇到在同一地点既要进行管线穿越又要进行光缆保护管穿越施工,这就需要在同一处进行两条定向钻施工,而且两条定向钻之间必须间隔一定的距离。由于受地形及周边环境的影响,大多情况难以实现,并且投入成本较大。在汉安线杨家河φ406×6.3,长度270米的定向钻穿越施工过程中,既要进行DN400主管线的穿越施工,又要进行DN100光缆保护管的穿越施工。由于受周围地形环境的影响无法进行通讯光缆保护管的定向钻施工,所以我们采取了不等径管线同沟定向钻穿越施工,缩短了施工工期,节省了资源。
五、水平定向钻施工的局限性
水平定向钻施工技术在非开挖领域极具潜能,但目前受地质条件等原因的影响,仍有一定的局限性:
1、穿越长度和管径受钻机、钻杆能力限制;
2、河床施工时风险较大,一旦发生卡钻,则必须更换穿越点,重新进行穿越;
3、由于地质条件原因,很容易发生地面变形,出现冒浆现象,容易造成环境污染、影响附近重要建(构)筑物安全。
4、裂隙发育的硬质岩石层、流沙层、含量大于50%的砾石层、粒径大于10cm的卵石层不适合进行定向钻穿越施工。
参考文献:
[1]《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-95
【关键词】 突出煤层掘进工作面现场案例经验方法
1 问题的提出
平岗煤矿始建于1970年建矿,1972年投产,片盘斜井开拓,1978年对斜井群进行矿井集中改造,1984年实现了井下集中生产,矿井设计能力72万吨/年,1993年对矿井进行开拓延深,1994年改扩建矿井设计120万吨/年,2001年二水平正式投产,同时一水平停产。目前矿井主要生产布置在二水平。2008年矿井生产核定能力为120万吨/年。目前矿井主采煤层为14#煤层,开采深度570~900m。该矿井下地质条件复杂,煤层赋存条件差,断层带多,2012年瓦斯鉴定结果:绝对瓦斯涌出量为72.7m3/min;相对瓦斯涌出量为81.1m3/t ,属于突出矿井。
平岗煤矿目前开采的14#煤层是具有突出危险性煤层,该煤层面临大采深、高瓦斯、低透气性等多种不利条件影响,给掘进施工的带来诸多难题,严重制约掘进施工速度,影响了作业安全及矿井的持续发展,如果破解掘进施工时的防突问题,成为掘进快速施工的瓶颈。
2 现场应用的措施
平岗煤矿下延采区14#左三面,该面施工过程中:尾巷采用的是沿空留巷,施工上巷的过程中执行区域防突措施。采取的方法是:预先利用3200履带式钻机在尾巷给上巷打本层长钻,预抽上巷100米范围内的瓦斯,在检测各项指标达到安全生产要求时,掘进队组方才进入施工,该巷道采用的是综掘连续化作业,工作面设计打60米的超前探眼和20米的解析眼,预留10米余孔,反复循环。施工的过程的在尾巷向上巷打检测孔,最大限度的减少打钻对掘进队组施工速度的影响,施工该巷道掘进队组月均掘进速度达200米以上。实践表明,该方法具有成本低、安全高效、多工种平行作业的优点(图1)。
平岗煤矿东一采区14#右三巷,该掘进施工作业执行以区域防突为主、局部防突补充的“双四位一体”综合防突措施,区域打不少于70米深的超前钻孔,控制巷道轮廓线15米,打完钻后立即封孔预抽。进尺前进行区域效果检验和区域验证,指标不超方可前进(前进40米,保留20米余孔,反复进行)经过区域长钻预抽,掘进施工时回风瓦斯浓度一般在0.4%-0.5%。该方法虽然能有效预抽瓦斯,使用也较为普遍,但有打钻时间长、预抽时间长、多工种不能平行作业、缺乏安全性等弱点(图2)。
3 总结经验的方法
平岗煤矿掘进队组防突工作采取区域长钻预抽、递进掩护、穿层钻孔预抽三者相配合的方式。总体上说突出煤层尽量采取打穿层钻及掩护钻的方式来消突,既可以多工种平行作业,又能加快施工速度确保施工安全。总结的经验有:
一是,穿层钻孔消突。平岗矿逐步推广采用下段顶板高抽巷穿层钻孔预抽解放上段煤巷消突方式。在高抽巷岩石开孔,能有效预抽下段上巷附近50米内的瓦斯,掘进队组施工时执行局部措施即可,从而实现掘进队组的快速掘进(图3)。
二是,施工掩护巷道。为下巷消突,施工一防突工程巷(回采时可当瓦斯抽采巷使用),在上巷打区域钻给防突巷消突,在防突巷打区域钻给右四下巷消突。即“递进掩护”掘送方式,进而递进消突,为防突及瓦斯治理和掘进施工的快速掘进创造条件(图4)。
三是加强石门揭煤、过断层揭煤的管理。揭煤工序形成程序化、制度化,能确保揭煤安全,为掘进施工挣得时间,现场表明揭煤掘进工作面实行超前打钻泄压、注水预抽等措施能有效加快施工进度,确保施工安全。
关键词:岩溶 冲击钻成孔 泥浆
Abstract: Illustrated by the bored pile of a high-rise building in Tangshan City, the paper discusses the construction technology and the precautions in karst geological conditions.
Key words: karst; percussion drilling holing; mud
中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
岩溶地区地质情况复杂,桩基施工病害较多,表现为溶洞、溶槽、溶沟、裂隙、暗河等。施工难度大,易发生质量及安全问题,比如斜桩、断桩、塌孔、扩孔、卡钻、埋钻。如果施工方法不合理、组织安排不科学,问题处理不及时将会造成严重的经济损失。比如唐山龙庭时代在施工过程初期由于对地质情况判断不准确,经常发生卡钻、斜孔现象,甚至还发生过一起埋钻事故,最终不得不回填。如此实例还有很多,为了工程质量和施工安全有必要对岩溶地质条件的成孔进行探讨,以不断总结施工经验,改进施工方法,完善施工技术,提高工程质量,保证施工工期,我们有必要对岩溶地区详细总结分析。下面就以龙庭时代为代表展开分析。
工程规模
该工程位于唐山市路北区体育馆道,为龙庭时代公寓3#楼基础处理工程,此工程总计钻孔灌注嵌岩桩114根,桩径0.8m,桩长为20m-30m不等,采用泥浆护壁冲击钻成孔工艺施工。
工程地质情况
据地质勘察资料,勘察区主要分布新生界第四系冲洪积地层和古生界寒武系石灰岩、泥质灰岩、泥岩地层,第四系覆盖层厚约4~18m。下部为灰岩,含有溶洞。入岩深度设计在5-10m。地质情况变化大,施工难度大,施工前已做过溶洞压浆处理。
机械钻孔施工
1 钻前准备
(1) 对地质勘察资料详细分析理解,掌握溶洞的分布范围和大小。
(2) 对有溶洞的桩位地质水文资料分析研究,制定适当的施工方案和施工技术保证措施。
(3) 将每个桩位的地质柱状图和施工方案单独列出,发给有关人员,让具体操作着、技术人员、作业队长都知道溶洞的大小位置,充填情况和施工方案。
(4) 备足水、粘土、片石、护筒等必备材料,确保发生塌孔时能即使有效地处理。
(5) 要有处理施工故障的备用机具设备,如打捞设备。在龙庭时代施工中就因为掉钻却没有即使打捞,导致时间耽搁。
(6) 首先人工挖孔,然后人工将护筒就位,护筒顶高出地面20cm,周围用粘土捣实。严禁用挖掘机埋设护筒,以防挖坑过大,导致土体松软引起塌孔。
(7) 泥浆制备,制浆前,先把粘土尽量打碎,使其在搅拌中容易成浆,缩短成浆时间,提高泥浆质量。制浆时,可将打碎的粘土直接投入护筒内,使用冲击锥冲击制浆,待粘土已冲搅成泥浆时,即可进行钻孔
2 成孔
采用冲击钻机成孔工艺:钻机支撑点远离桩位,支点距离应根据可能造成的坍塌范围进行估算,严禁将钻机支在孔口。钻机安装就位后,底座应平稳,不得产生位移和沉陷,以确保施工安全和成孔质量。
3 施工过程
当深度达到岩溶地段时,我们要尽量采用高频率小冲程,要有专人看管护筒内泥浆液面变化,一旦液面下降应及时补水,击穿溶洞在溶洞钻进时,根据填充物不同采取不同钻井方法。当填充物为软容粘性土或者淤泥时,应向空内投入粘土、片石混合物冲砸固壁;当为砂层、乱石层时还应提高泥浆的粘度和相对密度。只有当泥浆的漏失现象全部消失才能正常钻进,如此反复才能顺利钻过熔岩。
工技术要点。
关键词:流砂地层;旋挖钻成桩;施工技术
中图分类号:U455文献标识码: A 文章编号:
前 言
骡驻河特大桥DK898+065.725~DK911+873.505段桥梁工程,其基础桩基穿越砂层,从设计资料及现场核查情况来看,砂层组成有粉砂层、细砂层、中砂层、粗砂层及砾砂层,原始堆积状态从稍密至中密再至密实均有分布。砂层层厚一般为2~10m,大致呈水平状与其他围岩分层布置,个别呈透镜状夹层。在钻孔桩长度范围内分部具有一定规律性,在地表下20~26m范围内常见中密或稍密的细砂层和中砂层,随深度增加,含砂层砂石粒径逐渐增大,出现由细砂向砾砂的逐渐转变。局部地段砂层埋深较浅,约5~10m,个别可见于地表。
该段桥梁桩基长度大部分为40~45m,桩长范围内均为软弱地层,为加快施工进度,提高施工效率,主要选用旋挖钻机进行施工。
1流砂层成孔主要影响因素及对策分析
流砂地层旋挖钻成桩主要困难集中在流砂层成孔困难,为此,首先分析流砂层中成孔的主要影响因素。主要从两个方面进行考虑,一是从力学方面分析影响流砂层稳定的各要素,制定应对措施;二是将旋挖钻成孔与其他成孔工艺比较,如冲击钻、循环钻,分析旋挖钻工艺的特殊点,以便针对性采取措施。
1.1 钻孔状态下流砂层稳定性力学分析
钻孔到达流砂层时,影响流砂层稳定的各外力主要有以下几个:地层压力F、流砂层自身重力G、孔内液体水头压力N和孔内液体冲刷力f。具体受力图见图1:流砂层稳定性受力分析示意图。
通过分析可知,图中地层压力F为通过上层地层传递,在地质条件确定的情况下,仅与层上附加荷载量有关,即地表附加荷载越大越容易造成失稳。
流砂层自身重力产生的分力Gf与流砂层致密度、颗粒大小、自然堆积角等相关,该因素受工艺影响作用小。
水头压力N为孔内护壁泥浆产生的压力,从外力方向来看,该力对维持流砂层压力具有重要作用。由液体压强公式可以看出,该压力N与泥浆比重和所处深度有关,即泥浆比重越小,水头高度越低越容易造成失稳。孔内液体冲刷力f,指因机械扰动等原因造成孔内泥浆对流砂层形成的冲击力。与扰动能量有关,及外界对孔内泥浆扰动越大,越容易造成失稳。综上所述,可将施工过程中对流砂层稳定起关键作用的几种力的影响总结如下表:
表1 流砂层受力因素影响表
表2 成孔方式对流砂层稳定性影响分析
1.2 旋挖钻穿越流砂层关键控制内容及应对措施
通过表1、表2进行综合分析,可以得出旋挖钻在穿越流砂层施工中存在如下特点:
1)、施工中产生的外加荷载较大,如机械本身重量、渣土堆载重量等;
2)、 钻孔过程因挂碰、旋转等对孔壁形成较大扰动,流砂层中容易造成失稳;
3)、 钻孔过程中泥浆对孔壁冲刷力相对较小;
4)、 成孔效率高,有利于流砂层稳定;
针对以上特点,制定以下几项应对措施:
(1)、合理布置施工场地,根据流砂层埋深对护筒强度及长度进行适当加强,及时清运钻渣;
(2)、加强技术交底工作,向操作司机说明地质情况及其特殊性,要求操作手严格控制钻杆位置、垂直度,穿越流砂层后注意机械动作幅度,避免过激操作;
(3)、改善泥浆性能,通过实践确定泥浆各项参数,及时补充泥浆,保证孔内水头压力;
(4)、选用适合流砂底层的钻头,进一步提高工作效率;
(5)、加强过程控制,及时发现问题;
(6)、制定钻孔事故应急预案。
2 施工实践效果
2.1 浅埋流砂层
部分距地表较浅的流砂层,施工中采用了常规的埋设护筒的方式进行防护,可对护筒进行加长,保证护筒长度穿越流砂层。同时,注意施工过程中的孔顶载荷控制,如大型机具必须近距离停放时尽量加大距孔口位置,挖出渣土及时清运等措施。通过护筒加长和孔顶荷载控制,对流砂层产生较好的防护作用,可保证正常钻进。
2.2 深埋流砂层
大部分流砂层埋深较大,常见埋深20~26米。对于此类流砂层,主要采取了一下几项措施:
2.2.1 合理选用作业、配套机具
采用旋挖钻施工工艺,选用SR150型旋挖钻,采用摩擦式钻杆,砂土层和砂层的胶结性能都比较差,选用双底板捞砂钻斗进行钻进。为减少清孔时间,缩短孔壁暴露时间,现场配备空气吸泥机一台,用于孔底沉渣清除。利用导管水下灌注混凝土。其他机具,如泥浆泵、出渣车、吊车、装载机、挖掘机等设备可视具体情况进行选用。
2.2.2 改善泥浆性能
采用优质膨润土制备泥浆,制备泥浆时应充分搅拌,并适量添加火碱调节PH值,使粘土颗粒有效分解,增大泥浆中细颗粒含量,减少粗颗粒含量,可以有效减小泥浆失水率,且形成的泥皮薄而致密,有利于流沙层稳定。泥浆制备时加入适量羧甲基纤维素钠(CMC),CMC溶于水能显著增加溶液粘度,具有增稠、分散、乳化、悬浮、保护胶体等作用,能使孔壁形成薄而坚、渗透性低的滤层,使失水量降低。
在钻进过冲中应严格及时进行泥浆指标测定,及时调整,泥浆的指标要求:泥浆比重1.1~1.25 g/cm3,清孔泥浆比重为≤1.1 g/cm3。黏度控制在18~25s,含砂率≤4%,胶体率≥98%,PH值7~9。因旋挖钻施工时泥浆不需要进行循环,为维持流沙层稳定,适当增大了泥浆比重,施工中应进行重点控制。同时,因旋挖钻提钻出渣后会带出部分泥浆,应予以及时补充,保持水头压力。提钻出渣时,在孔口处应稍微静停几秒钟,待钻斗内大部分泥浆流出后在放开底板出渣,以减少泥浆损失,并降低渣土含水量,便于堆放及运输。钻进过程中,还应重点监测泥浆含砂率,泥浆中含砂率过大,在泥浆受扰动时,泥浆中的砂粒会对孔壁泥皮产生切削作用,不利于孔壁稳定,应加强检测频率,发现含砂率过大应及时补浆或静停一段时间。
2.2.3 及时对钻孔效果进行检验,及时发现问题
主要检测和观测内容有:孔底标高、钻孔倾斜度、孔径、泥浆性能指标、孔内水头高度、出渣量与进尺量对比等。通过这些监控内容,可及时发现钻进中是否出现了塌孔、缩径、钻孔偏斜等情况,以便及时采取有效措施。
2.2.4 制定详细的应急预案,出现问题及时处理
针对流砂层易出现塌孔、埋钻等事故的情况,制定专项的应急预案,并集中配备应急处理物资和设备,确保及时处理事故。
3技术研究总结及效益分析
通过对各控制要素采取针对性的应对和改进措施,经过不断的试验和总结,技术研究工作最终取得良好效果,克服了流砂层地质条件下的成桩困难,并具有以下几方面的优势:
3.1成桩速度快:与同类地质条件下的循环钻和冲击钻施工相比,旋挖钻成桩速度具有明显优势,可有效缩短施工周期。
3.2施工质量高:旋挖钻机自动化程度高、工艺先进,对桩位控制、成孔质量、孔底沉渣控制等均具有明显优势。
3.3清洁环保:由于旋挖钻钻进中护壁泥浆不需要进行循环,孔底沉渣较少,配合使用空气吸泥机,可有效减少甚至避免二次清孔,减少了泥浆使用量,减少环境污染。因成孔效率较高,现场投入钻机和配套设备少,便于管理,有利于现场文明施工。
3.4施工成本低:因为旋挖钻施工设备及人员投入少、大临投入小、施工周期短、扩孔系数小、施工质量控制简单、环水保及文明施工配套投入少等因素,综合经济效益明显,可有效控制施工成本。
参考文献
[1] 公路桥涵施工技术规范:JTG/T F50-2011. 中华人民共和国交通运输部.人民交通出版社,2011.7