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钻前施工总结

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钻前施工总结范文第1篇

【关键词】先进钻井新工艺;优选钻具;钻井液;细化管理

1 镇泾31井施工简况及技术措施

1.1 施工简况

镇泾31井2009年5月2日20:00一开钻进,5月3日 3:30钻至一开井深,循环处理泥浆,短起下钻, 通井,下套管,19:30固井结束,做二开准备工作,扫水泥塞,5月6日0:30二开钻进,5月2日3:00完钻,完钻井深2140米。

1.2 一开钻进技术措施

(1)一开严格按要求安装好所有设备,一开前做好井口圆井,接好排污泵, 一开启用四级固控设备,调好三点一线。

(2)一开使用PDC钻头,开始采用高转速、低钻压,保证开孔不斜。

(3)使用塔式钻具组合,防止井斜,其钻具组合为: φ12 1/4PDC钻头+8″钻铤×3+6 1/4″钻铤×18+5″钻杆串。

(4)一开前提前搅浆使其充分水化,并按设计要求调整好钻井液性能。使钻井液具有较好携砂、防塌能力。

(5)钻至一开井深后,起钻前循环泥浆2周后注入防塌剂和液体剂的稠浆塞,确保表套顺利入井。

(6)为了更好的控制井身质量,采用了轻压吊打,低钻压,高转速,确保领眼垂直,并加强井斜监控。

1.3 二开钻进技术措施

(1)二开下钻前复调三点一线在规定范围内,配制无固相或低固相钾基聚合物钻井液100m3,配方:清水+2~4%钠土+0.2~0.3%Na2CO3+0.1~0.2%K-PAM+0.2~0.3%K-PAN(低固相钻井液配方)。钻井过程中坚持补充K-PAM和K-PAN胶液,防止由于处理剂加量不足造成井眼扩大与失稳。控制钻井液密度在1.01~1.05 g/cm3,保证此段快速穿过,减少井壁浸泡、冲刷时间,从而有效地保护井壁。

(2)二开上部地层为白垩系下统志丹群,地层岩性变化大,地层水层发育,钻进过程中要防涌水、防漏。一旦发现涌水,及时调整钻井液比重进行压井。钻进过程中要平稳操作,注意观察泥浆液面,钻井液中可适当加入1%~2%的单向压力封闭剂,一旦发生大的漏失,可配高粘度钻井液并加入隋性堵漏材料堵漏(如锯沫、荞麦皮、复合堵漏剂等)或使用复合堵漏材料。安定组泥岩层较厚,要防止泥岩水化膨胀引起缩径卡钻,钻井液中可适当加入1%~2%的防卡剂并使用好K-PAM提高钻井液的抑制性。

(3)侏罗系直罗组泥页岩易掉块,可适当加大K-PAM的用量,延安组煤层易坍塌,可随钻加入1~2%的单向压力封闭剂,有效封堵煤层裂隙,保护井壁。

(4)二开钻井过程中如钻遇岩盐层,用CMC、聚阴离子纤维素配合烧碱控制失水,并适当提高钻井液密度。

(5)进入延长组前50米调整好钻井液性能,调整量100方,配方:2~4%钠土+0.2~0.3%Na2CO3+0.3~0.5%K-PAM+0.5~1%NH4- PAN+2%无荧光防塌剂,防止钻井液长期浸泡上部地层引起的掉块和井壁坍塌,并注意提高粘度,采用钠土浆及K-PAM把钻井液粘度提高到20~35S左右。

(6)钻井过程中用K-PAM和K-PAN复配成胶,以细水长流的方式均匀维护,保持钻井液中聚合物的含量,遇强造浆地层加大K-PAM的用量。使钻井液具有足够的抑制性,抑制泥页岩、岩屑分散,控制地层造浆,保持稳定的钻井液性能。定期补充NH4-PAN或低粘CMC控制粘度和失水在设计范围。

2 施工关键环节总结

2.1 试螺杆组钻具下钻扫塞

二开先试螺杆正常后再接PDC钻头,探到塞面后,小排量扫塞,等螺杆全部出套管鞋后,再正常钻进,这样可以防止PDC钻头早期破坏。

2.2 加强地层对比,卡准漏层,提前堵漏

本地区的洛河-宜君组为渗透性较强的砂岩,洛河组和安定组地层胶结疏松,裂缝发育,易发生裂缝性井漏,钻遇该层位时极易发生井漏。这就需要我们做好防漏堵漏工作,尽量降低钻井液比重,减小地层压力与井底压力的压差,二开后就配置聚合物钻井液,有效的提高了钻井液携岩能力。

在二开开钻前,配好坂土浆,使其充分水化,钻进至漏失层前50m左右,在钻井液中混入预水化坂土浆,参与循环,且每班坚持补充单封等小颗粒的堵漏材料,防止井漏发生。同时降低漏失层钻井参数,特别是排量、泵压,随钻堵漏钻穿漏层后,再恢复正常参数钻进。

2.3 坚持测斜,控制井眼轨迹

坚持进行单点测斜监控,每钻进150米测斜一次,严格控制井斜角在设计范围以内。

2.4 操作注意事项

平稳操作,不同井段控制合适的钻井参数,保证打直打快,起下钻严格控制速度,操作平稳,严格控制遇阻吨位不超过10吨,及时灌浆,保持井内压力平衡,防止井壁坍塌,钻井液要求有良好的携岩能力,较强的防塌性能;加强地层的监测,根据地层变化及时调整钻井液密度,确保井眼稳定。

2.5 钻井液性能要求

采用低固相钾铵基钻井完井液体系,控制钻井液低滤失量,快速钻穿油气层,缩短油气层浸泡时间,达到保护目的层的目的。

2.6 泥浆性能维护

采用大坑循环,清除泥浆中无用固相,减少摩擦阻力,钻进中及时补充新浆、胶液,保持钻井液中聚合物含量,保持泥浆有一定的抑制性,以优质的泥浆性能,保证了安全快速钻井,泥浆性能坚持以维护为主,处理为辅的原则,及时补充药剂,保持泥浆性能的稳定,钻井的日常维护,要勤观察、勤测量、勤调整,加药品要均匀、缓慢加入,尽量避免大型调整,以免性能大起大落影响井内安全。大型调整性能前做好小实验,确保泥浆正确配制,使泥浆性能满足安全生产要求。另外,钻井液的使用过程中我们十分注重环保,贯彻落实HSE管理,满足了钻井施工的环保要求、满足钻井及井下安全。在镇泾31井的施工中,华池组到洛河低界起钻遇阻现象,采取挂方钻杆开泵,缓提,同时调整泥浆性能,我们在起钻前向泥浆中加入剂,从而减少钻具和井壁的摩擦力,下钻时在此井段反复提拉使井眼畅通。对于安定掉块,采取加大防塌剂用量,坚持补充K-PAM,控制性能用LV-CMC、铵盐降低失水,从而使掉块现象得到一定控制。

针对镇泾31井施工中,一口井的施工中,利用地面循环,大坑沉淀法有效清除钻井液中的有害固相,保证了泥浆性的稳定。保障了井内安全。

总之,此井的钻井液我们以设计为基准,结合现场地层的实际情况和井内需求,做到适当和及时的调整,使此井很好地完成了钾铵基聚合物钻井液的使用。不过在此井的施工当中我们也存在着不足, 例如此井在提高钻速上还不太理想,所以我们在以后的钻井施工过程中要多学习、多摸索、多请教,尽快熟悉和掌握这一地区的地层构造及岩性特征,总结经验,为该地区今后的施工井提供合理、优质的钻井液,为优质、快速、安全钻井提供保障。

3 结束语

通过对镇泾31井施工过程分析认为,要提高钻井效率,缩短工期,降低成本,就要通过发挥技术潜力,采用钻井新工艺技术,提高钻井速度,通过细化管理,减少钻井辅助时间,提高纯钻利用率,才能缩短钻井周期,安全顺利的完成了全井施工任务,同时也能达到降低成本的目的。

参考文献:

钻前施工总结范文第2篇

[关键词]旋挖钻;边坡;利弊

中图分类号:TU485.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0262-02

旋挖钻因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及使用性强等诸多优势,成为工程界钻孔桩施工的主要成孔设备。在我项目部承建的临沧市省道319线临翔过境公路K10+850~K11+400段为深挖路堑岩土体自稳能力差,一旦出现临空面将产生不同程度的牵引滑动变形,现状下K11+130~+300已诱发形成滑坡,并有逐步扩大趋势。鉴于上述特殊地质情况,且该段路堑边坡较高,须对边坡进行抗滑桩及锚杆框格梁对边坡进行支挡加固,并采取逆作法施工,否则容易诱发滑坡灾害,增加建设投资,并严重影响施工进度及施工安全。分析对比旋挖钻在该地段施工的利弊,已节省成本,保护当地环境,加快工程进度。

1.与传统钻机相比的优点

1.1 钻孔速度快

以本项目之前钻孔完成的六棵桩所需时间作对比(见表1)。

由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土, 并直接将其装入钻斗内提升运至地面, 平均每分钟进尺可达50cm 左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5~6 倍。而钻孔灌注桩需制备泥浆,挖设泥浆池,从开孔至成孔用于解决其它事情的时间较长,纯钻时间较短,从而增加了抗滑桩成孔速度。

1.2 抗滑桩浇筑速度快

钻孔灌注桩在混凝土浇筑前需要对成孔进行换浆,二次清空,而且在钢筋笼下放时存在不可预见因素,需对孔进行重新处理,大大增加了混凝土浇筑用时。

1.3 成桩质量高

同条件下,单桩承载力旋挖钻比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔,钻头的多次上下往复,使孔壁粗糙、不易产生缩颈,成孔更规则,同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用,成桩后桩体与土体的结合程度比较高,相对而言单桩承载力要高。据有关资料报道,比估计的承载力要高20%。

1.4 施工安全性好

和传统的钻孔灌注桩相比,旋挖钻采用自动行走的履带式底盘。钻孔灌注桩采用电力发动机,需要拉舍用电缆线路,由于电用肉眼无法看到,危险性较大,用电伤人的事故发生概率远远大于机械伤人的概率。

旋挖钻成孔速度快更无需挖设泥浆池,当日钻孔完成便当日浇筑,钻孔灌注桩成孔时间较长,冲孔过程中需要制备泥浆及开挖泥浆池,在生产过程中泥浆池往往危险性较大,稍不注意便会发生安全事故。

1.5 对环境影响小

目前国内公路抗滑桩,桥梁桩基,高层建筑基础,大多数采用钻孔灌注桩泥浆循环施工。泥浆的处理方式主要以用泥{罐车将泥浆拉至弃土场,倒入如弃土场沉淀后流入地方排水沟渠,往往因为泥浆数量较多,沉淀不充分便流入地方沟渠河道,对沟渠和河道水体造成污染。

而旋挖钻成孔是底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内提升运至地面,只产生渣土。

1.6 施工简易方便,节约资源

施工精度比较高。施工过程可以通过机身电脑控制。易于管理。由于旋挖桩机自身特点,同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少,同时用电要求不高,从管理角度来讲,易于管理和节省管理成本。机械化程度比较高。无需进行泥浆清渣处理等,可降低工人的劳动强度,同时节约人力资源。

2.与传统钻机相比的缺点

2.1 前期投入比较大

目前市场上国产旋挖桩机的售价在600万元左右,如果自购设备,一次性投入比较大,针对本项目特点只适合外包后,以其成桩米数计量予外协队伍。

2.2 自重大,对场地要求比较严格

旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右,但其履带与地面接触面积约8.8m2,所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目抗滑桩施工段落处于滑坡带,地质情况差,且边进行边坡开挖边进行抗滑桩施工,风险性较高。在进行抗滑桩施工时地表有足够承载力,才能保证旋挖钻施工安全。

2.3 孔壁护壁差

由于旋挖桩机钻进速度快,主要靠切土钻进,孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差。特别在填土和软土地层,塌孔和缩径容易发生,要给予重视。

2.4 需要机械配合作业

旋挖钻由于构造特点,成孔后钢筋笼的安装和混凝土的灌注不能自行完成,必须有其他起重机械的配合,而且挖孔过程产生的弃土必须有其他运土机械进行挖运配合,否则弃土堆高后会直接影响旋挖钻的施工。

2.5 软土中孔内容易产生负压

旋挖钻钻筒与土体接触面比较大,在软土中如果钻进进尺大,钻斗提升过程容易产生负压,在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响,容易形成孔壁缩径。

2.6 施工过程短期投入增加

由于旋挖钻施工速度快,短期需要投入的材料费用比较大,施工单位要结合项目资金运作情况,项目工期和合同约定的相关奖惩情况进行综合考虑和选用。

3.总结对比

本项目抗滑桩数量共计269棵,共需C30混凝土18300.30m3。

3.1 钻孔灌注桩及旋挖钻浇筑(以直径2.0m,长度20m为例)每棵需要C30水下混凝土数量对比见表2

通过上表计算可知传统的钻孔灌注桩在抗滑桩浇筑时混凝土用量超用率为13.5%,而旋挖钻的混凝土超用率为7.67%,而本项目抗滑桩混凝土设计用量为18300.30m3,以旋挖钻超用7.67%计算共需19703.93m3,钻孔灌注桩超用13.5%计算共需20770.84m3。则旋挖钻所施工的抗滑桩混凝土用量要比钻孔灌注桩施工的抗滑桩混凝土用量少1066.91m3。而以临沧市当地C30水下混凝土435元/方计算则可节约施工成本464105.85元。

通过上述分析比较,在混凝土用量方面,旋挖钻比传统钻孔灌注桩混凝土用量超用百分比小,具备节约施工成本的优势。

3.2钻孔灌注桩与旋挖钻相比开孔至钻孔完成为止每棵桩所耗用能源(以直径2.0m,长度20m为例)对比见表3

通过上表计算可知,直径和桩长相同的抗滑桩所消耗能源的价格旋挖钻为876.40元,钻孔灌注桩为956元,折算为每米旋挖钻所耗能源费用为43.82元/米,钻孔灌注桩所耗能源费用为48元/米,我项目抗滑桩总长5277米,则旋挖钻所耗能源费用为231238.14元,钻孔灌注桩所耗能源费用为253296元。

本项目四台钻孔灌注桩,工地变压器设置在K10+900左侧边坡,按需进行抗滑桩施工K10+578~K11+300段,需电缆线1200米,折合人民币为57600元。

在消耗能源费用方面,旋挖钻比钻孔灌注桩节约79657.86元,旋挖钻具备耗能低,节约施工成本的优势。

3.3 产生泥浆及渣土

钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆约为混凝土体积的2.5倍~3.0倍,而旋挖钻施工工艺为干钻,不产生泥浆,排出的渣土仅为混凝土体积的1.2倍。

按共需C30水下混凝土18300.30m3计算,钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆为45750.75m3~54900.9m3,旋挖钻排出的渣土为21960.36m3,如果采用旋挖钻则比传统的钻孔灌注桩少产生23790.39m3~32940.54m3泥浆和渣土,

钻孔灌注桩进行冲孔作用时还需挖设泥浆池,才能保证泥浆循环,每个泥浆池体积大约为60m3,每个泥浆池可供8棵桩分别循环使用,我项目269棵桩,则最少挖设34个泥浆池。

旋挖钻与钻孔灌注桩相比,不仅有效减少了渣土和泥浆的数量,节约施工成本,减少泥浆对环境的污染,由于无需挖设泥浆池,降低了施工风险。

3.4 施工环境和场地

旋挖钻对施工场地要求较高,旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右,但其履带与地面接触面积约8.8m2,所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目K10+578~K11+300均处于滑坡带,地基承载力较差,旋挖钻工作场地必须进过处理后才能进行施工,特别在K10+578~K10+748填土地区,如果地表没有进行硬化或换填处理,地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑,否则采用旋挖桩机施工只移机就非常困难,严重浪费机械优势。而K10+850~K11+300段属于明槽开挖,在路线右侧设置两排抗滑桩,第一排设在路基边线,第二排设置在距中线39处,处于开挖边坡之上,本段挖方已经出现滑坡现象,在边坡上较难提供47.49m2平整的面积,加之122.5kPa的施工机械压力,边坡无法承载如此大的压力,预计会使边坡产生更大规模的滑坡,且施工便道路r差,旋挖钻行走速度受到很大限制,无法发挥机械优势。

结束语

通过总结对比,结合本项目自身施工情况,优化施工方案,我项目在K10+850~K11+300挖方右侧第二排抗滑桩采用钻孔灌注桩施工,已施工完成抗滑桩设计强度达到70%以上,方进行下一台边坡开挖,开挖完成后立马采用旋挖钻进行施工,这样既保证了边坡稳定性,也发挥了旋挖钻施工速度快的优势,同时边坡开挖完成后还省去场地处理的的工序。在K10+578~K10+748填土地段,采用钻孔灌注桩施工,不需对场地进行处理,减少成本投资。

参考文献

钻前施工总结范文第3篇

关键词:预裂爆破施工 水平建基面 坝基

中图分类号:TV6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0024-01

1 概述

工程施工中,对于坝肩两侧倾斜面和垂直面采用预裂爆破施工已经是常规技术,而水平建基面开挖多采用预留保护层开挖的方法,通过工程应用和实践,总结出了一套切实可行且能保证水平建基面开挖质量的水平预裂爆破施工的方法。

2 技术特点

(1)水平建基面开挖采用水平预裂爆破辅以梯段爆破施工。水平预裂爆破辅以梯段爆破开挖与传统的保护层分层爆破法比较,具有超欠挖少、平整度好、速度快以及劳动强度低的特点。

(2)水平预裂爆破分块施工。为了保证水平预裂爆破施工质量,水平预裂孔深度一般不大于15 m,相应分块宽度不大于15 m。

(3)加强施工监测,指导施工。建基面回弹监测。水平建基面开挖完成后,对于高地应力区,采用多支多点变位计和滑动测微计,监测建基面卸荷回弹和岩体变形情况。

建基面物探声波监测。采用物探监测声波弹性波测试法,测定开挖后建基面岩体卸荷松弛带的范围界限和厚度。

岩体内摄像监测。物探孔进行孔内摄像,同时验证声波监测的准确性和可靠性。

3 施工工艺流程

爆破设计工作面清理测量放样安装样架及设备造孔施工造孔质量检查装药、联网药孔封堵起爆出渣清基下一循环。

4 操作要点

(1)爆破设计。爆破设计的主要内容包括:爆破区范围:包括起、止高程及边界范围桩号;爆破参数表:钻孔的孔排距及钻孔直径,钻孔方向及钻孔角度,爆破方量,总装药量,主爆孔装药直径、单位耗药量及最大一段起爆药量,预裂孔装药直径、线装药密度及最大一段起爆药量,爆破所需的火工材料及数量。钻孔平面布置图(边界点三维坐标、孔网参数、尺寸标注);钻孔剖面图(抵抗线方向剖面图);装药结构图(主爆孔、预裂孔分类分部位绘图);爆破网络图。

(2)工作面清理。每次造孔前,须将工作面浮渣清除干净,便于钻孔设备就位,以保证钻孔施工质量。工作面不平整度要求不大于80 cm,钻孔孔口周边50 cm范围人工扒渣至基岩,水平建基面预裂孔部位满足潜孔钻机架钻要求。

(3)施工测量。施工前,由测量人员会同监理工程师进行地形测量,绘制实测断面,经工程审批后,作为计量依据。按设计图纸要求放出每次开挖的轮廓及开口线、开挖坡度,并做出明显标志。按爆破设计参数放样,预裂孔逐孔编号放样,放样内容包括:孔位、孔口高程、孔斜、方位角、孔深等参数,每孔清晰标识注明,并提供准确无误的测量资料给施工作业队。预裂面开挖完成后,测量检查预裂面的超欠挖值及预裂孔方向偏差,提交资料便于技术及质检人员用作分析总结与验收所用。

(4)安装样架。为了保证开挖质量,造孔钻机必须安装样架导向,样架牢固固定于基岩上,使钻孔造孔过程中不致变形移位。

(5)造孔施工。钻孔人员严格按测量放样的孔位、倾角、钻孔方位及提供的钻孔深度施工,要求主爆孔孔位水平误差小于±10 cm,孔深误差小于±20 cm;预裂孔孔位水平误差小于±3 cm,孔深误差小于±10 cm,钻孔角度偏差不超过允许误差范围。对于预裂孔造孔,钻机定位后,用吊线锤确定钻孔方位角,用高精度量角器测量钻杆角度,开孔1 m深度范围内,采用低风压、慢进尺行进,并在钻进0.2 m、0.5 m时,校准角度,调整钻杆方向再固定钻具。钻进1 m后,加大风压,正常钻进。每钻完一孔后,用高风压吹净孔内积渣及岩粉,卸下钻杆,量测实际孔深并记录,作好孔口封闭保护,并在孔口插孔呈标识,以便于装药时找孔。

(6)造孔质量检查。每爆区钻孔施工完成后,经初检、复检、终检三级检查合格后,由项目部质检人员会同监理工程师进行验收,发现不合格及时处理。

(7)装药、联网。主爆破孔装药:先由技术员按钻孔深度计算每孔装药量,并将炸药分放在炮孔旁边;炮工装药前,先检查炮孔深度,再按设计要求装药。预裂孔装药:先由技术员按线装药密度,计算药卷绑扎间隔距离,然后按要求用竹片绑扎药卷。绑扎好的药卷装入预裂孔之前,先检查预裂孔深度,做好孔深和装药记录。封堵:装药完成后,进行孔口封堵。预裂孔堵塞先用编织袋封堵至预裂药卷顶部,然后采用粘孔或炮灰泥相对密实封堵至孔口;主爆孔堵塞则由药卷顶部密实封堵至孔口。网络联接。网络联接前,非施工人员必须离开工作面,网络联接技术员、质检员全过程旁站监督、检查及验收;雷管分发由炮工专门操作,必须同时握住雷管和导爆管进行分发,以免雷管和导爆管断裂;必须导爆管与传爆雷管采用反向联接,导爆索与雷管采用顺向联接;联接部位采用黑胶布全包裹绑扎。

(8)起爆与出渣。装药联网后,进行检查验收,由监理工程师签发准爆证后再实施起爆。起爆前,按规定进行人员撤离、警戒。每一爆区爆破完成后,组织挖运设备进行出渣,然后转入下一循环爆破施工。

5 材料与设备

主要材料为炸药、导爆索、导爆管、毫秒雷管等火工材料。主要设备为潜孔钻、液压钻、手风钻、高精度罗盘仪、全站仪,另外需配置推挖运等通用土石方施工机械。现场不设空压站时,还要配置相应数量的移动式空压机。

6 施工质量与安全

(1)施工质量控制。测量人员根据爆破设计布孔图对预裂孔进行放点,控制预裂孔间距。利用测斜仪、罗盘进行倾角的控制,采用方位控制点、孔位、三角吊架及线锤等进行方位的控制。预裂钻孔过程中,安排有经验、技术好的钻工,采用性能好的钻孔施钻。钻孔过程中,勤测勤纠,根据岩粉出露情况,及时调整旋转速度和钻进速度。安排专职质检人员或技术人员进行盯钻及成孔的质量检查、记录、调整。

(2)施工安全控制。开挖过程中,对火工材料的保管、运输、使用,以及炮孔装药、联网、封堵、起爆、验炮、警戒等工序严格按照《爆破安全操作规程》进行。开挖严格按照由上至下的顺序分段进行,每个梯段开挖后,对坡面松动岩石处理合格后,再进行下一梯段施工。各作业设备严格按照相应的操作规程执行,特种设备操作人员持证上岗。

7 结语

该文通过工程应用和实践,总结出了一套切实可行且能保证水平建基面开挖质量的水平预裂爆破施工的方法。

参考文献

钻前施工总结范文第4篇

关键词:换装硐室大断面施工;使用液压钻车;提高安全质量预控。

1 问题的提出

近年来,随着现代化矿井建设的需要,诸多的煤矿井下逐步推广使用胶轮车,为满足井下胶轮车的使用所需,一些立井下料和斜井下料系统,料车到达井底车场后要改换胶轮车运输,就需要配有起吊装置的换装硐室,通过起吊去完成车辆的转换环节,最后采用胶轮车将物料运送到各个具体用料地点,为此研究换装硐室的施工工艺更具有现实意义。

2换装硐室大断面施工的概况

2.1 概况

研究光爆锚喷大断面施工的工艺,有江苏省矿业有限公司宜兴项目部负责承包施工的在山西省孝义市境内:其所属山西焦煤汾西矿业宜兴煤业胶轮车换装硐室,最大掘进断面积达72.21m2,是目前江苏省矿建史上施工断面最大的硐室,研究其施工工艺,为施工类似巷道提供有参考价值施工工艺及方法,结合该巷道的断面规格、围岩特征、技术装备条件,运输环节等综合因素来考虑,从大断面掘进的安全管理、制定科学合理的施工工序、采用矿用液压钻车先进的施工设备、对牛腿扎钢筋及浇灌的工艺的改进等方面去全面分析,做到安全施工、支护工艺合理,施工质量得到保证,工效大幅提高。

2.2地质概况

汾西宜兴煤业胶轮车换装硐室布置在副斜井井底车内,巷道岩性主要由灰黑色泥岩、褐灰色粉砂岩、深灰色生物屑泥晶灰岩和煤层组成。岩性变化较大,下部多为砂岩、泥岩,泥岩中常夹有不可采煤层(一般厚度0.2m~0.4m,计4层,间距1.8m~2.0m),比较破碎,采取锚网喷+锚索支护方式必须加以考虑岩性。

2.3巷道初始设计

2.3.1因考虑岩性为泥岩,支护主要技术参数变更如下:

巷道初始设计采用工程类比法,支护方式为直墙半圆拱形锚喷网索支护方式,其主要技术参数如下:

①巷道支护规格半圆拱,毛断面宽×高为:8.4×8.5m2,断面积为63.81 m2,全断面每排共布置31根锚杆,半圆拱,毛断面宽×高为:8.4×9.5m2,断面积为72.21 m2,全断面每排共布置33根锚杆,锚杆选用直径22mm、长2200mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆,间排距均为700mm,铁托盘规格为:150mm×1500mm×12mm。

②钢筋网规格:由直径6.5mm的圆钢加工而成;金属网采用电焊平网,规格:网片尺寸2.0×1.0m2,网孔尺寸150×150mm2 ,铺设双层钢筋网。

③锚索:布置在巷道拱部位置处,锚索规格为直径21.5mm,长度8300mm 。

间排距均为2000mm,每排5根,

④初喷混凝土厚度50mm,复喷厚度150mm,成巷总厚度200mm。

⑤直墙部位锚索组合梁支护,每2m为一组,组合梁规格:采用14#槽钢加工,单根长2.4~4.4m,孔间距2m。锚索规格:φ17.8mm,长度6500mm,组合梁采用14#槽钢加工,单根长2.4m,眼距2m。锚索组合梁呈梅花形布置,间距1m,排距0.5m。

⑥换装硐室施工期间,对16个支撑起重梁的立柱牛腿浇注钢筋的钢筋配筋图进行提出改进,既做到不影响设计强度,又做到提高扎钢筋的工效。

3施工工艺

3.1 大断面掘进施工工艺

巷道设计长度40m,巷高8.5m~9.5m,决定采取四分层掘进,上分层掘进高度为确保安全施工,控制在2.6m为宜,方便职工挪移超前探梁、打安全点以及炮后敲帮问顶等工作;二分层掘进以拱基线为准,方便职工画圆,掌握巷道施工断面尺寸,三分层以刷帮为主,高度以1.8m为佳,在施工下分层(直墙部位)时,为调动班组职工积极性,将刷帮段三班划分开施工。

3.2 关健施工要点

小断面与大断面高差挑顶施工,从安全角度考虑,应采用小断面按+30°施工达到设计高度后,按设计断面及顶板标高向前掘进3m~5m后,再反向掘进。经比较,此次换装硐室挑高断面施工采用后一种挑顶方法。

平行作业:打眼与出碴平行作业;喷浆与出碴平行作业;掘进与刷帮平行作,提高工效。

要坚持正规循环作业,一掘一锚喷(初喷临时浆)。

4支护施工工艺

4.1使用设备选择

换装硐室施工钻炮眼上部分层工具采用7655型气腿式凿岩机;巷道下部5.3m范围使用cmm2-15煤矿用液压钻车进行钻眼,以

此提高掘进工效。巷道拱顶锚杆锚索施工均采用mqt-120/2.4气动锚杆钻机锚钻眼、安装;拱基线高度5.3m以下的直墙部分施工锚杆,包括两帮锚索组合梁,均采用山西天巨重工机械有限公司生产的cmm2-15煤矿用液压钻车,执行标准:q/jqp15-2010mt/t199。耙装设备使用p-60岩石耙装机,配1吨矿车运输,喷浆机使用pc7(b)湿式喷浆机。

4.3使用液压钻车具有以下优点:

①保证了作业人员的方便操作与安全;该液压钻车能够实现顶帮同时支护等功能,最大定位支护高度4m。

②该液压钻车的使用,大大提高帮锚杆施工和安装的工效,特别对直墙部位锚索组合梁安装更为方便快捷,有效的保证帮锚杆、锚索的角度。若使用传统风动工具施工帮顶锚杆、锚索时,工序复杂,效率较低,由于帮直墙部分有5.3m高,还需要搭设脚手架和操作平台,还存在高空作业,不利于安全管理和工效的发挥。

5 安全管理预控重点

顶板安全管理:使用好前探梁及安全点柱,拱顶部分支护要及时,严禁空顶作业。 钻眼和爆破安全管理:严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮制”,专人负责设好爆破警戒。岩石耙斗机的安全管理:耙斗机司机前方设护身柱和护身板,防止滚矸伤人;耙装机运行时,耙斗运行范围内不准有任何人。 牛腿扎钢筋立壳子板和浇灌期间安全管理:搭牢操作平台,高空作业人员系带好安全带。

6 经济效益分析

6.1 施工工期

换装硐室大断面工程量40米,矿方下达掘进日计划为0.8米/天,计划工期50天,我方实际掘进日进尺达到1米/天,实际工期用40天,提前10天完成掘进任务,浇灌牛腿及底板硬化矿方给10天工期,实际使用8天完成任务。

6.2 经济效益分析

6.2.1 总体评价

由于该换装硐室施工前项目部对其施工工艺进行反复研究,对施工方案进行多次论证,各项准备工作比较准备充分,加上使用液压钻车钻眼,大大提高工效,所以整个施工过程比较顺利,安全上杜绝轻伤及以上人身事故,工程质量达到全优,施工工效也比较高,材料成本管理业较好,所以综合效益经测算也取得了较好的经济收益。

6.2.2 经济效益分析

该换装硐室综合单价5万元/米,整体工程综合造价为200万元,其中材料费用1.8万元/米,其占72万元,人工费用1.5万元/米,其占60万元,其它费用占20万元,毛利润为48万元。

7 结语

随着全煤炭行业都在加快推进现代化矿井的建设步伐,以实现矿井生产规模化、装备现代化、队伍专业化、管理信息化等内容为目标,真正实现安全发展、科学发展的煤矿总体发展目标。

因此井下采用无轨胶轮车作为辅助运输设备,也越来越多进入现代化煤矿井下,为其配套的胶轮车换装硐室、胶轮车检修硐室、油脂库等大断面硐室施工也就不可避免,认真总结研究分析类似胶轮车换装硐室这样大断面硐室的施工工艺,更具有现实意义,在大硐室施工中首先要对安全管理系统实现全面预控,从设备的选型使用上不断追求创新,尽可能上现代化的大功率设备,从施工工艺上不断探索研究,在提高工效上不断追求创新,对综合经济效益进行认真分析,为加快现代化矿井的建设步伐而产生更大的社会效益。

钻前施工总结范文第5篇

2015年,AAAA测井公司在苏里格BBBB桃A井,桃B井,桃C井丛,桃D-1H井等八口井使用大通径桥塞分簇射孔施工工艺,现就施工情况总结如下:

一、大通径桥塞+可溶球工艺的优势

近年来,国内主流分段工艺具有钻磨时间长,生产通道小,压裂球不可溶等特点,而采用大通径桥塞加可溶球的施工方案,可充分发挥该工艺“免钻磨,压裂球可溶,生产通道大”的优势,大大减少甲方的建井投产周期和钻磨桥塞费用。

二、现场施工步骤

1、按照施工方案的内容做作业前准备。

2、作业前与相关方进行技术及安全交底。

3、布置井场,摆放设备。

4、组装防喷管、大通径桥塞及多级射孔器材、安装井口设施。

5、进行入井作业,组装下一层多级射孔器材及大通径桥塞。

6、一层作业完成后拆除射孔器材,投可溶球,连接下一层射孔器材并装入防喷管中,将井口移交压裂。

7、重复5-6步骤,至施工结束,拆除射孔器材、电缆防喷装置及井口设施完成全部作业。

三、获得成功经验

1、在装配射孔枪及大通径桥塞环节,因多级点火装置环节较多,任何一个小的错误都可能导致返工,我们通过控制装配细节,每一步检查导线的通断绝缘,检测选发模块及进行寻址,多人进行检查复核,基本保证了下井一次成功,避免因返工浪费大量时间。

2、提高了防喷装置安装时效。因防喷装置较笨重,安装所花时间较长,针对这一情况,我们通过对小队人员的技术培训,优化安装防喷设备时的环节,设计利于安装的工具,现已大大提高了防喷装置安装时效。

四、问题及改进措施。

1、施工时效较慢。因大通径桥塞属于新工艺,小队人员在装配多级点火装置及大通径桥塞时显得不够熟练,装配时间较长,针对这一情况,我们专门组织人员对小队进行了技术培训,要求每位小队人员达到熟练装配;其次,在第一层射孔器材下井后,小队人员迅速进行其他层射孔器材装配,在压裂开始前将射孔器材装入防喷管并连接到井口,压裂一结束即可开始下一层射孔。通过几口井的锻炼,我们已将每一层的施工时间从6小时缩短到4小时以内,下一步我们将继续对小队装配环节进行培训,争取进一步提高施工时效。

2、密封脂问题。在XXXX井,因低温天气出现密封脂过于粘稠无法密封井口的问题,针对这一问题,经过与厂家技术人员交流,我们更换了更适应低温天气作业的冬季密封脂;其次,在白天气温较高时,提高施工时效,将施工作业尽量在白天完成,降低井控风险。另外,因冬季井控需要,电缆在起下速度上较夏季更慢,施工时间更长。

五、意见及建议

钻前施工总结范文第6篇

关键词:油气管道;定向钻穿越;勘察设计;施工技术

自上个世纪八十年代初,我国引入了第一台RBS型钻机,从此在我国实现了油气管道的定向钻穿越。目前,定向钻穿越技术已经在我国的西气东输多线管道建设中得到了成功运用,发挥出了很大的作用和价值,同时其技术也愈来愈成熟。但与此同时,该技术在应用中也出现了越来越多的新问题。尤其是在油气管道定向钻穿越的勘察设计中,存在的问题较多,极大地影响到了实际施工质量。只有及时找出问题,总结经验教训,采取有效对策,才能够更好地运用该技术服务于油气管道建设。

1油气管道定向钻穿越的勘察问题及对策

1.1油气管道定向钻穿越的勘察问题

近年来,随着我国西气东输多线工程建设中对定向钻穿越技术的成功应用,发现的问题也越来越多,尤其是在前期勘察中的问题非常普遍。最大的问题在于地质勘察资料与实际施工中所遇到的情况不符或存在较大偏差,从而导致施工困难。通过对比分析原勘察资料和施工实际情况及后来补充勘察的资料发现,其主要存在的问题为:①原勘察资料中未查清卵石层的厚度、分布及粒径大小等信息:这主要是由于河床及两岸堆积物历经无数冲淤后变化较大,单纯依靠钻探很难探测准确所导致的;②原勘察资料中未查清基岩裂隙的分布情况:这主要是因为地段覆盖层厚度较大,较难直观观察确定,只能利用钻探等手段来判断,而这些手段又与操作技术水平及判定者专业水平有关,故容易出现误差;③原勘察资料中未查清岩体强度及其差异性变化规律:这主要是由于岩体因成岩过程的特点及差异风化作用而强度变化较大,而取样时又难以取到代表性岩样所导致的。

1.2油气管道定向钻穿越勘察问题的对策

为解决在油气管道定向钻穿越勘察中遇到的问题,需采取以下对策:①综合应用钻探、工程地质测绘、工程物探相结合等方法进行地质勘探,尽可能地查清地层情况,提供准确资料,减少数据误差;②充分了解河床岸坡情况,收集地质及河流水文资料、历史变迁资料等,细致调查已有的上下游水利工程情况;③灵活布置勘察工作量,以因地制宜为原则,依照实际情况合理调整钻孔间距;④若地质条件较为复杂,需要适当缩小探孔间距、增加探孔数量,并辅以地质雷达、地震勘探等高新技术手段进行勘察,以及重点查明区域深度上下的地层情况;⑤取样要具有代表性,并适当增加岩样及土样的取样数量;⑥钻探后必须以压力注浆封堵勘探孔,避免施工中发生探孔冒浆现象。

2油气管道定向钻穿越的设计问题及对策

2.1油气管道定向钻穿越的设计问题

在油气管道定向钻穿越的设计中,主要遇到的问题有:①穿越位置及断面选择问题:由于穿越位置的断面通常两侧地形存在较大起伏,因而导致两岸出、入土端与江底水平段存在较大的高差,容易因泥浆压力不均而引发冒浆等状况;②穿越层位选择问题:在油气管道定向钻穿越的设计中,经常出现地层选择不合理的情况,例如未充分考虑避让粗砂、流沙、砂卵石层、变异系数过大及软硬不均的岩石段等不良地层,这极大地增加了定向钻施工穿越的施工难度,甚至导致施工失败。

2.2油气管道定向钻穿越设计问题的对策

为解决在油气管道定向钻穿越设计中遇到的问题,需采取以下对策:①应尽量选择那些两岸地形起伏较小的位置来设计路线,若实在两岸高差较大,则应采取有效的措施保证实际施工时的成孔质量,防止冒浆现象的发生;②若遇到不良地层之时,应先该根据现场勘探结果对地层情况进行初步分析,并结合地质构造情况,在设计时尽可能地避开那些深大断裂的河段和急弯,必要时可合理选择钻进设计曲线;③如果遇到卵石、流沙等情况,需先采用开挖换填法、下套管法、注浆固化法等方法对其进行有效处理。

3油气管道定向钻穿越的主要施工技术

目前我国的油气管道定向钻穿越施工主要分为三个步骤:①钻导向孔:该步骤关系着整个定向钻穿越施工的成功与否,是非常重要的一个步骤,在导向孔钻进过程中需随时通过控向系统监测钻头位置及钻进方向,获取相关数据,以便随时调整;②预扩孔:在进行预扩孔作业时,需要根据地质条件的不同而采用不同的扩孔器;③管道回拖:该步骤需要待孔径扩至符合要求后才能够实施,其是将管道回拖至钻机侧,以完成施工过程。

4结语

综上所述,在油气管道建设中,对定向钻穿越技术的应用十分重要,但目前我国在定向钻穿越勘察设计中尚存在一些问题,只有在实际工作中不断寻找这些问题,分析其产生的原因,并采取有效的对策解决,才能够保障施工质量。

参考文献:

[1]曾强,陈杰,亢会明,康胜.油气管道定向钻穿越勘察设计和施工中存在的问题及对策[J].石油工程建设,2012,01:29-32+84-85.

[2]赵帅.油气管道定向钻穿越技术[J].石油工程建设,2009,02:37-40+3-4.

钻前施工总结范文第7篇

关键词:长距离;水平定向钻;穿越

中图分类号:P634.7文献标识码:A

1 本课题穿越工程背景

本课题研究的穿越工程位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗和包头市土默特右旗交界处黄河成品油管道穿越。穿越处位于黄河河套平原包头段,地势较为平坦,地貌属于现代黄河冲积平原。穿越处地层勘察深度范围内分为5个大层。穿越段场地内的地层岩性上部①~②大层主要由粉土、粉质黏土及粉砂等组成,由于受黄河河道摆动影响沉积,地层复杂,各层层位变化较大;④层为粉砂层,水平穿越段在该层中经过。

管道穿越处为不通航河段,穿越处两岸大堤规整,为土质结构。黄河穿越段的管线设计压力为10.0MPa,穿越段管线为D355.6×9.5L415直缝高频电阻焊钢管,采用一次定向钻方式穿越,穿越工程等级为大型。线路实长3253.3m,其中定向钻穿越段3200m。

穿越工程采用导向孔对接工艺穿越黄河,黄河南岸为辅助钻机钻进,北岸为主钻机钻进,对接点设置在离主钻机1500m处,对接完成后,南岸钻机退出,北岸钻机沿南岸导向孔继续钻进。

2 一次穿越失败过程及原因分析

2.1一次穿越失败过程

主管导向孔于2012年10月16日开钻,10月24日北岸正式开钻,11月16日完成钻杆置换,开始进行扩孔前各项准备工作,出现无法转动及拖动的现象,发生抱钻,穿越失败。

2.2原因分析

2.2.1技术储备不足

黄河穿越长度3200m,管径虽小,但距离长,是国内目前最长距离的定向钻穿越,世界上也是第二长的穿越工程。整个穿越长度中有3120m在粉砂地层中穿过,风险本来就很大,国内没有超长距离穿越的实践经验,对超长距离的穿越风险认知还不够,技术准备还不充分。

黄河定向钻3200米的距离在国内是首次使用一次穿越,工程具有失败的风险。而某D457原油管道黄河穿越位置在本次黄河穿越上游平行65米处,主要经历层位相似,采用的是两次穿越+大开挖连头的方案。而本次穿越置换过程中从现场仪表指示来看,有时启动扭矩超过90000 N.m,这是很危险的,一旦启动扭矩超过钻机的极限就无法起动,出现抱钻。

2.2.2穿越技术难度较大

2.2.2.1穿越两端距离偏长;

2.2.2.2导向孔由于地质原因,容易出现不成形的现象;

2.2.2.3穿越长度超长且地质条件为粉砂层,流动性较大,极易产生抱钻、卡钻现象,施工难度较高;

2.2.2.4内蒙古地区正处在冬季,气温低,虽采取冬季施工措施,但机械设备、泥浆系统仍容易出现故障,现场施工难度大。

3 黄河定向钻二次穿越成功

在总结第一次穿越经验教训的基础上,邀请国内外技术专家对工程关键工序、工艺进行深入论证,制定并完善施工方案,调派两台350吨以上的大型钻机,实施精准对接穿越,配备经验丰富的项目管理团队和两个标准化机组保障工程建设顺利进行。黄河穿越再穿主钻机、辅助钻机入土点是在原入土点基础上分别向黄河下游平移10m。5月21日黄河定向钻穿越进入连头、试压施工准备阶段,黄河定向钻穿越顺利完成,创造我国同管径水平定向钻穿越最长纪录。

4 施工技术要点

4.1钻机及配套设备就位

根据规范要求,并考虑最大限度降低施工风险,采用两台大吨位钻机施工。

4.2钻机及配套设备就位

按操作规程标定控向参数,为保证数据准确,在穿越轴线的不同位置测取,且每个位置至少测四次,进行对比,并做好记录,取其有效值的平均值作为控向Line Az值。

4.3泥浆系统

据设计文件的地质资料,穿越经过地层主要是粉砂层,穿越距离长,易缩径,造成钻杆被抱卡,使钻杆扭矩增大,推力或拉力增加,因此对泥浆的要求比较高,为克服这种不利因素,采取以下措施:

4.3.1聘请中国石油泥浆专家进行前期泥浆试验和泥浆方案的制定并进行现场指导。

4.3.2现场取土样水样,按照实验室确定好的泥浆配比修订配比数据,符合配比要求后用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出具有高效护壁、降扭等特性的泥浆,保障穿越成功率(主选CMC系泥浆)。

4.3.3为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,增加泥浆储存罐至5个和2个泥浆快速水化装置。

4.3.4对施工用水源进行检验,使用符合泥浆配置要求的施工用水。

4.4钻机试钻

开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作,试钻1~2根钻杆后,确定系统运转正常,即可正常钻进。

4.5钻导向孔

主、辅钻机进行导向孔穿越施工,采用PARATRACK2控向仪,布人工磁场2-3个,在无法布磁场的位置租用2套进口磁靶交替使用,以达到精确控向的目的。

两台钻机相互协调工作,当主钻机的探头与辅助钻机的目标磁铁之间的间距控制在5m以内时,即可进行双方导向孔的对接。对接成功后,辅助钻机逐步回退钻杆,同时,主钻机一边采集辅助钻机目标磁铁的磁信号,一边利用采集的磁信号控制钻进方向,使之逐步向辅助钻机已形成的导向孔平缓趋进,直至沿辅助钻机的已完成的导向孔出土,完成整个导向孔的穿越。

4.6预扩孔作业

如果发生扩孔不顺畅等,则需进行一次洗孔。实际扩孔尺寸根据现场情况进行调整。

根据地质情况及扩孔情况,合理确定扩孔尺寸和扩孔器水咀的数量和直径,保证泥浆的压力和流速,从而提高携带能力,减少岩屑床的生成。

4.7管线回拖

为保证回拖的顺利和防腐层不受破坏,采取以下措施:

措施一:管线回拖采用开挖发送沟发送,条件不允许的地方架设滚轮的方式进行。在管道入洞前设置猫背,保证管道顺畅入洞。

措施二:在回拖作业时,增加高泥浆,使高泥浆象薄膜一样附着于防腐层表面,减小回拖阻力,保护防腐层。

措施三:回拖前后,准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪,安排专人巡视管线。

5 应急预案

5.1钻导向孔应急预案

钻导向孔时,需要安装支撑套管,套管规格为Φ323.9×12mm,因此,必须采取措施防止套管抱死。为防止套管抱死,提前制作好套洗套管的专用工具备用。

5.2预扩孔应急预案

对于预扩孔阶段卡钻,采用套洗专用工具套洗解卡,并及时调整泥浆配方,以控制地层塌孔程度并携带出堆积钻屑。如果套洗仍无法解卡,可以采用辅助钻机拖拽解卡。

5.3回拖应急预案

一旦卡钻,在4小时内可以实施反回拖解卡。由专业化抢险队实施反回拖预案。可采用滑轮组进行反回拖作业。

6 结论

定向钻需要多岗位、多人员协调作业,施工过程中要避免停工。大型河流的定向钻穿越,尤其是中上游河流,地质条件复杂。因此,在进行施工时,首先要对地层条件有充分的认识,根据不同的地质特点,选取合适的钻机、钻进工艺、泥浆参数、施工方法等。在进行穿越施工时,要尽量避免对地层的多次扰动。在较小的范围内多次成孔,人为的造成地层的破碎将不利于穿越的成功。若一次穿越不成功,最好偏移一定的距离后再进行穿越。

针对长距离砂层穿越风险,在钻具和泥浆两方面进行了工艺改进,通过增加菱形耐磨口和扩孔刀头,有效提高钻具耐磨性、扩孔效率和孔洞成型质量。通过科学调整泥浆配方,解决了黄河施工区域水质不良造成泥浆稳定性较差的问题,满足了穿越砂层对泥浆低滤失、良好悬浮性及流变性要求,保证钻屑的充分携带和对孔壁的有效支护,确保扩孔作业逐级顺利完成。这是在定向钻施工领域内一个有益的探索与实践,为今后类似的穿越工程积累了宝贵的经验。

参考文献

钻前施工总结范文第8篇

关键词:长螺旋钻孔桩 CFG桩 钻门

CFG桩经过十多年的研究和推广应用已在我国的北京等十多个省市自治区的工业与民用建筑的地基处理中得到广泛应用。CFG桩有多种施工方法,其中长螺旋钻孔灌注成桩施工方法与沉管灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩等其它方法相比,具有施工噪声低、无泥浆污染、符合环保要求、设备行走灵活、成桩速度快、地层实用性强、经济效益好等优点,是一种很有发展前途的施工方法。目前在北京等地区长螺旋钻孔灌注成桩法得到了广泛的应用。

长螺旋钻孔灌注成桩也称长螺旋泵压混合料成桩,首先用长螺旋钻孔到达预定深度,然后提升钻杆。同时用高压泵将桩体混合料通过高压管路的长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩。大量实践证明,CFG桩复合地基设计,就承载力而言不会有太大的问题,而可能出现问题的往往是CFG桩的施工。本文就长螺旋钻孔灌注成桩在实际施工中遇到的一些技术和成桩质量问题进行讨论并探讨防治措施。

1. 长螺旋钻孔到达设计孔深后钻门打不开,造成堵管和爆管

长螺旋钻孔钻头两边设计有2个抛物线型钻门。在施工过程中两钻门关闭防止钻屑进入钻杆内造成钻杆堵塞。当泵砼时两钻门打开,由此将砼灌入孔内。

钻门打不开的原因:一是所用钻头钻门本身卡死或因机械损坏等造成,因此,每次施钻前应检查钻门是否卡死;二是由于所钻地层为胶结性强、富含水的塑性粘土层,在钻进过程中出现泥包钻头现象,因此将两钻门包死,在钻到预定孔深后泵砼时钻门打不开。在北京上地佳园住宅小区9号楼cFG桩施工中就出现了这种情况。其地层情况见表1。

由表1可见,在③一。层和接近孔底的④一,层均为饱和可塑粘土,实践证明钻进此类地层时易出现泥包钻头现象使钻门打不开。

最初我们是将已钻到孔底的钻具全部提出孔外,将包裹在钻头上的泥清除后再下钻到孔底开始提钻泵砼,此法虽然解决了成孔施工,但2次下钻不仅降低了施工效率,同时也易使孔径超差造成不必要的浪费。后来采用了钻具回转泵砼法,就是在泵砼的同时使钻具在提拉的正向回转,使挤压在钻门的泥松动或脱落,从而在压力砼作用下将钻门打开,当钻门打开后停止钻具回转。采用此种方法效果较好。成桩后的桩经测试完全符合设计要求。

另外一种情况是所钻地层为饱和砂层,在提钻过程中坍塌而堵死钻门。遇到此种地层采用底开门钻头。所谓底开门钻头就是钻门在砼挤压下其底门及钻尖一同向下开起。与侧开门钻头相比,此种钻头的特点就是开门在钻头的底部,避免了侧向挤压钻门使之打不开。采用此种钻头在北京朝阳区辛庄工地取得了较好效果。开始采用侧开门钻头每天成桩3根,爆胶管2根,成桩困难,改用底开门钻头后避免了因钻门打不开的堵管现象,每天成桩80根。

2. 憋钻和卡钻

长螺旋钻孔施工中的憋钻就是在钻进过程中钻杆突然自动停止回转,严重时会烧毁动力电机。造成憋钻的主要原因是施钻过程中钻具下放速度过快,致使钻出的钻屑来不及带出孔外而挤压在钻杆与孔壁之间,严重时就造成卡钻事故。所谓卡钻就是当憋钻后原钻具拉不起来,如若强拉就会造成钻机其它部位受损,如液压支腿损坏或主卷扬钢丝绳拉断等。实践表明,憋钻在任何地层施钻时都会发生,而卡钻多在硬一些含砂砾的地层中发生。如果出现憋钻,立即关掉回转动力电源,将钻具用最低提升速度提起后重新施钻即可。如果出现了卡钻,首先应将钻机塔下大梁用机枕木垫好,再用最低提速提拉钻具,必要时使用其它起重机械帮助提升。

处理事故是很麻烦的事,着手于事故的预防就显得尤为重要,施钻前组织施工人员熟悉所施钻地层情况,制定合理的施工方案,在施钻过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整,采用间歇式钻进方法,即钻进~空转一钻进,钻进至设计深度后空转30~60 s,待电流稳定后停钻,以避免憋钻和卡钻事故。

3. 断桩、缩径和桩身缺陷

长螺旋灌注桩在成桩后施工中会出现断桩、缩径和桩身缺陷等质量问题,大量的施工实践证明:在饱和软土中成桩易出现缩径和断桩;在饱和砂层中成桩易出现断桩。

在饱和软土中长螺旋灌注成桩造成缩径和断桩的原因是在连打作业中如泵送砼时压力过大,已打邻桩被挤压造成缩径或断桩,在饱和砂层中出现断桩的现象是由于桩机提升钻杆线速度太快,泵砼量与钻杆提升速度不匹配,在钻杆提升过程中钻孔内产生负压,使孔壁塌陷造成断桩。无论在任何地层中,长螺旋灌注成桩钻杆提升速度与泵砼量不匹配,都会出现断桩和桩身缺陷,特别是在饱和的砂层和易塌陷的杂土层更为严重。为此在施工中应确保砼灌注的连续性。钻杆提升速度为1.8~2.5 m/min,保证钻头在砼里埋深始终控制在1m以上,保证带压提钻,充盈系数控制在1.3~1.5之间。

提钻速度与砼泵送量的关系可根据下式计算:

式中:v1 ――砼实际输送量,m3/min; v――钻杆提拔速度,m/min; a――桩体充盈系数;D――桩径,m。

在施工中还遇到这样的问题:就是在桩的保护桩或保护桩以下产生桩身夹砂、空心或“萝卜心”,浅的几十厘米,深的1m多。例如我们在北京通县某工地施工中有1/3的桩出现此类现象。造成这类桩身缺陷的主要原因是因为在桩上部灌注时提钻速度过快,钻头没有埋在砼里,致使在钻头提拔过程中桩身在钻门两边为砼而两边为砂,流动的砼包了砂造成夹砂桩;另一种情况是灌注过程中地层没有塌陷而是钻门出来的砼将浮灰(上部离析砼)包裹成“萝卜心”桩。因此在施工中确保砼灌注的连续性是至关重要的。