黄土地区油田建设岩土工程技术研究及应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 黄土地区油田建设岩土工程技术研 究及应用 摘 要：随着陇东地区地下原油 的勘探开发，油田在黄土地区地面建设 过程中的岩土工程技术问题日益突出。 本文在介绍的区域岩土环境、地貌特征 等基础上，从两年多来实践经验的角度 出发，以镇泾油田的某联合站区域为重 点，就该区域内岩土勘察、勘察设计以 及地基处理方面的数据成果和成熟施工 经验进行论述。 中国论文网 /8/view-12931098.htm 关键词：湿陷性黄土；黄土地貌； 探井；静力触探；湿陷等级；灰土挤密 桩 1.绪论 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 镇泾油田自 2004 年开始地面建 设，该油田区块主要位于甘肃省东部的 镇原县与泾川县境内，该区域属于典型 的黄土地貌。建成的地面厂站及设施包 括：联合站、转油脱水站、增压站、集 输支干线、油区主干道、采油队点等。 2.区域自然地理地貌 2.1 气象 镇泾油田区块为北温带半干旱大 陆性季风气候。降雨量年、月分布不稳 定，一般七、八、九月降水偏多。年平 均气温 8.9，降雨量 626.7mm，蒸发 量 1500mm。标准冻土深度 0.8m。 2.2 黄土地貌 该区域属陇东黄土高原沟壑区， 高程为 10001420m。区域内地貌类型 根据成因及形态可分为以下三种主要类 型。 2.2.1 黄土沟间地貌 a. 黄土塬：该区域面积大于 100km2 的黄土塬面有两个，分别是联 合站所在的平泉玉都镇塬面和屯子 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 镇上肖乡塬面，海拔 1280m 至 1420m。西北东南走向，地势西北高、 东南低，地势大致由西北向东南倾斜。 东西坡降 15，南北坡降 3。黄土层 厚度达 150370m。塬面区以面蚀为主， 侵蚀次之。 b. 黄土梁、黄土峁：黄土梁和黄 土峁在该区域内的泾河、洪河沟谷与黄 土塬过度区域分布很广，与黄土塬一样， 是典型的黄土堆积地貌。 2.2.2 黄土沟谷地貌 联合站西北 100m 处和东北 900m 处分别发育着两条冲沟，呈倒“V” 字状汇聚于联合站正北 2.5km 处，与黄 土塬面最大高差为 180m。 泾河和洪河是区域内发育的两条 河流，洪河是泾河的支流，都可归类于 河沟。泾河河谷较为平缓，呈“U”，泾 川县城附近达 2km 宽。洪河在红河乡位 置的纵断面近似“V”形，沟底已切入基 岩。这两条河流与平泉玉都镇塬面的 高差约为 300m。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2.2.3 黄土潜蚀地貌 联合站东南 240m 处有个上口直 径约 3m，深约 2.5m 的不规则状黄土潜 蚀地貌，即黄土陷穴。黄土地区潜蚀性 地貌有很多种，主要包括黄土碟、黄土 陷穴、黄土桥、黄土胡同以及黄土柱等。 3.岩土勘察 3.1 探井 在湿陷性黄土地区，采取级土 样的主要工法之一就是探井。钻进设备 为车载洛阳铲，属冲击钻进方法，其成 孔直径为 500600mm，满足一个人下 井取土样的空间要求。 但是探井也有自身的不足之处， 其成孔后回填难度大；主要体现在深孔 的回填上，往往回填密实度或密度达不 到原状土的状态。在地表渗水或大量降 雨的影响下，地下如有柱状虚土或裂隙 时，极易形成黄土地区特有的潜蚀性地 貌，长时间的不断的发育会对地面建筑 物造成毁灭性的破坏。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 如果按湿陷性黄土地区建筑规 范的探井比例要求，即详勘阶段占取 样孔的二分之一以上，那在现场施工过 程中必须做好回填工作。建议对二级以 上重要等级的项目禁止人工回填，采取 机械夯实的方法。对于三级的工程，可 以采用人工回填，但单层回填土的厚度 不宜大于 500mm。 3.2 静力触探 镇泾区块联合站、综合服务基地 区域内的黄土塬地貌有其自身特点，即 黄土地层厚度相对较大。静力触探极易 适合于这种深厚、较单一的地层，能够 快捷、直观、全面的反应出地层分布、 深度以及对应的岩土参数。根据现场试 验，静力触探最深可达 30m。从勘察施 工周期和经济角度来说，这种原位测试 方式无意识最适合的法方。 需要指出的是，该区域内第一古 土壤层（古一层）含水率相对较高，局 部为黏土，呈软塑、硬塑状，且具有膨 胀特性。该层一般厚约 1.5m，底部为钙 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 质结核层，静力触探探头一般会在该层 受到较大的阻力影响。作业时要注意进 入该层摸排潜在不良地质作用的快捷手 段。 4.地基处理 黄土地区主要的特殊性岩土问题 是土的湿陷性。以玉都镇为中心的塬面 上，其根据室内试验得出的湿陷系数 ，区域内湿陷深度在 13.018.7m。得 出： 121.2366mm， 465869.3mm，对应单孔湿陷性计算， 区域内主要都为自重湿陷性黄土场地， 湿陷等级为。 根据湿陷性黄土地区建筑规范 ，镇泾油田区域内的建筑类型以分别为 乙类、丙类、丁类三种 2。结合现场处 理经验，从工艺复杂程度和技术经济综 合对比，采用灰土挤密桩和灰土垫层法 处理。以下分别就三种类别建（构）筑 物对应的地基处理方式做一介绍。 4.1 乙类建筑 对乙类建筑物采用灰土挤密桩整 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 片处理 2，在自重湿陷黄土场地，挤密 桩不应小于湿陷土层深度的 2/3，且下 部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不 应大于 150mm。 结合玉都镇范围内湿陷性计算， 处理厚度须达到地面以下 14.70m，同时 满足处理后的复合地基承载力大于 180kPa，这样既有挤密桩间土，消除湿 陷性作用，同时可提高地基土强度。成 孔后孔内采用消石灰与土体积配合比 2：8 或 3：7 灰土回填夯实，其压实系 数不宜小于 0.97，桩顶标高以上灰土垫 层小于 3.0m 时，压实系数不应小于 0.95；大于 3.0m 时，其超过 3.0m 的部 分压实系数不应小于 0.97。根据已有施 工经验，当桩身灰土压实系数不小于 0.97，桩间土的最小挤密系数不小于 0.90 时，复合地基承载力特征值可达 200kPa。 4.2 丙类建筑 丙类建筑，当地基湿陷等级为 或时 2，地基处理厚度分别不应小于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 3m 或 4m，且下部未处理湿陷性黄土层 的剩余湿陷量不应大于 200mm。 对于丙类建筑也采用灰土挤密桩 法进行处理方法，同样结合玉都镇范围 内湿陷性计算，灰土挤密桩桩达到地面 以下 9.70m，即可满足下部未处理土层 的剩余湿陷量不应大于 200mm 的丙类 建筑要求。成孔后孔内采用拌合均匀的 2：8 或 3：7 灰土回填夯实。桩顶标高 以上应设置 300500mm 厚的 2：8 灰 土垫层，压实系数不应小于 0.95。桩体 的压实系数不应小于 0.97。 4.3 丁类建筑 丁类建筑物在标注规范上未明确 规定，但鉴于湿陷性黄土对上部建筑物 的影响，勘察设计过程中提出，对于丁 类建筑物在地基处理方式上用灰土垫层 法，换填厚度最少满足 3.00m，即用 3：7 灰土进行分层夯实，回填至基础底 面标高。当控制垫层质量的压实系数不 小于 0.97 时，灰土垫层的承载力特征值 可取 200kPa，灰土垫