海上岩土工程钻探定位和孔深确定的.ppt

海上岩土工程钻探定位和孔深确定的对策,核工业柳州工程勘察院 李世刚 何平毅,摘要本文通过钦州港某码头的海上岩土工 程勘察钻探定位和孔深确定中碰到的一些 问题，提出海上钻探施工中应采取的一些 对策。 关键词：海上钻探 定位 孔深确定 影响因 素 参照物,1.引言,钻探的主要工序有钻机就位（定位）和钻进过程的记录（试验深度和孔深的确定）。在陆地上的钻机就位和孔深的测定由于参照物是静态固定，施工技术上不难解决；内陆河的水上钻探，钻机的就位由于河水水流方向和水位在一定时间内无太大的变化，即相对固定，其孔深的测定只要测一个水深和进尺总深度即可换算得知。而海上钻探由于受潮汐及海域影响，除存在钻具稳定性方面的问题之外，更有钻机就位和孔深进尺的测定方面的问题，故与岸上钻探、内河钻探有着明显的区别。,2.影响海上钻探钻孔就位和孔深测定的因素,2.1施工船只的选择。大船及专用施工船稳定性好，还有前后档位， 就位相对较容易，但费用较高，普通船的费用较低，但使用功能较 低，就位较慢。 2.2参照物的选取。适宜的定位参照物能加快钻机就位时间。 2.3潮汐影响。施工船的摆放方向最好垂直波浪方向，即垂直潮流方 向。 2.4船只驾驶员的驾驶水平，驾驶员能否尽快把船只停在适宜位置。 2.5天气影响，起风较大，海浪大，影响施工和孔位测定。 2.6海水流速的影响。海水流速过急，测绳无法垂直测出海水深度 时，不宜施工。否则测出的孔深是不准确的。 2.7测量人员的施工经验和测量设备的影响。测量人员如何指挥船只 就位以及所使用的测量仪器也很重要。,3.施工方法的选择,3.1钻孔定位方法的选择 海上钻探的首要工作是定位和钻机就位。陆地上的钻孔定位就是 用测量仪器测好孔位后打好木桩或竹签等标识即可。而在海上，孔位 可用仪器测定出来，但由于受水深及潮位影响，无法象陆地上设立固 定的孔位标签，用浮泡作标识，孔位偏差很大，可达2030m，而且 是不停变化的，还有由于施工用的一般船只在水面上不能象陆地上说 停就停。这里就关系到如何选择参照物了。选用海岸上的固定物作参 照物，因其离施工点太远而误差很大。因此选择一个较近的参照物就 非常必要了。用施工船，船大贯性大，难以随时停下来，往往是先前 差5米，经潮向及抛锚固定调整后变得相差10米了。其实是孔位已放 出来了，船没有停到孔位上。后来我们在工程实践中先用交通船（小 船）来放孔位，并把小船停在孔位某方向的10米范围内。再让大船以 小船作为参照物停泊在孔位上，并通过锚绳调整，很快就把钻机就位 的工作完成了。,3.2钻孔孔深的测定方法 由于受到潮汐的影响而使海水深度呈动态变 化，每时每刻都不同。因此在下好套管正式开钻 前，先测量好海水深度和船只闸板上测量点高 程，并在班报表上标明，以便换算孔口高程。此 后的钻探过程中，每次提钻前都要测量水深，并 记录在相应回次旁边，总进尺减去水深即为该次 时刻钻进到的孔深了。 另外，水流速度也影响着孔深的测量，故宜选用密度 大，体积小，重约23kg的测锤。当测绳的角度大于3 时，可用钻杆在套管外测定。也可在施工前在套管上作好 水深标记和初始深度，以后每次提钻前在套管上量测水位 差进行换算即可。当无法准确测量水深时，钻探工作应停 止。,4.工程实例,4.1工程概况 拟建的广西某散货码头位于广西钦州港果鹰 大道的南面，钦州港果子山作业区，该工程建设 规模为七万吨级散货码头，长度为289米，基础 拟采用重力式结构。拟建场地地貌上属于浅海平 缓滩涂地貌，总体海滩地势北低南高，东高西 低，离海岸边约1000米，施工时水深613米， 全在水里，地面高程-4.59-12.47m，最大高差 7.88m。,4.2场地工程地质条件 4.2.1自然地理及气候、水文 拟建场地所处区域位于北回归线南侧，地处低纬度地 区，全年受海洋湿暖气流影响，是国内气温较高，降水较多的地区， 属亚热带季风气候环境。年平均雷暴雨日数为97.9天，主要发生在 68月。常年主导风向为北风，强风向南，最大平均风速 8级，年 最大风速30m/s，年极度端最大风速36m/s；本地区潮波系太平洋潮 波，受北部湾潮波的干涉及地理条件的影响而形成非正规全日潮，一 月内全日潮约1925天，其余为半日潮。根据龙门海军水文站潮位资 料统计，本地区历年最高潮位5.83m，最低潮位-0.69m，平均潮位 2.40m，最大潮差5.52m，平均涨潮历时10h23min，平均落潮历时 8h；设计高潮位4.68m，设计低潮位0.40m。潮流具有往复特征，起 步码头前沿垂线的平均流速落潮流流速为0.99m/s，涨潮流流速为 0.96m/s，钦州湾水域走向为NW-SE向，湾口向南，外海SSW-S- SSE的来浪以及NNW-NW-NN向小风区浪对本港湾有一定的影响。五 十年一遇校核高潮位5.77m，五十年一遇校核低潮位-0.89m。,4.2.2地层 本次勘察查明，场地分布的岩土层主要有： （1）第四系海相沉积(Qm)而成的淤泥 （2）海陆交互堆积(Qhbm)而成的粘性土夹砂砾 （3）砾砂 （4）粘性土 （5）下伏基岩为下志留系砂岩（S1），风化层较厚。 总体上，上覆土层松软或松散，下伏基岩埋藏深 度不一，风化层厚度大，须跟管钻进到强风化 层。,4.3完成的工作情况 我院于2003年7月30日进场，8月15日结束野 外工作。本次勘察采用地面调查、钻探、室内外 试验等勘察手段完成。根据设计任务书及现场地 质情况，按孔距20m（40m）30m，共布置钻 孔41个，其中原状孔16个，标贯孔25个。本次勘 察共放样测量钻孔41个，实际完成钻孔41个，总 进尺415.02m，并完成相应的岩土样采取及野外 原位测试工作。 经换算后所得的孔口高程与海域图上的等高 线上的高程基本吻合，证明我们所采用的孔深确 定方法是可靠的。,4.4采用就近参照物定位前后的工作效率情况 野外施工于2003年7月30日至8月5日分为第一阶段。 由于缺乏海上施工经验，在第一天刚把船开到施工区域， 忙了一天也没有把孔位定出来。第二天决定先把施工区域 放出来，放了几个浮泡，钻机也放到位了，但因放孔花了 近三个小时而施工时间不足，造成钻孔报废。第三天在凌 晨就放船出海，天刚亮就定位，只因还是没有掌握好潮汐 的时间规律，控制好钻机就位，每台机只能施工一个孔。 第四天采用小船先定位，然后再让大船就位，因小船离孔 位过近，大船过来时只好让开，大船失去参照物又无法尽 快就位。第五天，让小船离孔位约10米固定，再让大船就 位，当天就施工了两个孔。从8月6日进入第二阶段后，我 们都采用该方法使钻机就位，进行明显加快，最快的一 天，钻机可以施工三个孔。大大提高了施工效率。克服风 暴、潮汐等不利因素影响，提前4天完成海上钻探任务。,5.结论,选择适宜的工作方法和施工工具，才能提高我们的工作质量和工 作进度，才能提高企业的经济效益。通过钦州某码头的钻探施工，总 结得出以下几条海上钻探对策，供大家参考。 （1）选择好对照物定位。粗细参照物结合。先用浮泡确定施工区 域，再用小船初步定位，最后用施工船进行微调，达到设计要求。 （2）结合工程规模情况选择适宜的施工船只。施工船只的选用，直 接影响到施工成本，故要慎重选择。 （3）测量仪器和测量人员的施工经验水平的影响。放出一个孔位很 容易，但要在海上作好标识就很难。怎样作标识，选参照物，指挥船 只就位的经验就很重要。 （4）海航经验。聘请海上驾驭经验丰富的驾驶员，能很快了解潮 汐、潮流情况，正确摆放船只就位。 （5）每次提钻前都应测量水位深度，与钻进回次一一对应记录，才 能得到确切的钻孔或测试深