中石油青島海工建造基地沉箱基床升漿加固工程施工

尚崇偉 胡兆東 夏麗麗

中石油青島海工建造基地沉箱基床升漿加固工程施工

尚崇偉 胡兆東 夏麗麗

中石油青島海工建造基地沉箱拋石基床體積較大，回填塊石中包含大體積塊石和碎散小塊石，且預(yù)埋孔內(nèi)均被海砂及碎石填滿，升漿施工困難。本文沉箱基床升漿施工采用地質(zhì)鉆機(jī)掃孔后錘擊的方法，優(yōu)化升漿各工序，取得較好效果。

沉箱；沉箱拋石基床；升漿加固施工；掃孔；升漿管

1. 工程概況

中石油青島海工建造基地位于青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)連江路以東海西灣內(nèi)，基地共建設(shè)4條不同噸位的滑道（4000、6000、8000、30000噸級(jí)各一條）和用于材料裝卸、平臺(tái)裝船和工程船舶?？康拇a頭以及組塊結(jié)構(gòu)車(chē)間、管結(jié)構(gòu)車(chē)間等建筑。建成后能夠建造導(dǎo)管架平臺(tái)、樁基平臺(tái)、順應(yīng)塔平臺(tái)等海洋油氣田生產(chǎn)設(shè)施，以及用于其他海上構(gòu)筑物的陸上預(yù)制建造、裝船以及工程船舶?？俊Ｖ惺颓鄭u海工建造基沉箱基床升漿加固工程主要是針對(duì)4000噸級(jí)滑道上的2個(gè)沉箱拋石基床進(jìn)行升漿加固施工，具體布置情況見(jiàn)圖1～圖2。

沉箱頂標(biāo)高+3.3m，底標(biāo)高-10.0m；拋石基床底標(biāo)高-14.0m，拋石基床厚約4.0m；施工平臺(tái)頂標(biāo)高+6.0m。本次升漿加固施工只設(shè)一個(gè)施工段。

2. 沉箱基床升漿加固施工

2.1 施工總體布置

一）、制漿系統(tǒng)

升漿加固砂漿采用拌和站制漿，拌和站布置于中海油三期圍堰止水工程北圍堰，占地面積約3000m2。拌和站制漿系統(tǒng)由一臺(tái)1.5m3砂漿攪拌機(jī)、水泥儲(chǔ)藏罐、儲(chǔ)砂場(chǎng)、篩砂場(chǎng)等組成，攪拌能力為75m3/h。

二）、供漿系統(tǒng)

采用混凝土罐車(chē)將制備合格漿液運(yùn)送至沉箱基床升漿加固施工現(xiàn)場(chǎng)的儲(chǔ)漿罐內(nèi)，然后由砂漿泵將砂漿泵送至升漿孔內(nèi)。

三）、施工臨時(shí)設(shè)施及施工平臺(tái)的布置

沉箱頂標(biāo)高為+3.3m，受潮水位的影響，所以沉箱基床升漿加固施工均在施工平臺(tái)上進(jìn)行，施工平臺(tái)采用預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)塊體拼裝結(jié)構(gòu)，其上鋪設(shè)跳板，周邊設(shè)置高1.2m防護(hù)欄，施工平臺(tái)頂標(biāo)高為+6.0m。施工設(shè)備均布置在沉箱隔倉(cāng)位置上，且保證施工設(shè)備不擋住升漿孔。

圖1 沉箱升漿孔位平面布置圖

圖2 沉箱及拋石基床A-A剖面布置圖

在沉箱與內(nèi)陸接觸位置，場(chǎng)地必須平整，便于混凝土罐車(chē)?？俊Ｔ谠撐恢貌贾?臺(tái)1.5m3儲(chǔ)漿桶及12臺(tái)UB4.0型砂漿泵。

四）、供水、電系統(tǒng)

升漿施工中拌和砂漿采用淡水。在拌和站靠北側(cè)設(shè)置一個(gè)30m3的貯水池，保證拌和站用水。地質(zhì)鉆機(jī)掃孔采用海水，采用潛水泵就近提取。

施工用電由甲方提供接電點(diǎn)，就近接入。

2.2 升漿加固施工

一）、施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→升漿施工造孔→升漿施工→升漿施工質(zhì)量檢查。

二）、施工前準(zhǔn)備

預(yù)制好的鋼結(jié)構(gòu)塊體拼裝結(jié)構(gòu)采用50t吊車(chē)吊放至1#沉箱和2#沉箱上，安放平穩(wěn)后，在其上鋪設(shè)跳板，跳板要平穩(wěn)，無(wú)探頭板現(xiàn)象。

掃孔施工采用SGZ-IIIA型地質(zhì)鉆機(jī)，造孔采用三腳架配100kg吊錘進(jìn)行，升漿施工主要采用UB4.0型砂漿泵和1.5m3儲(chǔ)漿桶，其他輔助設(shè)備主要有配電柜和潛水泵等。

三）、升漿施工造孔

1、造孔施工前測(cè)量升漿孔

造孔施工前應(yīng)對(duì)沉箱上布置的所有預(yù)留升漿孔進(jìn)行測(cè)孔，詳細(xì)記錄每個(gè)孔的孔深。如發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)充滿砂子的升漿孔須用壓力水沖孔，沖孔后測(cè)孔深直至孔深達(dá)到沉箱底標(biāo)高為止；孔內(nèi)有雜物壓力水不能沖洗干凈的升漿孔，采用地質(zhì)鉆機(jī)掃孔，保證預(yù)留孔暢通，且達(dá)到沉箱底標(biāo)高；由于拋石基床回填塊石中，既含大體積塊石，又有碎散小塊石，所有預(yù)留升漿孔采用地質(zhì)鉆機(jī)掃孔，孔深應(yīng)達(dá)到拋石基床底標(biāo)高。

2、錘擊造孔

造孔施工采用錘擊方式，孔位依設(shè)計(jì)要求在沉箱上布置直徑110mm預(yù)留孔。錘擊造孔是在直徑110mm的預(yù)留孔中下直徑50mm的底部帶脫落式?jīng)_尖的壓漿管，利用鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)提拉100kg吊錘，施打壓漿管，將其施打至設(shè)計(jì)深度。

造孔結(jié)束后，用測(cè)繩測(cè)出每個(gè)孔孔深，并做好記錄。

施工中以壓漿管貫入度來(lái)判別壓漿管是否達(dá)到巖面標(biāo)高，當(dāng)造孔接近給定基槽底標(biāo)高時(shí)，記錄平均貫入度（平均貫入度=壓漿管下沉量/錘擊數(shù)），當(dāng)平均貫入度小于5mm/次時(shí)，即認(rèn)為達(dá)到巖面標(biāo)高。

四）、升漿施工

（1）、制漿材料

水泥：制漿所用水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥受潮結(jié)塊不得使用。

砂：制漿所用砂為中細(xì)砂，粒徑不大于2.5mm，細(xì)度模末數(shù)在1.8～2.2之間。

水：制漿所用淡水滿足規(guī)范要求。

外加劑：為改善砂漿性能，漿液中摻入適量的減水劑，外加劑應(yīng)滿足其技術(shù)指標(biāo)。

圖3 沖尖脫落示意圖

（2）、水泥砂漿性能

具有良好的流動(dòng)性和注入性，能完全充填粗骨料的空隙，流動(dòng)度為（18±2）s。

施工中不能有太大的離析，泌水率≤3%。

硬化后具有必要的抗壓強(qiáng)度和黏結(jié)力，抗壓強(qiáng)度≥8Mpa，滲透系數(shù)＜10-5cm/s。

具有足夠的耐久性和水密性，砂漿初凝時(shí)間為12～14h。

（3）、水泥砂漿檢測(cè)試驗(yàn)

施工中用溫度計(jì)對(duì)水、水泥、砂等原材料及漿液的溫度進(jìn)行檢測(cè)。

砂漿流動(dòng)度的測(cè)定采用1725ml漏斗結(jié)合秒表試驗(yàn)測(cè)出漿液流出的時(shí)間（S），檢測(cè)頻率為：每40～50m3檢測(cè)一次。

砂漿泌水率用1000ml的量杯進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)頻率為：每150～200m3檢測(cè)一次。

漿液的初凝時(shí)間用撞針進(jìn)行檢測(cè)。

混凝土試塊抗壓強(qiáng)度送有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)頻率為：每150～200m3檢測(cè)一組。

升漿施工前對(duì)砂子進(jìn)行含水率的試驗(yàn)，炒出干砂，對(duì)干砂稱重，計(jì)算出砂的含水率。

拌制砂漿的配合比為水:灰:砂=0.5:1:1，摻入1.0%的高效減水劑。施工中漿液配合比根據(jù)砂漿性能指標(biāo)進(jìn)行具體調(diào)整。

（4）、施工

升漿加固施工是將制備合格的砂漿通過(guò)UB4.0型砂漿泵、輸漿膠管、預(yù)制連接器和預(yù)制壓漿管，在自流壓力作用下把水泥砂漿壓入基床塊石空隙內(nèi)。

升漿施工從沉箱四周邊排孔向沉箱內(nèi)排孔依排開(kāi)始升漿，施工過(guò)程中起拔壓漿管時(shí)，保證壓漿管埋深在0.6～1.0m之內(nèi)，嚴(yán)禁將壓漿管底管口提出漿面。

升漿施工連續(xù)進(jìn)行，不允許中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，如停水、停電或中斷時(shí)間超過(guò)12小時(shí)，應(yīng)對(duì)上、下兩層的結(jié)合部位使用鉆機(jī)掃孔，掃至設(shè)計(jì)深度再重新下壓漿管進(jìn)行升漿處理。

升漿施工結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：以升漿孔孔口返漿為升漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

五)、升漿施工質(zhì)量檢查

升漿加固施工主要是對(duì)沉箱拋石基床進(jìn)行加固處理，質(zhì)量檢查以檢查孔取芯做抗壓試驗(yàn)為主，并結(jié)合升漿資料進(jìn)行綜合評(píng)定。

3、注意事項(xiàng)

升漿施工造孔結(jié)束后，安裝好升漿管路，對(duì)升漿孔通水，通水時(shí)間根據(jù)具體情況確定。沉箱基床塊石回填后，海泥和其他雜物會(huì)隨著海水的漲潮、落潮及洋流活動(dòng)進(jìn)入拋石基床空隙內(nèi)，而對(duì)升漿孔長(zhǎng)時(shí)間通水會(huì)清除海泥和其他雜物，這樣升漿施工時(shí)管路暢通，砂漿在管路內(nèi)流動(dòng)性好，保證了升漿施工的質(zhì)量。

升漿施工過(guò)程中，應(yīng)有專門(mén)人員定時(shí)負(fù)責(zé)觀察升漿管路和升漿孔，發(fā)現(xiàn)升漿管路有異?，F(xiàn)象應(yīng)采取相應(yīng)措施及時(shí)處理。升漿孔在孔口返漿后應(yīng)提管至沉箱底與拋石基床接觸面位置，繼續(xù)進(jìn)行升漿施工，確保接觸面升漿施工質(zhì)量。

升漿施工結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)實(shí)際工程量（實(shí)際工程量≈估算工程量）。

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的介紹，希望讀者可以對(duì)沉箱基床升漿加固施工有個(gè)較為全面的了解，也可作為其他類似工程的施工例子，為升漿施工工藝在國(guó)內(nèi)的發(fā)展開(kāi)拓更為廣闊的空間。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.025