頁(yè)巖油氣井預(yù)制裝配式U型構(gòu)件方井施工技術(shù)★

陳小兵 譚樹成 郭小燕 李思薇 徐 斌 鐘朝凱 馮建平 趙云川

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610000)

鉆前工程傳統(tǒng)工藝，即砌筑或混凝土傳統(tǒng)工藝澆筑方井，傳統(tǒng)施工工藝工序較多，多作業(yè)工作面交叉，工種及機(jī)具設(shè)備多，工期一般較長(zhǎng)。加之，受到雨季環(huán)境、后期維護(hù)等因素影響，施工質(zhì)量較難控制。目前，裝配式預(yù)制構(gòu)件在房建和路橋中均有良好的應(yīng)用和成熟的技術(shù)，我國(guó)預(yù)制裝配式鋼筋混凝土方井在頁(yè)巖油井場(chǎng)未見到實(shí)際使用，相關(guān)結(jié)構(gòu)體系還不夠健全[1-3]。考慮到當(dāng)前傳統(tǒng)施工技術(shù)在頁(yè)巖油氣井鉆前工程中存在的諸多不足，需要推動(dòng)鉆前工程向標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，通過工廠化預(yù)制井場(chǎng)的預(yù)制構(gòu)件，不僅可以提高工作效率，且有利于降低生產(chǎn)成本，體現(xiàn)工業(yè)化建設(shè)基本要求[4]。

本文依托實(shí)際工程項(xiàng)目，對(duì)預(yù)制裝配式方井從設(shè)計(jì)、制作、安裝進(jìn)行研究，對(duì)比傳統(tǒng)施工方式與裝配式施工在工期、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)等方面優(yōu)劣，以達(dá)到提升施工質(zhì)量，縮短工期，為下步在油氣行業(yè)內(nèi)的使用提供依據(jù)。

1 工程概況

本次項(xiàng)目依托威202H23平臺(tái)鉆前工程，位于四川省威遠(yuǎn)縣山王鎮(zhèn)長(zhǎng)嶺村9組，該井為開發(fā)井，本次裝配對(duì)象為威202H23平臺(tái)鉆前工程方井，共計(jì)4個(gè)，其余4個(gè)采用現(xiàn)澆施工。

本項(xiàng)目單塊U型預(yù)制構(gòu)件的最大重量約為5 t，U型預(yù)制構(gòu)件分為ZSYPC1型號(hào)(如圖1所示)和ZSYPC2型號(hào)這兩種規(guī)格，其中ZSYPC1型號(hào)U型構(gòu)件的墻厚度為200 mm、寬為4 400 mm、側(cè)寬為2 500 mm，ZSYPC2型號(hào)U型構(gòu)件的墻厚度為200 mm、寬為5 000 mm、側(cè)寬為2 200 mm。

因考慮普通方井的高度為4 800 mm或者4 600 mm，故將兩種型號(hào)的U型構(gòu)件高度設(shè)置為1 200 mm；單個(gè)方井內(nèi)徑尺寸為4 600 mm×4 000 mm(如圖2所示)，由8塊U型預(yù)制構(gòu)件分4層拼接而成(如圖3所示)，其中ZSYPC1型號(hào)4塊，吊裝在奇數(shù)層，ZSYPC2型號(hào)4塊，吊裝在偶數(shù)層，故8塊U型預(yù)制構(gòu)件構(gòu)成一組拼裝模塊。墻體之間采用φ24的化學(xué)螺栓機(jī)械連接，墻板之間的縫隙用裝配式專用密封膠填充。

裝配式方井U型構(gòu)件設(shè)計(jì)原則是在綜合現(xiàn)有方井的外觀設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，改變現(xiàn)澆混凝土井為工業(yè)化生產(chǎn)，有以下特點(diǎn):

1)裝配式方井的U型結(jié)構(gòu)板厚(200 mm)為原有現(xiàn)澆方井壁厚的1/2，方井內(nèi)部工作空間擴(kuò)大(如圖3所示)。

2)裝配式方井設(shè)計(jì)增加雙層直徑為10的Ⅲ級(jí)鋼筋網(wǎng)片，在U型預(yù)制方井板拐角處增加了直徑為10的Ⅲ級(jí)鋼筋，大大提高其承載力。

3)安裝時(shí)吊裝方便，每塊U型方井板上設(shè)計(jì)了6個(gè)M24吊裝點(diǎn)，吊點(diǎn)可同時(shí)作為固定插銷和預(yù)埋構(gòu)件。通過預(yù)埋連接件，可達(dá)到快速拼裝連接的要求。

4)為方便防滲處理，裝配式U型構(gòu)件在制作時(shí)，先預(yù)留了8 mm倒角，方便涂抹結(jié)構(gòu)膠(如圖4所示)。

2 預(yù)制構(gòu)件安裝

2.1 施工準(zhǔn)備

1)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)需要吊裝的設(shè)備、行駛路線，材料碼放及相應(yīng)施工前所需要準(zhǔn)備，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)當(dāng)提前熟悉掌握。2)由于吊裝期間人員配合要求較高，安裝工序較多，為避免指揮混亂造成安全風(fēng)險(xiǎn)，下達(dá)指令必明確優(yōu)先順序，明確各崗位分工。3)針對(duì)預(yù)制裝配式方井，在吊裝作業(yè)開始前，吊裝的所有預(yù)制構(gòu)件、連接件、防水材料、拉環(huán)的檢驗(yàn)數(shù)量、檢驗(yàn)方法、結(jié)構(gòu)性能都必須符合GB 50204—2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中第9章：裝配式結(jié)構(gòu)分項(xiàng)工程的驗(yàn)收規(guī)范的要求。

2.2 抄平放線

裝配式方井在安裝前需進(jìn)行抄平放線，根據(jù)坐標(biāo)設(shè)置每個(gè)方井交叉于方井內(nèi)部中心點(diǎn)的縱橫方向各兩條的標(biāo)準(zhǔn)軸線，再根據(jù)軸線依次放出預(yù)制構(gòu)件的方井壁內(nèi)邊線、方井壁外邊線以及標(biāo)出構(gòu)件位置，并確定裝配式方井安裝時(shí)所需的控制點(diǎn)，如圖5所示圓圈標(biāo)出位置為裝配式方井安裝時(shí)的控制點(diǎn)。

軸線放線偏差不得超過2 m，放線遇有連續(xù)偏差時(shí)，應(yīng)考慮從方井中間一條軸線向兩側(cè)調(diào)整[5]。

2.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝施工

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后在生產(chǎn)廠家內(nèi)進(jìn)行試吊，此次吊裝采用自行研發(fā)的吊裝工裝架，如圖6所示。

工廠內(nèi)試吊完成后，運(yùn)輸時(shí)需采用平運(yùn)，運(yùn)輸車啟動(dòng)應(yīng)慢，轉(zhuǎn)彎錯(cuò)車時(shí)要減速，防止傾覆構(gòu)件的堆放按預(yù)制構(gòu)件的型號(hào)進(jìn)行堆放[6]。

吊裝施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)裝配式方井的每一層安裝順序?yàn)橄戎虚g后兩邊；單個(gè)方井預(yù)制構(gòu)件的安裝順序應(yīng)充分考慮吊車司機(jī)的起吊位置，優(yōu)先滿足其視線需要。2)第1層在距離地面3 cm～5 cm處時(shí)，需利用水平檢測(cè)儀進(jìn)行水平校準(zhǔn)，若未水平，利用吊鏈(手拉葫蘆)進(jìn)行調(diào)整使構(gòu)件水平，其后方可緩慢降落就位；第2層、第3層以及第4層的U型預(yù)制構(gòu)件安裝在垂直距離10 cm左右處，需進(jìn)行螺桿對(duì)孔。3)在吊裝安裝過程中有無(wú)法調(diào)平的情況時(shí)，需使用角鋼與墊片進(jìn)行調(diào)平，保證每一層構(gòu)件安裝能水平平整。4)螺栓應(yīng)在下一塊預(yù)制構(gòu)件吊裝前提前擰進(jìn)已安裝完成構(gòu)件表面預(yù)埋吊裝螺母上，使用吊車將下一塊預(yù)制構(gòu)件吊至安裝位置附近，作業(yè)嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓[7]；如不能穿入時(shí)，使用吊裝的葫蘆進(jìn)行調(diào)平，確保螺桿能對(duì)入孔洞時(shí)方可進(jìn)行對(duì)孔。

2.4 接縫及防滲處理

1)清掃施工面。不應(yīng)當(dāng)直接封膠處理，首先對(duì)裝配式構(gòu)件接縫處進(jìn)行清掃，可使用鼓風(fēng)機(jī)，刷子等工具對(duì)灰塵、沙礫和油污進(jìn)行徹底的清掃。2)填充密封膠。將密封膠放入注射膠管中，管嘴對(duì)準(zhǔn)接縫處緩慢擠出，注意密封膠不可溢出過多粘黏他處，同時(shí)保證接縫處都均勻涂抹密封膠，無(wú)氣泡產(chǎn)生。3)孔洞封堵。在方井的預(yù)制構(gòu)件安裝完畢之后，需要用水泥混凝土對(duì)構(gòu)件內(nèi)的螺栓孔洞進(jìn)行封堵，防止構(gòu)件內(nèi)螺栓被腐蝕。

3 裝配式構(gòu)件與現(xiàn)澆施工對(duì)比

1)施工進(jìn)度。在同一井場(chǎng)修建相同4口井，預(yù)制裝配式方井僅需2 d即可拼裝完畢，而傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工則花費(fèi)6 d時(shí)間，因此，在工作量大小、施工環(huán)境相同情況下，裝配式施工能有效提前工期3 d～5 d。且裝配式施工簡(jiǎn)單(主要為吊裝)，有機(jī)械輔助，需要人工較少。2)施工質(zhì)量。工廠批量化生產(chǎn)保證了工程質(zhì)量，防止由于現(xiàn)場(chǎng)施工養(yǎng)護(hù)不足、施工粗糙而出現(xiàn)施工技術(shù)缺陷等問題。而傳統(tǒng)施工方法易出現(xiàn)方井壁不平整，外凸變形，需人工進(jìn)行鑿平等問題。3)環(huán)保分析。構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾減少，避免施工過程中塵土飛揚(yáng)，噪聲嗡鳴現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)綠色施工。4)經(jīng)濟(jì)效益?？紤]到裝配式施工，制作構(gòu)件，運(yùn)輸成本較高，計(jì)算出裝配式方井施工費(fèi)用比傳統(tǒng)施工費(fèi)用高40%～50%。

4 結(jié)語(yǔ)

1)本課題依托威202H23平臺(tái)鉆前工程，完成鉆前工程方井首次裝配安裝，系統(tǒng)分析了其所需設(shè)計(jì)理念、注意的施工技術(shù)事項(xiàng)、質(zhì)量驗(yàn)收等重要經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到提高施工效率保證施工質(zhì)量等要求。2)預(yù)制裝配式構(gòu)件在環(huán)保、施工質(zhì)量和施工效率上的良好表現(xiàn)，將為下一步在井場(chǎng)開發(fā)過程中提供良好的施工模板，但考慮到較高的施工費(fèi)用，需進(jìn)一步對(duì)裝配式構(gòu)件考察研究，以期達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。