海洋工程巖土工程勘察鉆探施工及其影響因素分析

孔憲海

摘 要： 海洋工程巖土工程勘察施工與地面有較大不同。筆者根據(jù)實際闡述了海洋工程巖土工程勘察施工的整個環(huán)節(jié)，分析了海上鉆探施工的影響因素及海洋鉆探時可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，并提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞： 海洋工程;巖土工程勘察;海上鉆探;影響因素

【中圖分類號】P75 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）08-0006-01

引言：海洋工程指的是對海洋及資源的開發(fā)利用以及保護(hù)的整個系統(tǒng)性的工程。具體來說，海洋工程包括港灣工程，也就是常見的港口以及船廠等;海底電纜工程;海洋礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用工程，其中以海底石油資源為主，包含其修建的海洋石油鉆探平臺以及海底輸油管線等工程;海底隧道工程等等。在對海洋工程施工之前，必須根據(jù)相關(guān)的工程施工規(guī)定，對海洋工程進(jìn)行巖土工程勘察，做好施工前的準(zhǔn)備工作。海洋工程巖土工程勘察工作主要包括利用多種手段，例如水上鉆探、原位測試、取樣、工程物探、工程測繪等，以此來對海洋工程所要施工的施工點、水下沉積物的成分、結(jié)構(gòu)以及物理學(xué)性質(zhì)和水下地形等做出清晰的判斷和調(diào)查。只有嚴(yán)格完成巖土工程勘察工作，才能保證海洋工程施工的安全性和穩(wěn)定性。

1 海洋工程巖土工程勘察施工簡介

1.1 勘察施工前期準(zhǔn)備。

在海洋工程巖土工程勘察施工工作開展前，首先要明確勘察工程的具體階段，對勘察的目的和任務(wù)有清晰的認(rèn)識和判斷。對工程的基本信息，例如工程的規(guī)模、碼頭前沿設(shè)計、水深以及基礎(chǔ)底面設(shè)計標(biāo)高等信息進(jìn)行深刻的了解。隨后相關(guān)的工作人員需要準(zhǔn)備擬建工區(qū)平面圖，圖中要包含施工海域的水深圖，深入了解三個及三個以上的工區(qū)基準(zhǔn)點及其準(zhǔn)確性。工區(qū)基準(zhǔn)點的一個重要作用就是，用來靜態(tài)比對差分GPS，通過比對來獲取GPS定位系統(tǒng)和公區(qū)平面圖中的坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，并得出相應(yīng)的換算參數(shù)。上述工作做完以后，還需要根據(jù)實際情況選擇已知高程的基準(zhǔn)點，將該基準(zhǔn)點作為驗潮點。需要注意的是，選取的基準(zhǔn)點在高潮或者是低潮時都必須有水。選取此基準(zhǔn)點的重要作用是，通過對驗潮點高程，即時潮高值，即時水深值的測量和處理，以此來得出海底孔口高程值。

1.2 儀器準(zhǔn)備。

海洋工程巖土工程勘探施工前期需要準(zhǔn)備的儀器有用來定位的定位儀，也就是經(jīng)常說的差分GPS，用來測量水深度的探測儀。

1.3 施工組織的具體環(huán)節(jié)。

海洋工程巖土工程勘察施工過程，首先需要組織具有專業(yè)技能的海上鉆探施工隊伍，利用先進(jìn)的鉆探設(shè)備，例如CXY工程鉆機(jī)，配合動力強(qiáng)大的泥漿泵。在巖土工程勘察施工鉆探的過程中，需要用到套管，其作用是保護(hù)鉆具。除此之外，還應(yīng)該為勘探隊伍配備鉆探專用滑管，施工人員還需要租用動力強(qiáng)大且適合鉆探工作的施工船，每條施工船還應(yīng)該配備相應(yīng)的補(bǔ)給船。在施工作業(yè)的過程中要做好防護(hù)，安裝防護(hù)網(wǎng)以及滅火器、救生圈等安全設(shè)備。同時還需要對當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约八那闆r進(jìn)行細(xì)致的了解，以充分保證海洋工程巖土工程勘察施工的順利進(jìn)行。

2 海洋工程巖土工程勘察施工全過程

2.1 拋錨定位。

在巖土工程勘察施工拋錨定位時，要對施工海域風(fēng)向、海水流向以及海水漲落潮的規(guī)律進(jìn)行充分的了解，并將其作為影響因素進(jìn)行考慮。定位過程中，要注意將GPS天線，置于鉆機(jī)井口的正上方，根據(jù)海域海水流向以及風(fēng)向來對施工船做出相關(guān)的指令，進(jìn)行拋錨定位。

2.2 鉆探施工和鉆探取樣。

通過套管隔水沖擊鉆進(jìn)與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)結(jié)合，來保證地層的連續(xù)，針對不同的地層，采取不同的取樣方法。淤泥質(zhì)土、軟粘性土和部分粉土原狀樣，可采用薄壁取土器連續(xù)壓入來進(jìn)行樣本采集。而硬粘性土Ⅱ級的樣本，可利用厚壁取土器，通過重錘少擊法來取得樣本。硬黏性土Ⅲ級，可在鉆進(jìn)巖心管中采取。待樣本采取完成后，需要對樣本密封處理，對不同的樣本用標(biāo)簽來粘貼說明，樣本采取數(shù)量及質(zhì)量要滿足測試具體要求。樣本采取結(jié)束后，應(yīng)及時送回試驗室進(jìn)行相應(yīng)的試驗。

2.3 樣本的測試。

送入土工試驗室的樣本，需要進(jìn)行相應(yīng)測試，測試方法主要包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、圓錐動力觸探試驗、原位十字板剪切試驗。不同的試驗方法針對于不同土樣，需要試驗人員特別注意。

2.4 地質(zhì)以及施工班報記錄。

在鉆探工作進(jìn)行的過程中，需要對鉆孔地質(zhì)進(jìn)行記錄，根據(jù)相關(guān)的規(guī)定來，詳細(xì)記錄鉆探巖心，嚴(yán)格記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。除此之外，還要對施工班報進(jìn)行記錄，主要的記錄內(nèi)容包括鉆具長度、回次進(jìn)尺、分層取土長度等。

3 海洋工程巖土工程勘察施工影響因素及解決措施

3.1 風(fēng)的影響。

風(fēng)是影響海洋工程巖土工程勘察施工的最常見的因素，是空氣相對于地面的運(yùn)動。風(fēng)力過大可能會影響工程施工的安全，因此，在施工工作前，施工船只一定要提前一天掌握出海施工的天氣狀況，尤其是風(fēng)力因素，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到五級及以上時，應(yīng)該停止相關(guān)的巖土工程勘察施工作業(yè)。如果是突遇風(fēng)力增大的情況，則應(yīng)立即停止施工，并將施工船只開回港口，待天氣情況轉(zhuǎn)好時再進(jìn)行施工。

3.2 雨的影響。

在海洋工程巖土工程勘察施工期間，如果施工船只遇到緊急的大雨天氣，應(yīng)該立即停止相關(guān)的勘探施工過程，保證安全。在下雨的過程中，還可能伴隨著雷電閃電等天氣狀況，由于海洋工程施工地點的特殊性，附近沒有障礙物，因此遇到雷電或閃電，很容易使相應(yīng)設(shè)備遭到雷電擊中。因此，在遇到雷雨天氣，必須停止施工，返回船只港口。

3.3 波浪因素的影響。

波浪分為多種，在海洋中最常見的就是風(fēng)浪以及涌浪。風(fēng)浪是在風(fēng)的作用下，而在海面上形成的波浪。而涌浪是通過其他海區(qū)的傳遞，以及風(fēng)停后而遺留下來的浪所形成的。在勘探施工過程中，如果遇到1.5m或以上高的浪時，就很可能對施工過程產(chǎn)生，較大的影響。需要注意的是，涌浪相較于風(fēng)浪來說其影響更大，永浪往往具有較高的能量，因此遇到涌浪較大的情況，一定要停止施工，保證施工安全。

3.4 水流因素的影響。

水流的大小方向一般來說與海域的地形有關(guān)，在進(jìn)行勘探施工的過程中，如果不注意水流的影響因素，就很可能導(dǎo)致船只的偏移，對勘察過程產(chǎn)生影響。因此必須慎重選擇拋錨地點，船頭需要頂流。

3.5 海霧的影響。

在海平面上，由于水蒸氣凝結(jié)而形成的海霧是勘察工程的又一影響因素。出現(xiàn)海霧后，海面上的能見度往往較低，從而容易導(dǎo)致撞船事故。因此，我們需要在施工船只上安裝霧燈以及信號燈，防止事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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