关于沉井漂浮法混凝土沉井施工技术运用
最后更新时间:2024-03-05
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论文导读:1工程概况某油田技术公司因石油设备仪器测试实验需要,需建设5眼深度33米试验井。拟建场地为一水塘,场地狭小,高差约为2米,大型机械作业困难。2工程设计(1)沉井井身构造外径1800mm,内径1300mm井壁厚250mm,井深33m。(2)井身为预制混凝土管,每节3m长,底节采用预制钢筋混凝土井底,厚度700mm。采用焊接预留
摘要:本文介绍了进行超深混凝土沉井时,为了保持井体的完整和避免井内渗漏,分节预制混凝土井壁和井底,用大直径的工程钻机钻成孔,然后在吊车和提升卷扬的配合下逐节沉入充满泥浆的孔内,计算泥浆浮力的大小和井体自重的关系,通过在井体内注入泥浆调节平衡,在井口完成分节焊接,并在接缝处做防水处理。在井体沉设到位后,利用后压浆技术将井底和四周环空用水泥浆封固,利用漂浮法实现超深沉井安装。
关键词: 漂浮法 沉井重量计算下沉控制固井
1 工程概况
某油田技术公司因石油设备仪器测试实验需要,需建设5眼深度33米试验井。拟建场地为一水塘,场地狭小,高差约为2米,大型机械作业困难。
2 工程设计
(1)沉井井身构造外径1800mm,内径1300mm 井壁厚250mm, 井深33m。
(2)井身为预制混凝土管, 每节3m长, 底节采用预制钢筋混凝土井底,厚度700 mm。采用焊接预留井口钢板头连接形式,双层SBS改性沥青防水卷材防水。
(3)井壁管与井孔间隙的填充料为 PO4
地质勘察最深度50.0 米范围内地层除表层填土外,主要为第四系全新统河湖相沉积~上更新统陆相沉积层,岩性以粉土、粉质粘土、粉细砂、细砂为主,土层构成自上而卞依次为:杂填土厚2.3m、砂质粉土2m、细砂2.2m、黏质粉土1.8m、粉质黏土
综合考虑沉井自重大,现有场地无法采用常规起源于:高中英语论文www.7ctime.com
重设备进行吊装及地质情况,沉井成孔采用回转钻机钻成孔,循环泥浆护壁。预制混凝土管采用漂浮悬吊法沉井,孔底压注水泥浆固井、井底压浆提高承载力。漂浮法是采用设计混凝土沉井封底,用吊车悬吊下入泥浆护壁的孔内。沉井像一个容器漂浮在泥浆上。当需要沉井下沉时,往沉井内注水,在水重荷载作用下,沉井下沉。
根据设计,井底的长度为0.7m,重量W1=4.45t,井管长度3m,厚度为25cm,加上配筋,实际单节管重量W2=10.33t。
浮力计算
根据浮力相关公式,井管所受浮力为所排开水体的重力。泥浆比重为
力差为井底:C1 = 2.50t,井管为:C2=
T= C1 + N X C2。
T= 2.50 + 10 X
第十一节所受的浮力为
F2=(1.8X8X3.14X0.7)X0.25 X15=
T总= 18+8.28=2
,使沉入井内的混凝土井管在卷扬拉力与泥浆浮力的作用下,漂浮在井内。吊车起吊下一节井管,进行对接,进行预埋钢板圈的焊接。完成井管对接后,进行防水施工,校正井管垂直度,重复工艺将全部井管沉入孔中后,向井中加水,进行注浆固井。
5施工质量控制
每节井对接时同时在对接处沿井筒四周均布设置扶正器,扶正器采取松木板制做。
5.
使用90吨吊车吊装井管,作为保证措施,防止钢绳无法拉住井管时,提供向上的拉力。在井筒下沉过程中,吊车应随卷扬下放操作一致,尤其是前几节井筒下沉过程中,不得使用吊车强行吊起井筒以避免对接处开焊。
在井体沉到指定的标高时,调整井体的平面位置和垂直度达到设计要求,然后利用井口四周的四个卷扬固定住混凝土井体,通过预先在井壁四周安放的注浆管,将高标号水泥浆利用高压泥浆泵压入注浆管内,将井体四周环空内的泥浆替换顶出,待水泥浆凝固后,沉井施工完成。
6施工总结
利用漂浮法沉井施工技术,可以在地面将混凝土井壁连接成整体,并采取有效的防水措施,同时很好的利用了泥浆的浮力来平衡混凝土井体的自重,使沉井能够平稳的安放到位,保证了沉井施工质量,是一种经济高效的大直径超深混凝土沉井施工方法。
参考文献
“混凝土沉井的设计与施工”《科技信息(科学教研)》2008年第18期作者 王红梅 武涛 付秋生
摘要:本文介绍了进行超深混凝土沉井时,为了保持井体的完整和避免井内渗漏,分节预制混凝土井壁和井底,用大直径的工程钻机钻成孔,然后在吊车和提升卷扬的配合下逐节沉入充满泥浆的孔内,计算泥浆浮力的大小和井体自重的关系,通过在井体内注入泥浆调节平衡,在井口完成分节焊接,并在接缝处做防水处理。在井体沉设到位后,利用后压浆技术将井底和四周环空用水泥浆封固,利用漂浮法实现超深沉井安装。
关键词: 漂浮法 沉井重量计算下沉控制固井
1 工程概况
某油田技术公司因石油设备仪器测试实验需要,需建设5眼深度33米试验井。拟建场地为一水塘,场地狭小,高差约为2米,大型机械作业困难。
2 工程设计
(1)沉井井身构造外径1800mm,内径1300mm 井壁厚250mm, 井深33m。
(2)井身为预制混凝土管, 每节3m长, 底节采用预制钢筋混凝土井底,厚度700 mm。采用焊接预留井口钢板头连接形式,双层SBS改性沥青防水卷材防水。
(3)井壁管与井孔间隙的填充料为 PO4
2.5,水灰比为0.5的素水泥浆(加UEA微膨胀剂)填充,填充厚度200mm。
3 地质条件地质勘察最深度50.0 米范围内地层除表层填土外,主要为第四系全新统河湖相沉积~上更新统陆相沉积层,岩性以粉土、粉质粘土、粉细砂、细砂为主,土层构成自上而卞依次为:杂填土厚2.3m、砂质粉土2m、细砂2.2m、黏质粉土
1.8m、粉质黏土3.7m、砂质粉土2.1m, 以下为细砂。
4 施工方法
综合考虑沉井自重大,现有场地无法采用常规起源于:高中英语论文www.7ctime.com重设备进行吊装及地质情况,沉井成孔采用回转钻机钻成孔,循环泥浆护壁。预制混凝土管采用漂浮悬吊法沉井,孔底压注水泥浆固井、井底压浆提高承载力。漂浮法是采用设计混凝土沉井封底,用吊车悬吊下入泥浆护壁的孔内。沉井像一个容器漂浮在泥浆上。当需要沉井下沉时,往沉井内注水,在水重荷载作用下,沉井下沉。
4.1 沉井井筒计算
井管重量计算根据设计,井底的长度为0.7m,重量W1=4.45t,井管长度3m,厚度为25cm,加上配筋,实际单节管重量W2=10.33t。
浮力计算
根据浮力相关公式,井管所受浮力为所排开水体的重力。泥浆比重为
1.15计算。
井底所受的浮力为:F1=(1.8X8X3.14X0.7)X0.25 X1=96t
井管所受的浮力为:F2=(1.8X8X3.14X3.0)X0.25 X15=8.78t
W1=4.45t> F1=1.96t,W2=10.33t> F2=8.78t
井底及井管的重力大于所受的浮力。力差为井底:C1 = 2.50t,井管为:C2=
1.55t。
在这种情况下,每安装一节井管,所需的向上的外力T增加量为:T= C1 + N X C2。
T= 2.50 + 10 X
1.55=18t。
即下至第十节时,需要向上的力T为18t。第十一节所受的浮力为
F2=(
1.8X8X3.14X0.7)X0.25 X15=2.05t
C3=10.33-05=8.28t
T总= 18+8.28=26.28t。
即:井管所受的浮力小于所受的重力,下至第十一节时需要的外力为26.28吨。
从以上数据可以看出,井壁管的自重大于泥浆对管的浮力,小于水泥浆对管的浮力,井壁管内注满水后的重量大于水泥浆对管的浮力,故下管过程中管内不需加水,依靠其自重就能正常下管,并能利用泥浆的浮力减少下管的悬吊力。管下到设计深度并校正好位置在孔口稳固后,在管外注水泥浆的同时应在管内注入2倍水泥浆体积的清水,并密切观察管的动静,防止上浮或下沉。4.2 沉井施工
开工前沉井采用预制管厂的定型产品。施工场地首先浇筑300厚C20混凝土进行施工场地硬化,以利于钻孔机械和起重机作业。沉井成孔方法以与灌注桩成孔方法相同。成孔后起重机就位,起重机选用90吨汽车起重机,以保证沉井过程安全。首先安装下管架:井架是正方形的钢架,直接吊装放置井口上。距井口约20米对称安放四台卷扬机,钢丝绳交叉兜住井底缓慢沉井。4.3沉井管对接施工
沉井底座与底节井管在下井前完成对接,卷扬托底论文导读:管,进行对接,进行预埋钢板圈的焊接。完成井管对接后,进行防水施工,校正井管垂直度,重复工艺将全部井管沉入孔中后,向井中加水,进行注浆固井。5施工质量控制5.1沉井成孔的控制沉井钻成孔首先要保证成孔垂直度与孔径,其次要保证泥浆比重,为沉井提供足够大的浮力。地面采取混凝土硬化以保证钻孔机械的水平度,泥浆选,使沉入井内的混凝土井管在卷扬拉力与泥浆浮力的作用下,漂浮在井内。吊车起吊下一节井管,进行对接,进行预埋钢板圈的焊接。完成井管对接后,进行防水施工,校正井管垂直度,重复工艺将全部井管沉入孔中后,向井中加水,进行注浆固井。
5施工质量控制
5.1沉井成孔的控制
沉井钻成孔首先要保证成孔垂直度与孔径,其次要保证泥浆比重,为沉井提供足够大的浮力。地面采取混凝土硬化以保证钻孔机械的水平度,泥浆选用膨润土造浆。5.2沉井管下沉控制
5.2.1材料准备
制作兜底钢绳,采用两根26mm的钢绳,两端编织套环,编织完成后长度为3m,分别安装在井底十字沟槽内,两端与沉井底节吊环用卡扣连接,防止兜底钢绳滑出沟槽。每节井对接时同时在对接处沿井筒四周均布设置扶正器,扶正器采取松木板制做。
5.
2.2机具控制
沉井时严格控制卷扬下放速度,操作协调一致,通过调节卷扬保证井筒垂直度。使用90吨吊车吊装井管,作为保证措施,防止钢绳无法拉住井管时,提供向上的拉力。在井筒下沉过程中,吊车应随卷扬下放操作一致,尤其是前几节井筒下沉过程中,不得使用吊车强行吊起井筒以避免对接处开焊。
在井体沉到指定的标高时,调整井体的平面位置和垂直度达到设计要求,然后利用井口四周的四个卷扬固定住混凝土井体,通过预先在井壁四周安放的注浆管,将高标号水泥浆利用高压泥浆泵压入注浆管内,将井体四周环空内的泥浆替换顶出,待水泥浆凝固后,沉井施工完成。
6施工总结
利用漂浮法沉井施工技术,可以在地面将混凝土井壁连接成整体,并采取有效的防水措施,同时很好的利用了泥浆的浮力来平衡混凝土井体的自重,使沉井能够平稳的安放到位,保证了沉井施工质量,是一种经济高效的大直径超深混凝土沉井施工方法。
参考文献
“混凝土沉井的设计与施工”《科技信息(科学教研)》2008年第18期作者 王红梅 武涛 付秋生