渤中凹陷东二下亚段湖底扇分布特征及富砂性预测

湖底扇是渤海海域岩性油气藏勘探的主要沉积类型。针对渤中凹陷湖底扇发育特征不明、富砂性不清的问题,基于已钻井、三维地震资料,运用层序地层学、类比法等研究方法,通过层序划分、地震相识别,结合辽东湾地区已钻富砂湖底扇统计类比,建立湖底扇富砂综合评价指数,明确渤中凹陷东二下亚段湖底扇特征及富砂性。研究结果表明,渤中凹陷湖底扇主要发育在东二下亚段高位域及低位域,呈环带状分布。湖平面变化决定湖底扇发育类型及数量,古坡折控制湖底扇发育位置,可容纳空间决定湖底扇发育形态及规模。统计分析表明,物源区相对距离、地震反射构型、平面宽长比及最大厚度与面积比等参数与湖底扇富砂性呈明显线性关系。依据上述参数建立湖底扇富砂综合评价指数,预测渤中18-A构造区(1)、(2)号湖底扇为下一步最有利的岩性勘探目标。创新建立的湖底扇富砂综合评价指数,对渤海海域湖底扇岩性勘探具有重要的指导意义。

富水砂性地层盾构渣土改良试验与喷涌防治技术

为解决土压平衡盾构穿越富水砂性地层螺旋输送机喷涌、排渣不畅等难题,基于渣土改良剂的地层适应性规律研发新型化学改良剂并开展相关室内试验。试验结果表明:非离子聚合型泡沫剂可兼备发泡倍数与稳定性能,适当提高泡沫剂浓度c;能够增大发泡倍率FER和半衰期HT。当c;>5%时,由于达到临界胶束浓度,FER和HT趋于最大值。透射电镜TEM结果显示液态喷涌防止剂为链状结构,通过高分子聚合物长链对细粒土吸附包裹达到喷涌防治的目的。改良土试验结果表明:改良后砂性土的坍落度随泡沫掺入比FIR和喷涌防止剂掺入比PIR的提高而增大,随膨润土掺入比BIR的提高而减小。喷涌防止剂对土体渗透性的降低作用最为明显,当FIR=40%,BIR=20%,PIR=20%时,改良土常水头条件下的渗透系数较原状土降低3个数量级。通过三维数字显微系统对不同改良土的细观结构观察分析,泡沫的形态随时间推移由球形变为多边形,膨润土提供黏粒组分并减小粗粒土的孔隙,喷涌防止剂可将不同粒径的土颗粒与水分子连接团聚,提高改良土的止水性。另外结合工程案例,提出富水砂性地层喷涌防治工艺,保证了隧道的顺利贯通。

南通富水砂性地层地铁深基坑抽水回灌现场试验研究

针对南通地区特殊的深厚富水砂性地层,通过展开一系列单井抽灌和群井抽灌现场试验,对各地层之间水力联系进行了探究,并进一步分析了降水引起的周围地层沉降变化和水位恢复引起的地层回弹与时间的关系。试验结果表明:①在深厚富水砂性地层中,地下水位变化较快、短时间内便可趋于稳定,而地层土体沉降变化较慢,具有一定的滞后性;②降水(压)过程中,对上覆潜水层影响较大(沉降量37 mm),对承压水层和隔水层影响较小(沉降量6mm),且短时间内对承压水层进行抽水降压试验,对整个上覆土层影响并不明显;③回灌过程中,虽然水位上升较快,但土体回弹并不明显,地层沉降体现出一定的"塑性",其中,潜水层土体产生较大的"塑性"沉降量(20.2 mm),隔水层和承压含水层土体产生较小的"塑性"沉降量(2.9 mm);④在降水(压)过程中,建议潜水层地带双电源切换时间控制在7 min以内,承压水层地带控制在4 min内,并且后期回灌压力优选0.08 MPa,在敏感建筑物保护区域做到抽灌一体化,尽量减小因降水引起的附加变形。

南通富水砂性地层地铁深基坑墙体渗漏原因分析

富水砂性地层具有渗透系数大、无黏聚力、易液化、自稳能力差等特性,在这种地层条件下开挖基坑时,如果设计或者施工不当,就极易引发基坑事故。为积累该地层条件下的工程事故经验,针对南通某地铁深基坑渗漏事故实例,通过对基坑渗漏段监测数据、围护结构设计进行分析,从基坑所处地层条件、设计及施工3个方面总结了基坑渗漏发生的原因。1)基坑所处地层为深厚富水砂性地层,地下水位高,渗透性强;2)地下连续墙钢筋加密段存在渗水通道,降低了该段地下连续墙的水密性;3)监测数据的变化未引起施工人员足够的重视。

富水砂性地层中地墙渗漏诱发地层塌陷灾害的细观机制探讨

为探究富水砂性地层中地墙渗漏诱发地层塌陷灾害的细观机制,依托南通某深基坑地墙渗漏事故实例,采用CFD-DEM流-固耦合模拟方法,对渗漏诱发的地层塌陷灾害演化规律进行细观分析,并探究不同渗漏深度的影响及灾害防治措施。研究结果表明:1)渗漏条件下,地层受影响区域边界与水平面夹角近似为(45°+φ/2),由渗漏导致的地表沉降增量在地墙后1H_(L)(H_(L)为渗漏中心埋深)范围内量值较大,发展较快;2)渗漏过程中,地层内部的空洞发展经历了生成、扩展、坍塌3阶段,空洞的坍塌伴随着地表沉降加速发展;3)相较于无渗漏情况,地墙渗漏会引起渗漏中心附近主动水土压力突增5.7~8.5倍,其中,当渗漏发生在开挖面附近及以上时水土合力增幅较大。富水砂性地层中地墙渗漏会引发地墙结构断裂、坑外地表突沉以及踢脚破坏风险。

深厚富水砂性地层深基坑开挖降水变形特性研究

为深入探究富水砂性特殊地层(地下水位高、砂层厚度大、渗透性强,止水帷幕通常无法完全隔断坑内外水力联系)深基坑开挖降水变形规律,基于南通某地铁车站实例,建立三维流固耦合有限元数值模型,对地下连续墙侧向位移、坑外地表沉降及坑底隆起等变形指标展开系统分析,并总结富水砂性地层深基坑变形特性。研究表明:1)深基坑土方开挖与坑内降水均会导致显著的墙体侧移和坑外地表沉降,其中,各施工阶段仅由降水引起的墙体最大侧移增量和坑外地表最大沉降增量分别占其对应阶段总增量的20%~40%和20%~60%;2)深部第Ⅰ承压含水层降水影响范围为0~90 m,第Ⅱ承压含水层降水影响范围可达180 m以上;3)随着开挖深度的增大,抗拔桩对基坑坑底隆起变形的约束效果会更加明显。

富水砂性地层地铁深基坑监测及变形分析

以富水砂性地层顺作法地铁车站基坑为工程背景,结合施工现场监测数据,对围护结构侧向位移变形、周边地表沉降、地下水水位变化及周边建筑物沉降进行分析,总结富水砂性地层的变形性状和对周边环境的影响。监测数据和分析结果表明:富水砂性地层条件下,地下连续墙最大侧向位移δhm的变化范围为0.045%H~0.5%H,均值约为0.22%H,发生位置在(H-4,H+10)之间;基坑开挖引起的地表沉降影响范围在35m以内,约2倍基坑开挖深度;墙后地表最大沉降发生在距离基坑5~10m左右;富水砂性地层有着地下水位高,渗透性强的特点,施工中采用疏干降水与承压降水相结合的措施可以有效控制地下水位变化;施工建设过程中对周边建筑物进行实时监测来反馈指导施工,可以保证施工对周边建筑物的影响在可控范围内。

某地区富水砂性地层深基坑变形特性分析

运用概率统计方法,对某富水砂性地层深基坑施工过程监测数据进行分析,并结合计算分析,探讨了围护结构变形特性及其控制指标取值,以及地表沉降、支撑轴力间的内在关系分析,并对开挖影响范围等作了研究。结果表明:此种地层下围护结构变形容易控制,最大变形位于中部,且从开挖面往下,变形迅速减小,且底部位移很小,此现象同软土地区围护结构变形特征有较大区别。

富水砂性地层近地铁深基坑支护技术

结合工程实际,从基坑分区方式、支挡结构、地下水控制这3个方面,对富水砂性地层近地铁深基坑项目的施工技术进行了优化。采用数值分析方法研究了支护结构施工、基坑开挖、地下室回筑及降水等作业对地层变形及地铁结构的影响,结果表明:分坑分区、适当加大围护体刚度可实现对邻坑重点建构筑物的保护;砂性土地区基坑,需加强止水帷幕冷缝处理,地下连续墙应选择止水效果较好的接头形式;当止水帷幕插入比接近2,且止水帷幕端部的土层渗透系数已达10-5cm/s级别时,可有效实现止水效果。相关结论可供其他富水砂性地层近地铁深基坑工程借鉴。

富水砂性地层地铁车站深基坑施工案例分析

富水砂性地层有着渗透系数大,无粘聚力、自稳能力差、易液化的特点,在这种地层条件下修建基坑要面临众多风险,为了积累类似地层条件下的工程经验,通过结合实际工程案例,对施工中地下连续墙施作、降排水设计及基坑开挖施工的施工关键技术进行介绍。并分析了基坑施工中的监测数据,结果表明:施工中采取疏干降水和承压水降水结合的降排水措施保证了基坑开挖过程的安全并防止了场地⑤1层承压水在开挖过程中突涌风险的发生;施工工序的优化使得基坑变形控制取得了良好效果。

富水砂性回填土中特大跨隧道设计与施工

本文通过对富水砂性土中修建特大跨暗挖隧道的设计与施工优化,为类似地层中修建特大跨隧道提供成功工程案例。全文以石清一期羊台山隧道东洞口段为实例,通过理论分析与实践相结合的手段,依据工程地质及水文条件,有针对性地采取了降水井、地表注浆加固、地基加固、拱脚加固及侧向抗滑桩加固等辅助措施。通过施工及监测结果可知,特大跨隧道采用CRD暗挖施工方法结合辅助措施可有效控制隧道施工期的变形及运营期的安全性根据工程实际情况,有针对性地提出一系列解决在富水砂性回填土中暗挖修建特大跨隧道的措施,可为以后特大跨隧道的设计与施工提供依据和借鉴。

广州某临江深厚砂性地层深基坑渗漏及变形分析

为研究临江深厚砂性地层深基坑开挖过程中渗水漏砂对基坑支护和周边环境变形的影响,本文基于广州市某实际工程基坑监测的案例,对存在地下水渗漏基坑支护段的5项变形监测数据进行分析。分析表明:临江深厚砂性地层基坑采用灌注桩+三轴搅拌桩+锚索的支护型式容易发生漏水漏砂;采用分两次高压注浆的措施可有效阻止地表沉降和地下水位下降,注浆完成后地表沉降和地下水位分别较注浆前上升最大达3.26 mm和274.6 mm;高压注浆对支护结构的变形有影响,相对注浆前,锚索轴力、支护结构顶部水平位移、支护结构顶部沉降和支护结构深层水平位移最大分别增加26 kN,2.6 mm,0.87 mm和2.61 mm,均处于变形允许范围内,未影响支护结构安全。研究成果可为临江深厚砂性地层深基坑渗漏变形分析及出现渗漏后的处理提供思路。

渗透性地层盾构同步注浆地面渗漏风险预控

针对砂性富水地层浅覆土盾构隧道施工同步注浆渗透扩散距离及地面渗漏浆风险预测和防控方面存在的问题和不足,基于虚拟微元流体柱状结构和等效流管浆液渗流特性模型,建立同步注浆浆液渗透扩散模型及渗透距离解析解。研究砂性富水地层盾构同步注浆浆液渗透扩散特性及其随注浆压力、地下水位等参数的变化特性。提出适用于隧道埋深变化的极限注浆压力预测控制方法,并将理论和方法成功应用于杭州盾构隧道工程施工中,预控注浆风险。研究成果对浅覆土渗透性富水地层盾构同步注浆状态预测和风险防控具有借鉴意义。

富水砂性地层基坑周边建筑物隔离墙保护技术

富水砂性地层具有地下水位高、渗透性强、无粘聚力以及潜水和承压水联系紧密等特点,在该类地层进行深基坑施工时容易对周边敏感建筑物产生影响,使建筑物产生不均匀沉降及结构损害。隔离墙作为一种有效隔断措施在软土地区应用较广,在富水砂性地层则应用较少,为探究隔离墙在富水砂性地层中对基坑开挖引起的建筑物变形控制效果,通过结合实际工程案例,建立三维有限元精细化模型对是否施作隔离墙两种工况下建筑物变形等进行研究。结果表明:隔离墙可有效隔断基坑开挖影响区,具有隔水效果,可保持建筑物处水位稳定,减少基坑开挖及承压水降水对建筑物的影响,使周边建筑物的变形控制在安全范围内。

渤中凹陷东南斜坡带大型湖底扇沉积特征及勘探潜力

渤海海域渤南低凸起东南斜坡带在东二下段时期分布大面积的湖底扇,其展布面积及物源来源与渤海常规湖底扇的沉积特征截然不同。这种显著差异导致对其相带类型及划分存在些许争议,将其作为储集体存在一定风险。随着对渤海中深层砂体勘探程度的日益加深,确定其沉积体的沉积相类型及富砂性是首要任务,分析其成因机制更是研究的重点。该区无钻探井、且埋藏较深,因此,以层序地层学理论为指导,重建古地貌背景、古水深环境、结合源-渠-汇耦合理论及地震几何形态特征,确定物源属于期次性事件,分析其水下碎屑流搬运机制,明确了沉积体的发育部位、形成机制及沉积类型。最后应用多属性分析对研究区大型湖底扇内幕进行刻画,预测有利储层分布,对该区岩性油气藏勘探具有一定指导意义。

砂性地层盾构同步注浆渗透距离预测模型与应用

由于砂性地层孔隙率大且孔隙分布的巨大差异性,地层渗透性能具有显著的各向异性特征,所以导致盾构施工同步注浆浆液渗透扩散也具有明显的各向异性和非均质性。针对砂性富水地层盾构同步注浆渗透扩散距离预测方面存在的问题和不足,提出虚拟微元流体柱状结构模型和等效流管浆液渗流模型,构建盾构同步注浆渗透扩散理论模型,建立了浆液渗透扩散距离的理论解。系统研究了渗透性富水地层盾构同步注浆浆液渗透扩散特性及其与浆液黏稠度、土体孔隙比、注浆压力等参数的相关性。结果表明,注浆渗透距离与浆液黏稠度成反比、与土体孔隙比和注浆压力成正比;一定的工程条件下,同步注浆压力存在相对合理的取值区间,压力过小不利于盾尾空隙充填,压力过大则易引发地表冒浆及周边环境安全风险。研究结果应用于实际工程,取得了良好技术效果。