富水砂层盾构下穿高速铁路控制技术研究

以西安轨道交通地铁10号线东风路站—学府路站区间下穿大西、郑西客专高速铁路土压平衡盾构施工为背景,基于盾构试验段数据研究土压平衡盾构在富水砂层中下穿掘进参数及控制措施。根据现场盾构下穿既有高速铁路路段的隧道埋深与地质条件,通过200m盾构试验段,确定盾构下穿施工具体掘进施工参数。其中控制掘进速度为35~40mm/min、出土量54~60m^(3)、二次注浆压力0.4~0.5MPa、下穿注浆量7.8~8.5m^(3)/环和土仓压力1.0~1.2bar,下穿过程中同步注浆、二次注浆要及时跟进。

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术研究及应用

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术包括技术原理、实施思路和具体施工步骤,其由密布群桩富水砂层水平引孔、富水砂层水平引孔砂土流失控制、常规水平MJS注浆加固3个环节组成。技术采用引孔机钻杆+外套管进行水平引孔,实现立柱桩和高强度管桩的穿越,以及富水砂层中的长距离成孔,引孔过程中通过双液注浆对注浆线路进行一次加固,同时利用洞口安装的法兰盘+止回阀来进行砂土流失控制,减少引孔对地下构筑物和周边环境的影响,引孔完成后,进行常规MJS注浆加固,达到预加固目标,并形成具体的下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工步骤指导施工,大幅减少对地下构筑物和周边环境的影响,减少泥浆浪费,提高施工效率,经济社会效益较好,具有较好的推广应用价值。

巴彦油田试油测试关键技术

巴彦油田勘探开发已进入全新阶段,深井、高温高压井持续增多,岩性、油藏越来越复杂,试油测试难点突出,主要表现为原油凝固点高、储层埋藏较深、温度压力较高、地层易出砂、压差与高产矛盾突出等问题。针对试油测试难点,开展了试油测试关键技术研究,包括:高凝油射流泵高效排液技术,深井STV测试一体化技术,储层临界出砂压差预测技术,高凝油PVT高压物性取样技术,选层试采完井管柱投产技术等,这些技术的综合运用,可较好满足巴彦油田深井试油测试需求。

富水砂层旋挖灌注桩施工技术研究及应用

富水砂层旋挖灌注桩施工技术是由富水砂层旋挖成孔及常规地层旋挖成孔成桩组成。技术采用旋挖钻头上安装由注浆管钢管固定装置、含喷嘴高压注浆管钢管、高压注浆管软管组成的可拆卸高压注浆装置,高压注浆管软管外接压力泵和泥浆池,在富水砂层段边向下旋挖,边旋转喷射膨润土泥浆,实现钻孔范围内的富水砂层固化,待富水砂层段成孔后即可进行常规地层成孔及后续成桩施工,最终达到了成孔成桩质量目标,降低其对富水砂层影响的同时,还可减少泥浆用量,提高工效。

地铁项目富水砂层高压旋喷桩技术应用研究

本文结合南京地铁五号线光华门站配套项目,在分析研究工程富水砂层地质和水文特点的基础上,深入研究了高压旋喷桩止水帷幕施工技术要点。并针对成桩质量问题,采取坑内袖珍阀导流和基坑外注浆加固的方法,有效解决了富水砂层地下水渗流问题。

高压旋喷灌浆加固超深富水砂层试验研究

穿沁隧洞工程检修井位于强透水砂层中,该工程竖井防渗十分重要,竖井开挖前需要对井底和洞口进行高压旋喷灌浆加固。为了检验高压旋喷灌浆加固超深透水砂层的防渗效果,确定合适的施工工法、桩位布置和工艺参数,分别采用双高压三管法和MJS工法开展现场喷射试验研究。现场试验及检测结果显示,两种工法均可用于深度超过40 m透水砂层的防渗加固。采用双高压三管法时灌浆压力不宜小于40 MPa,喷嘴的提升速度和转速宜分别为5 cm/min、5 r/min,成桩直径宜为1 m,连续防渗体的桩间距宜控制在0.6~0.8 m。采用MJS工法时灌浆压力不宜小于40 MPa,喷嘴的提升速度和转速宜分别为2.5 cm/min、3 r/min,成桩直径可达到2 m,连续防渗体的桩间距宜为1.5 m。二者相比,MJS工法具有成桩直径大、施工效率高等优点,对于超深地层的高压旋喷灌浆加固可优先选用。

土压平衡盾构穿越高渗透砂层砂土改良技术

依托西安地铁一号线三期韩非路站—沣河森林公园站区间盾构隧道下穿沣河工程,通过数值模拟分析了盾构隧道施工过程中孔隙水压力变化特征及影响范围,明确了喷涌发生的条件,继而进行砂土改良试验,对工程现场砂土参数进行优化。结果表明:不管是隧道纵断面还是横断面,由上而下孔隙水压力均逐渐增大,纵向影响范围约9m,隧道横向孔隙水压力近似呈漏斗状分布,影响范围约26m;施工过程中螺旋出土器排土口处水头高度2.06 m、渗流量26.2 cm^(3)/s,两者均超过喷涌发生的临界值;采用钠基膨润土泥浆对砂土进行改良,膨润土泥浆与砂土的质量比为1∶7时,改良后砂土流动性能逐渐提高,黏聚力增大,内摩擦角减小,抗渗性能明显提升,能有效防止喷涌现象。综合考虑施工要求、经济性和现场应用效果,采用钠基膨润土作为砂土改良剂时,建议钠基膨润土与水的质量比取1∶9,且泥浆膨化时间在16~24h,钠基膨润土泥浆与砂土的质量比取1∶7。

深中通道深厚砂层高压旋喷桩止水帷幕施工工艺研究及应用

深中通道西人工岛采用插入式钢圆筒及弧形钢板副格围闭的方案快速形成岛体结构。岛内陆域形成采用深井降水联合回填砂大超载比堆载预压进行岛内软基处理。地基处理后,在岛内进行明挖现浇隧道施工。由于人工岛所在海域钢圆筒底部多为粗砂、砾砂、砂砾状强风化岩、碎块状强风化岩,与海水联通,具有较高的渗透性。为满足西人工岛基坑内的渗流稳定和突涌稳定要求,达到止水的效果,采用在钢圆筒及副格内侧设置3排高压旋喷桩止水帷幕阻断钢圆筒围护结构岛内外的渗流路径。对外海深厚回填砂层高压旋喷止水帷幕施工工艺进行系统研究,通过工艺试验论证,确定最优施工参数并优化调整施工工艺,为类似工程提供经验借鉴。

西安地区砂层地基上PHC管桩和CFG桩的应用分析

西安渭河阶地地表以下约20 m深存在密实砂层,高层建筑能否选用以该层为桩端持力层的中短桩基础是设计面临的问题。结合同一场地两栋相同百米住宅楼的地基设计,通过方案分析、地基承载力和变形计算、载荷试验,采取调整筏板尺寸和沉降后浇带的位置,使结构重心与筏板平面形心重合等措施,选择基底下浅层密实中细砂层为桩端持力层,两栋楼分别采用11 m长PHC管桩和12 m长CFG桩复合地基,避免了该地区常用的长桩穿越砂层的困难和质量问题。结构封顶后的沉降观测数据结果验证两种方案可行,得出PHC开口管桩可利用土塞效应,其实际竖向抗压承载力比规范估算值提高约36%,管桩实际沉降量约为CFG桩的一半,且沉降稳定周期短,CFG桩复合地基采用Boussinesq解答分层总和法,计算沉降量与实测值差异不大。本工程充分利用地质条件,选择中短桩地基处理,节约了造价和工期,对类似场地的工程有借鉴作用。

高富水砂层地铁竖井动态降水优化及固结变形预测

针对沈阳地区高富水砂层的水文地质特征,采用多物理场耦合分析软件Comsol Multiphysics,基于Boit固结理论,考虑砂土体的线弹性变形特征,建立了精细描述井群抽水引起地面变形动态过程的三维渗流-应力耦合模型.通过水位拟合以及位移反分析进行参数反演分析优化降水系统,并采用地表变形指标来综合预测降水引起的地面建筑物以及地下管线的变形.对比发现:该模型稳定性好,抽水77d后水位达到动态平衡;地表变形满足施工安全性要求,通过井距、井数优化,抽水井流量优化,节约成本,能得到良好经济效益与社会效益,具有工程实用价值.

中国油气田开发分层注水工艺技术现状与发展趋势

分层注水是实现油田开发长期高产稳产的重要技术手段。国内已形成了"桥式偏心+钢管电缆直读测调"主体分注技术,技术适应性不断提高和完善,满足了常规注水井的开发需要。随着水驱油田进入高含水开发后期,注水井防砂、低配注量分层流量测试、高温高压井分层注水、大斜度井分层注水、分层注水实时监测与控制等技术的研究成为分层注水工艺的发展趋势,引领分层注水向自动化、智能化、一体化方向发展,以满足不同油藏、不同井型条件下注水开发对分注工艺的需求,确保水驱油田的高效开发。目前在井下信号无线传输、流量监测、动态水嘴调节等方面取得了阶段性进展,形成了注水井井下自动化、智能化基础理论技术。

高分辨率层序地层学在河、湖、三角洲复合沉积体系的应用——以朝阳沟油田扶余油层开发区块为例

运用高分辨率层序地层学原理和方法,结合探井及密井网开发井资料,在朝阳沟油田朝1-朝气3区块扶余油层识别出向上"变深"、向上"变浅"、对称型及其不同可容纳空间条件下的7类共41个短期基准面旋回,并以沉积动力学观点详细剖析了其成因及特征。按照短期基准面旋回的结构类型、叠加样式组合了7个中期基准面旋回,并结合区域标志层识别出2个长期基准面半旋回,进而建立了高分辨率层序地层格架。本区长期基准面下降半旋回砂体总体不发育;在长期基准面上升半旋回早期发育的河流相砂岩厚度,有效厚度均较大,砂地比高,含油性好,且随长期基准面的上升逐渐变为三角洲、滨浅湖环境,砂体及含油性等逐渐变差。在各中期基准面由下降到上升的转换面附近砂体发育程度及其含油性在整个中期基准面旋回中相对最好。

圆梁山隧道2^#溶洞平导施工技术研究

圆梁山隧道是渝怀铁路线上最长的隧道,隧道主要穿越毛坝向斜核部、桐麻岭背斜和冷水河浅埋段,发育有毛坝向斜、桐麻岭背斜及伴生断裂。受地质构造影响,毛坝向斜存在P2w+c和P1q+m两层承压水,据定测深孔钻探表明,承压水压力高达4.42～4.60MPa。根据地质勘探资料及周边环境情况,预估隧道正常涌水量为98000m3/d,最大涌水量为145000m3/d。在圆梁山隧道施工中,先后在桐麻岭背斜和毛坝向斜遇到了5个深埋充填型溶洞,溶洞形态各异,充填介质不同,有粉细砂、粉质黏性土和黏土多种,其中,2#溶洞充填介质为粉细砂层,其施工难度最大。受高压、富水、岩溶等诱导因素影响,施工中多次突发了大规模的涌水、涌砂和涌泥等工程灾害,给工程的安全顺利施工造成了极其严重的影响。针对2#溶洞平导高压富水粉细砂层地质特点,研究出了由普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、普通水泥–水玻璃双液浆、超细水泥–水玻璃双液浆、TGRM单液浆和HSC单液浆组成的注浆材料配套体系,并对2#溶洞平导施工过程中出现的2次较为被动的后退回填局面以及施工中的注浆设计、注浆参数选择和注浆效果检查评定进行了总结分析,以期对类似工程的设计、施工提供借鉴价值。

加砂压裂技术在高温深井碳酸盐岩储层成功应用

酸化压裂技术是碳酸盐岩储层增产改造的成熟、有效技术,对于深层碳酸盐岩储层由于其储层温度高、地应力大,酸蚀作用距离短、有效缝长不足,酸压改造效果,特别是稳产效果往往不尽人意。将常规砂岩压裂改造的成熟技术——加砂压裂技术应用于高温深层碳酸盐岩的改造,采用包括小粒径支撑剂,低损害压裂液,砂浓度以低起点、小台阶、多步、控制最高砂浓度泵注程序等技术路线,加砂压裂改造工艺获得成功。经过十年的跟踪研究表明,累计增油10.3×104m3、天然气0.51×108m3,加砂压裂技术应用取得了良好的增产、稳产效果,为高温深层碳酸盐岩储层增产改造提供了新思路和途径。

松辽盆地双城区块扶余油层高分辨率层序格架下沉积相及砂体发育特征

随着致密砂岩岩性油气藏勘探开发程度的深入,拗陷型湖盆河流—浅水三角洲储集层已经成为勘探开发重点。以松辽盆地北部双城区块扶余油层为研究对象,运用岩心、测井、录井以及地震资料,系统地开展高分辨率层序地层研究,识别出多级次基准面旋回界面,将双城区块扶余油层划分为2个长期基准面旋回和7个中期基准面旋回。在此基础之上,深入分析高分辨率层序地层格架下的河流—浅水三角洲沉积相及储集层砂体发育特征。研究表明:受长期基准面下降—上升的变化控制,垂向上,从MSC1到MSC7沉积充填响应呈现三角洲平原沉积—曲流河沉积—三角洲平原沉积—三角洲前缘沉积的特点,其岩性、沉积构造、旋回期次以及规模也随之具有明显变化;主要储集层砂体类型依次为分流河道、曲流河道、分流河道和水下分流河道,平面上的砂体呈条带状分布,顺物源方向由西南向东北砂地比逐渐变小,MSC4-MSC5时期砂体最为发育,储集层质量最好;在构造稳定拗陷湖盆背景下,湖平面升降是储集层砂体发育特征的主要控制因素。

盾构工后砂卵石地层空洞探测技术方法应用研究

本文分析了砂卵石地层的工程特性,基于盾构施工对地层造成的影响以及砂卵石地层的损失机制,强调了砂卵石地层在盾构施工控制不严格的情况下所带来的严重隐患及盾构工后地下空洞探测的必要性。在对砂卵石地层盾构工后地球物理场特征分析的基础上,阐述了不同物探方法及钻探方法开展地下空洞探测的有效性和适宜性。基于本文展示的工程实例,研究总结了砂卵石地层盾构工后空洞探测及土体缺陷区注浆效果检验的有效物探方法,同时对一些物探方法的关键应用技术进行了深入研究和总结,获得了可靠的、针对砂卵石地层的地质解释经验,为日后同类工程在物探方法、参数设计及最终的地质解释方面提供了参考依据。

Al_2O_3的质量分数对衬瓷层组织及耐磨性的影响

针对表面工程领域对耐磨材料的迫切需要及制备耐磨材料的复杂性,发明了钢水余热衬瓷技术,并利用该技术对耐磨衬瓷层进行了研究.通过将不同比例的Al2O3和金属粉料混合、合成,制备出陶瓷复合粉,并将其涂覆在沾有高温胶的砂型型腔工作面上,通过正常的钢水浇铸工艺,利用钢水凝固时释放出的热量将陶瓷复合粉烧结到钢的表面,达到耐磨效果.利用扫描电镜观察分析了衬瓷层的组织、表面形貌、是否有脱落现象以及衬瓷层与基体的结合情况,利用能谱分析了衬瓷层的成分,利用磨损试验机检测了衬瓷铸件的耐磨程度.结果表明:Al2O3的质量分数在35%～45%之间的衬瓷效果最好,其耐磨性是淬火45号钢的80倍.

饱和含水砂层地下水渗流对隧道围岩加固效果的影响研究

在分析饱和含水砂层的工程力学、渗流特性及其隧道围岩变形特性基础上,提出含水砂层中地下水流速影响高压旋喷桩加固效果的双介质模型,给出高压旋喷桩加固含水砂层失效的临界水力梯度表达式;提出饱和含水砂层中有效加固地层的双液注浆原理。工程实例表明,在采用化学注浆有效降低地层渗透性后,水泥注浆可有效加固饱和含水砂层,避免注浆失效。此技术在含水砂层隧道围岩注浆加固地层中取得成功,对类似工程有重要的参考价值。

筋带-砂-粘土层状体系直剪试验研究

通过对粘土与聚丙烯土工带在不同含水量下进行不同法向荷载作用的直剪试验,讨论法向应力、含水量对高液限粘土与筋带之间剪切特性的影响;提出了筋带砂粘土层状布置体系的加筋土结构模型,得出了该层状体系对粘土加筋土结构具有显著改善功能的结论,试验结果表明,随着正应力的增加,筋土之间剪应力的增长不是线性的,似粘聚力随含水量的增加出现先增后减的趋势,似摩擦系数随含水量的增加而降低。

真空预压技术加固夹砂软土地基试验

真空预压法是一种有效加固软土的地基处理方法,但工程中常因地基土中含有透水层而影响了真空荷载向深部传递,进而影响该工法的应用效果。以江海高速真空预压试验段为工程应用背景,利用孔压静力触探(CPTU)技术测定地基土中粉质砂土层厚度和深度,当采用高压旋喷桩密封处理粉质砂土层时,结合真空度、水位、孔隙水压力、地表沉降等现场实测数据,通过对比分析加固前后部分软土物理力学特性的变化对真空预压法加固效果进行了评价。结果表明:CPTU测试技术准确测得该试验场地粉质砂土层埋深介于9.5~12.5m,将高压旋喷桩的设计深度优化至8~14m,有效节约工程造价。加固后深部软土的强度显著提高,土体的含水量与压缩系数较加固前显著降低,平均降幅分别达11%和24.8%,综合场地地下水位、孔隙水压力的监测分析,验证了真空预压结合高压旋喷桩技术对含有粉质砂土层的软基加固的良好处置效果,可为类似工程建设和相关研究提供参考和借鉴。