Parameters Optimization of Multi-Branch Horizontal Well Basing on Streamline Simulation

As a highly efficient production method, the technique of multi-branch horizontal well is widely used in low permeability reservoirs, heavy oil reservoirs, shallow layer reservoirs and multi-layer reservoirs, because it can significantly improve the productivity of a single well, inhibit coning and enhance oil recovery. Study on sweep efficiency and parameters optimization of multi-branch horizontal well is at the leading edge of research. Therefore, the study is important for enhancing oil recovery and integral exploitation benefit of oil fields. In many applications, streamline simulation shows particular advantages over finite-difference simulation. With the advantages of streamline simulation such as its ability to display paths of fluid flow and acceleration factor in simulation, the flooding process is more visual. The communication between wells and flooding area has been represented appropriately. This method has been applied to the XS9 reservoir in Daqing Oilfield. The production history of this reservoir is about 10 years. The reservoir is maintained above bubble point so that the simulation meets the slight compressibility assumption. New horizontal wells are drilled following this rule.

盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法研究

为探明隧道盾构注浆荷载作用引起带榫管片水平轴线偏移规律,以小曲率半径盾构隧道为例,分析壁后注浆引起管片上浮的诱因,考虑管片环“椭圆化”变形、纵向连接螺栓预应力、环缝影响范围和横向刚度等综合因素的影响,建立榫杆连接条件下带榫环缝的管片单元纵向等效抗弯刚度有效率计算式,并通过计算盾构注浆荷载作用下带榫管片的静态和动态上浮力,构建盾构注浆荷载作用下带榫管片上浮力计算表达式,由此分析小曲率半径隧道盾构注浆荷载作用下带榫管片受力情况及其在文克尔弹性地基梁假定条件下受上浮力作用的挠曲变形规律,建立盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法,并依托实际工程加以验证。结果表明:该文理论值与模拟值和监测值均拟合良好,该文计算方法具有良好的工程适用性,可为盾构隧道工程及其类似工程中注浆荷载作用下管片偏移及错台问题提供有效的理论指导。

机场道面水平钻孔注浆材料的制备与性能研究

为满足机场不停航施工道面下基层水平注浆工程对材料的需求,开展了复合硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复配试验。制备出符合施工要求的硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥砂浆,并使用维卡仪、截锥圆模、压力试验机等设备研究了材料的凝结时间、流动性、1d抗压强度等。结果表明:硫铝酸盐水泥掺加比例越高,凝结时间越短;水灰比及减水剂掺量对流动性影响较大,同时对其他性能有一定影响。在确认最佳配合比时,经圆柱体强度试件模拟的钻孔注浆和现场试验段重锤式弯沉仪及探地雷达实测结果表明:复合水泥砂浆具有良好的工作性能,道面强度及结构恢复至钻孔前水平,能满足机场不停航施工要求。

基于水平旋喷桩处置优化的地铁隧道施工变形控制分析

为研究富水砂层隧道中水平旋喷桩+超前小导管组合预加固的效果,以青岛地铁某区间段隧道为依托,采用有限元数值模拟方法,对比分析了无预加固、单独使用水平旋喷桩及旋喷桩配合超前小导管组合预加固三种工况的加固效果。结果表明,与无预加固方案相比,单独使用水平旋喷桩预加固可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约61%、59%、38%;而水平旋喷桩与超前小导管组合预加固方案可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约66%、77.6%、38.9%,典型开挖断面处与拱脚处地下水渗流量分别减少93.4%、96.7%,预加固效果与止水效果显著。

运营盾构隧道洞内注浆修复试验研究

[目的]盾构隧道结构发生横截面大变形后,若采用内张钢圈等方法进行加固,会花费大量材料和人工成本。通过二次注浆改善盾构隧道结构受力条件、主动回调变形是更加经济的手段。因此有必要对注浆修复盾构隧道结构横截面变形的有效性、注浆过程中及注浆后的结构响应进行深入研究。[方法]依托武汉地铁盾构隧道进行现场洞内注浆试验,测量、比较了注浆前后隧道的周边地层缺陷、结构裂缝及收敛变形。详细分析了洞内侧向注浆后隧道结构收敛变形、水平平移的时变规律。[结果及结论]试验结果证明了洞内侧向注浆对修复地层缺陷、治理隧道结构裂缝和横截面大变形的有效性;揭示了注浆荷载影响下衬砌环的收敛变形、水平平移的分布规律和时变发展过程。在注浆过程中,注浆点位所在的衬砌环呈现“竖鸭蛋”收敛变形趋势;注浆后2.5 h,受浆液收缩影响,衬砌结构“竖鸭蛋”收敛变形有所回弹,“横鸭蛋”收敛变形趋势进一步发展;注浆后20.0 h左右,隧道结构收敛变形基本稳定。

煤矿地下精准注浆技术与发展现状

注浆技术是现代地下工程加固与防渗的重要施工手段,注浆法在各类地下工程中发挥了重要作用。随着现代地下工程发展,注浆技术取得了显著的发展,同时也对地层注浆提出了更高技术要求,特别是在保障煤矿高效安全生产前提下需要更精准的注浆技术。从近年来煤矿注浆法的发展趋势可以看出,精准注浆分别在区域、钻孔与孔内3个层次上取得了显著进展,通过工程实例分析,系统综述了目前煤矿地下精准注浆技术特征,提出了煤矿地下精准注浆的内涵与关键技术,总结了不同尺度精准注浆的实施方法、适应条件以及工程实例,为相关地下工程精准注浆发展提供借鉴。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

软土地区盾构小角度下穿箱形隧道的变形与控制

以天津地铁4号线盾构隧道小角度、近距离下穿运营的地铁1号线明挖箱形隧道为工程背景,分析了下穿施工阶段既有隧道的竖向位移、水平位移变化情况,并对控制措施进行了研究。结果表明:盾构隧道左线、右线先后下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线分别呈V形、U形,右线下穿引起的既有隧道沉降较左线引起的大;与双洞盾构隧道正交下穿既有隧道工程相比,小角度下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线的沉降槽宽度显著增大;随着盾构掘进,既有隧道水平位移的方向由逆着盾构掘进方向转变为朝着盾构掘进方向;二次注浆对于控制既有隧道竖向位移、水平位移效果较好。

第三系半成岩富水砂岩隧道水平高压旋喷桩复合结构超前预加固研究

在诸如第三系半成岩地层等富水软弱均质地层的隧道建设中,常采用水平高压旋喷桩进行洞内超前预加固,但水平旋喷桩往往因自身抗拉强度低在承受较大荷载时容易发生断裂破坏。依托云南临沧至清水河高速公路王家寨隧道工程,提出了一种在桩体内插入小直径钢管的水平高压旋喷复合结构。通过力学理论分析、数值模拟与现场监测,对比分析了水平高压旋喷桩素桩与复合结构的力学机制与对围岩加固作用,并对钢管布置形式及直径进行优化设计。研究表明:在300 kPa水压下,复合结构相比素桩的挠度值降低了34.8%,最大拉应力降低了37.5%,受力模式明显改善,承受的极限水压力荷载大幅提升至700 kPa,对围岩拱顶沉降、应力也有一定削减作用;增加拱顶钢管布置密度可有效降低桩体拉应力,而减少钢管直径则会导致钢管拉应力增大;建议实际工程中拱顶间隔1根桩体布置108 mm钢管,拱肩间隔2~3根布置89 mm钢管,边墙可不设钢管。

顶管穿越大厚度液化层处理措施研究

土体液化是指在外力作用下,饱和状态的砂土或粉土中土体颗粒之间发生相对位移,颗粒间的孔隙水来不及排泄,孔隙水压力短时间内急剧上升,当孔隙水压力上升到与土颗粒所受到总的正压力接近时,土颗粒之间因摩擦产生的抗剪力接近零,使土粒在孔隙水中悬浮,土层颗粒的承载力顿时会被水给取代,土体结构内部会变成像液体一样可以流动的现象。液化现象能造成场地的整体性失稳,危害极大,已引起国内外工程界的普遍重视,成为工程抗震设计的重要内容之一。目前国内针对顶管穿越大厚度液化层研究较少,该文以太原地区某出入口为例,分析和总结相关液化处理措施,可为类似的顶管工程提供借鉴参考。

富水残积土输水隧洞水平旋喷桩和超前小导管组合支护技术研究

为了研究水平旋喷桩配合超前小导管组合支护设计参数对不良地质输水隧洞预加固效果的影响,依托广西黄章水库富水残积土输水隧洞,研究了超前小导管管径、注浆加固圈厚度、外插角、环向间距、水平旋喷桩桩径、桩间距对富水残积土地层输水隧洞拱顶竖向沉降、拱腰水平变形以及掌子面变形的影响规律,并采用局部敏感性分析方法研究了支护参数的敏感性。研究结果表明:隧洞内的拱顶竖向沉降、拱腰水平收敛、掌子面位移与超前小导管和水平旋喷桩相关参数有关;小导管外插角对拱顶竖向沉降影响最大,注浆加固圈厚度次之,小导管环向间距的影响最小;小导管注浆加固圈厚度对拱腰水平位移影响最大,小导管外插角次之,小导管管径的影响最小。利用超前小导管+水平旋喷桩组合支护对富水残积土输水隧洞进行支护时,应综合考虑各参数影响,寻求最安全经济的支护参数,确保隧洞施工安全性。

矿井瞬变电磁法在水平定向井注浆技术效果监测中的应用

【目的】查明赵庄矿1340工作面底板是否存在岩溶发育区,并研究矿井瞬变电磁法在水平定向井注浆技术效果监测中的应用效果。【方法】采用矿井瞬变电磁法进行工作面底板探测,发现2个视电阻率低阻异常区。针对底板灰岩赋水特性,在低阻异常区设计2个主孔,采用水平定向井注浆技术进行注浆加固,当主孔到达预定位置后再布置定向孔进行注浆。注浆后为监测注浆效果,采用矿井瞬变电磁法对低阻发育区进行二次探测。【结果】通过分析注浆后的数据结果,并与注浆前进行对比发现,低阻发育区视电阻率增大,注浆效果明显。【结论】研究结果表明,矿井瞬变电磁法可以发现视电阻率低阻异常区,并能有效监测水平定向井注浆技术的效果。

水平旋喷桩在风积沙隧道洞口段的应用分析

风积沙作为抗剪能力弱、黏聚力低、自稳能力差的土体,隧道开挖时围岩变形难以控制。水平旋喷桩具有高效、环保、经济等独特优势,已广泛应用于风积沙隧道中,属于一种预加固施工技术。为了解风积沙地层隧道失稳变形特征和预加固控制效果,本文依托拉林铁路德吉隧道采用水平旋喷桩对风积沙隧道进行超前支护,并取得了不错的成效,积累了丰富的施工经验。

水平定向钻工艺在矿山生态修复工程中的应用分析

近年来,随着我国对环境保护和安全生产的要求越来越严格,许多不具备生产条件的矿山被依法关闭,由于矿山开采遭到破坏的环境必然要进行生态修复,把美好的生态环境归还当地人民群众。在废旧(弃)矿山生态修复施工中,污染水的治理是关键工程之一,净化后的水一般需要通过排水管道进行自然排泄。在地势低洼处进行生态修复施工后,为了不形成内涝灾害,使用水平定向钻工艺实施一条排水管道,把水引到附近河流。本文以贵州省习水县良村镇劳荣煤矿生态修复工程为例,使用水平定向钻工艺成功实施一条长约580m的重力流排水管道,主要介绍了水平定向钻工艺在生态修复工程排水管道施工中的有效应用,其中现场采取的相关技术措施为国内其他地区实施水平定向钻工程提供了宝贵的经验。

布袋注浆桩复合地基固结方程解析解

目的解决传统地基处理方法对软土地基区域存在适用性差、效果不明显以及设计计算不准确等问题。方法通过分析布袋注浆桩复合地基加固机理,在现有复合地基固结研究的基础上,考虑因施工扰动而造成的土体水平渗透系数变化的三种可能模式,推导出布袋注浆桩复合地基固结控制方程,并根据固结解答采用解析方法对复合地基的固结度、孔压等问题进行多方面的分析。结果给出了布袋注浆桩复合地基固结控制方程以及复合地基在荷载瞬时施加和单级施加情况下的解析解;在相同计算条件下,散体材料桩、布袋注浆桩复合地基、不透水桩复合地基以及天然地基之间的固结速率表现为递减趋势。结论地基固结随着地基顶面和底面附加应力比值的增大而加快,且接近地表的附加应力越大固结越快。外部荷载瞬时施加,此时地基固结最快;加载历时越久,地基内的最大孔隙水压力值越小。

水平注浆对既有盾构隧道横向变形与内力的纠偏控制效果研究

为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例,计算既有隧道在各个阶段下的围压变化,并根据数值软件建立三环管片模型,得到注浆对既有隧道横向收敛、混凝土应力以及螺栓应力的影响,最后对注浆量、注浆距离以及注浆范围进行参数分析。研究结果表明:水平注浆作用会引起既有隧道围压重分布,其作用在隧道上的附加围压主要呈现为“横椭圆”分布,本案例下隧道两侧腰部的围压复原率达到40%,隧道的收敛及内力复原率均达到了50%。随着注浆量的不断增大,横向收敛及内力均线性增大。随着注浆距离的减小,横向收敛和内力呈现指数型线性增大。单一改变注浆量和注浆距离均可使隧道的变形和内力恢复至正常状态,可考虑首要改变注浆距离以节约资源。注浆效果对注浆深度的敏感性远不及注浆量和注浆距离,注浆深度的改变较小时,注浆效果无明显差异。通过分析隧道复原率可确定注浆工程的参数设置,研究成果可为注浆纠偏邻近既有隧道工程提供参考。

高压气囊桩对既有地铁隧道的安全保护试验研究

近接基坑施工可使既有地铁隧道出现较大的应力和发生变形。为此,本文对高压气囊桩地铁保护技术进行优化,并在宁波轨道交通5号线前殷停车场入场线开展高压气囊桩对既有地铁隧道的安全保护现场试验。通过测定隧道的水平位移、沉降和收敛以及高压气囊桩周边的孔隙水压力、深层水平位移、分层沉降,评估了高压气囊桩对隧道的安全保护作用效果。结果表明:布设在隧道近侧的高压气囊桩充气加压和压力注浆使得隧道产生背离桩体的最大水平位移为1.65mm和最大沉降为1.01mm,可以对既有地铁隧道水平位移起到较好的保护作用。

海相地层新意法施工隧道掌子面失稳模式及围岩变形规律分析

以深圳地铁12号线2期工程松岗站与既有6号线折返线北侧暗挖通道为研究背景,通过FLAC3D有限元数值模拟和理论分析的方法研究了新意法施工条件下不同海相地层围岩级别、隧道埋置深度、隧道洞径、隧道掌子面预加固强度对隧道掌子面失稳模式及围岩变形规律。当隧道掌子面不进行预加固时,掌子面挤出位移随着隧道埋置深度的增加而增加;围岩等级越大,掌子面挤出位移随隧道埋深的变化越明显;当围岩等级为VI6时,隧道埋深在5 m到45 m,掌子面均发生了失稳现象;当隧道埋深取5 m、洞径取5.8 m时,其他固定参数不变;随着围岩内摩擦角、黏聚力、掌子面预加固深度的增大,隧道掌子面挤出位移逐渐减小。

邻近高速铁路单根高压旋喷桩施工对周围土体的变形影响

为研究邻近既有高速铁路高压旋喷桩施工引起的周围土体变形规律,本文以实际地基加固工程为背景,采用现场试验与有限元模拟相结合的方法,明确了单根高压旋喷桩的施工影响距离,分析了高压旋喷桩的施工参数对周围土体变形的影响,提出了邻近高速铁路的高压旋喷桩施工注意事项。研究结果表明:现场试验的单根桩施工影响距离约占桩长的80%,有限元模拟的影响距离占桩长的78.9%,旋喷桩周围土体的最大水平位移及单根桩的影响距离将随着钻杆提升速度减小及注浆压力增大而增大,当邻近高速铁路进行高压旋喷桩施工时,应确定适宜的施工参数,加强对既有高速铁路的变形监测,必要时在施工前采取一定的变形控制措施。

盾构施工下穿城市匝道桥影响分析

为准确分析盾构隧道施工下穿桥梁对桩基的影响,以实例工程为背景,基于沉降理论估算双线隧道施工引起的地表沉降量,建立了双线盾构施工穿越桥梁桩基模型。运用数值模拟和现场施工监测相结合的研究方法,重点分析了盾构施工引起的地表沉降以及对桥梁产生的竖向沉降和水平位移情况。结果表明:采用注浆加固可有效降低盾构施工对地表沉降的影响;在未加固的情况下,产生的竖向沉降满足控制标准值8 mm要求,水平位移不完全满足控制标准值2.4 mm要求;采用注浆加固后,桩基发生的竖向沉降和水平位移都有显著降低,且均满足控制标准值要求。结合现场施工监测结果进行分析,验证了数值模拟结果的准确性,并对今后类似工程施工具有一定的参考价值。