潿北管線工程地質鉆探流程分析

導語：潿北管線工程地質鉆探流程分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：鉆探技術設備是鉆孔工程中的關鍵組成部分，會隨著鉆探工藝和鉆探方法發展而變化，鉆探技術設備的性能會在很大程度上影響鉆探技術水平的進一步發展。文章以潿洲端部某工程項目作為研究對象，著重分析鉆探工藝的流程，總結出地址鉆探技術的關鍵點，并提出合理的應對措施，以期為同類型的工程項目提供一定的參考價值。

關鍵詞：地質鉆探；管線工程；鉆探方法；勘察技術

1工程概況

潿洲端部某工程項目的設計方案為，在潿洲端部的標準段建設干氣管道，管道沿線總長度設計為69.5km，管道的直徑設計為30.48cm，利用干氣管道將干氣輸送至北海鐵山港進行銷售，干氣輸送管道的輸送能力初步設計為5億m3。在干氣接收點鐵山港建設一個首站，這個首站應該具備接收干氣、過濾、計數等方面的功能。鐵山鋼首站建設一座生活用房，生活房按照4個人的標準進行設計；構建一條地下電纜，直接從周圍電網輸電，為鐵山港首站提供充足的電源。此外，配備一臺采油發電機作為應急電源。

2鉆探技術標準

2.1終孔條件

標準段沿線鉆孔（這里所提及的鉆孔包括靜力觸探試驗孔）：該部分的起止樁號為CZK09～CZK10，實際鉆孔深度均超過了10m，其他路段鉆孔深度均超過5m。需要額外說明的是，靜力觸探試驗孔在滿足終孔試驗要求的情況下可以提前停止鉆孔作業。特殊路段鉆孔（這里所提及的鉆孔包括靜力觸探試驗孔）：該部分的起止樁號為TZK02～TZK04，鉆孔深度均超過了20m，其他路段鉆孔深度不得低于10m，需要額外說明的一點是，靜力觸探試驗孔在滿足終孔試驗要求的情況下可以提前停止鉆孔作業。靜力觸探試驗孔停止鉆孔的條件是達到以下任意一項要求即可：鉆入深度達到了海平面以下5～10m；已經超出了鉆孔設備作業最大深度；錐尖的阻力超出50MPa；鉆頭的傾斜度超出設計要求的5%[1]。

2.2靜力觸探試驗

靜力觸探試驗嚴格按照《水運工程靜力觸探技術規程》（JTS/T242-2020）進行作業，實際鉆孔的速度控制在20mm/s。2.3取樣要求結合現行的地質勘察規范《海底電纜管道路由勘察規范》（GB/T17502-2009）中的要求，所有鉆孔都必須現場取樣來分析土層的類型，取樣的間距通常保持在1～1.5m，關鍵性單元內的土體的采樣數量不得低于6個，所有采集到的樣品現場必須拍照記錄。

2.4室內試驗

（1）黏性土指標：飽和度、天然中度、液限、塑限、含水量、壓縮系數、固結系數、孔隙率、液限指數、相對密度。（2）粉土試驗項目：上述黏性土的試驗指標全部需要添加黏粒含量檢測項目；動三軸試驗。（3）砂土：顆粒分析、動三軸試驗、三軸固結排水剪切。（4）碎石土：顆粒分析。（5）巖石：抗壓強度、天然密度、飽和度。（6）水、土的化學分析：水質分析。（7）其他說明：碳酸鹽土應該檢測碳酸鹽的含量，有機質土應該檢測有機質的含量。

2.5采用的平面坐標系和高程基準

此次勘察活動采用的是2000國家大地坐標系，深度基準則是以地區內的最低海潮面為標準。測量控制點數據直接由建設單位提供。測量控制點的具體數據如表1所示。

3鉆探技術措施

3.1勘察工作量布置

從設計圖紙提供的信息看，該項目前期的勘察工作總計需要設置91個鉆孔，其中標準段需要設置71個鉆孔，鉆孔編號為CZK01～CZK67，CJZK68～CJZK71；特殊路段需要設置20個鉆孔，鉆孔編號為TZK01～TZK14，TJZK15～TJZK20；海上靜力觸探試驗孔的數量為40個，其中，標準段試驗孔的數量為31個，鉆孔編號為CCPT01～CCPT29CJCPT30～CJCPT31，特殊路段試驗孔的數量為9個，試驗孔的編號為TCPT01～TCPT09。

3.2鉆探勘察方法

結合此次勘察作業的目標以及具體需求，在施工現場收集相關資料，對其進行全面的分析，基于此，結合該項目的設計要求，使用原位勘察法、地質鉆探法、小型貫入儀試驗、室內試驗等方法展開實際勘察作業，結合勘察作業的結果對施工現場的地質條件作業科學精準的評估。

3.3勘探點定位測量

海上勘探點使用的是TrimbleSPS351信標，利用GPS完成定位及拋錨作業，當鉆探鉆拋錨并穩定以后，則應使用GPS設備，結合建設單位提供的控制點數據對鉆孔位置進行校正。假若鉆孔部位的誤差未超過1m，則可以通知鉆探人員進行下管作業，當套管下放且穩定后，應復核孔口部位的坐標，孔口部位的高程可以利用多波速勘察方法進行測量[2]。

3.4取樣

結合勘察取土的規范要求流程以及勘察技術具體要求來看，取土應該按照1～1.5m為間隔進行取樣。面對軟土層時，應該使用薄壁取土器來取出Ⅰ級土樣；面對可塑-硬塑狀黏性土地層時，應該使用常規性的厚壁取土器來取出Ⅰ級土樣；面對堅硬土時，應該使用回轉取土器來取出Ⅰ級土樣。勘察路線沿線根據線路的走向，分別設置4個部位進行取樣作業，取出來的樣品應該進行腐蝕性試驗[3]。樣品被取出來后，應使用石蠟密封，并置于陰涼場所，運輸過程中不得損壞樣本。

3.5原位測試

（1）標準貫入試驗。試驗設備的規格參數：灌入器的長度應該為810mm，灌入器的內徑應該為35mm、灌入器的外徑應該為51mm、自動落錘的質量應該為63.5kg。（2）小型貫入儀試驗。實際試驗過程中應該嚴格按照以下要求進行作業：試驗應該從樣本兩側開始進行試驗；貫入過程中盡可能地避免空隙部位、堅硬物；貫入點及邊緣的距離與平行貫入點之間的距離不得低于測量頭直徑的3倍；每一個取出來的樣本最少進行3次平行試驗，最終的試驗結果以各次試驗結果的平均值作為結果；每次進行試驗以后都應該將樣本頭部的泥土清理干凈，確保試驗結果的精準線；試驗結構應該描繪至鉆孔柱狀圖中。（3）小型十字板剪切試驗。實際試驗過程中應該嚴格按照以下要求進行作業：剪切試驗應該是將樣本的兩側截取掉；將土樣表面的泥土清理干凈，將剪力板以垂直的狀態放置在待檢測土樣中，插入的深度應該與剪力板的高度保持吻合；每一個取出來的樣本最少進行3次平行試驗，最終的試驗結果以各次試驗結果的平均值作為結果；每次進行試驗以后都應該將樣本頭部的泥土清理干凈，確保試驗結果的精準線；試驗結構應該描繪至鉆孔柱狀圖中。（4）海上孔壓靜力觸探試驗。靜力觸探試驗使用的是10t的勘察設備。該項目內靜力觸探試驗系統配備有4個轉輪，能提供充足的壓力，以保證探桿的牢固性，在強大的壓力下，探桿會以2cm/s的速度均速貫入至地下。該試驗系統可以為探桿提供100kN的反作用力，同時系統配備諸多個傳感器，這些傳感器會持續性檢測設備貫入的傾斜度與荷載。（5）試驗過程：在正式試驗前，必須保證所有探頭的透水石均處理真空狀態；透水石在裝置前，應將硅油填充在孔壓測量儀器的空隙中；通過讀取是眼前的零漂系數來確定探頭的運行狀態正常與否；將檢測儀器沉入海底，并持續性觀察設備的傾斜度。當達到終孔條件以后，應該提升探桿的高度，將探頭處于空載條件下的飄零系數進行記錄。

3.6室內試驗

樣品被取出來以后，應該使用石蠟進行密封處理，將密封處理以后的樣本放置在陰涼場所，運輸過程中不得損壞樣本。（1）一般物理性質試驗：含水量、液限、塑限、密度等試驗。（2）強度試驗：抗壓強度、排水試驗、排水不固結試驗等。（3）固結試驗：壓縮系數、固結系數等。（4）特殊性試驗：有機質含量、碳酸鹽含量。

4結束語

海上鉆探作業過程中所面臨的地下管線種類非常多，加之地下管線分布混亂，一旦處理不妥善，就會導致地下管線出現損傷，進而導致各種不良影響。誠然，地下管線保護不但需要合理的規范、科學的設計，還應該發揮出建設主管部門的作用，這樣才能高效達到地質鉆探的目標。

參考文獻：

[1]王玉琴,高樹全.綜合超前地質預報技術在貴南鐵路巖溶隧道中的應用[J].工程地球物理學報,2021(4):538-546.

[2]王杰,張昭,李立湘,等.大口徑繩索取心工藝在水文地質鉆探中的應用[J].資源信息與工程,2021,36(4):82-85+88.

[3]冉恒謙,梁健,張林霞,等.“十三五”地質鉆探工程技術發展回顧及“十四五”展望[C]//中國地質學會.第二十一屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學術交流年會論文集.北京:中國地質學會探礦工程專業委員會,2021:13.

作者：李肖 唐正浩 單位：中交第四航務工程勘察設計院有限公司