海上基樁施工采用套管活聯(lián)接的設計及應用

盧　飛　趙振峰　李　華　孫義軍

[摘要]通過在大連中遠30萬噸浮船塢錨連樁及平臺樁施工中，采用套管活聯(lián)接的方法，加快了施工進度，創(chuàng)造了國內外套管活聯(lián)接的先例。

[關鍵詞]海上鉆探船施工 套管活聯(lián)接 加快施工進度

中圖分類號：TB1文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0320066－01

大連中遠30萬噸浮船塢工程是目前全國最大的浮船塢工程。設計的30根錨鏈樁及平臺樁（直徑均為0.8m，進入基巖深5m），是我們遼寧省第八地質大隊在2005年完成的。我們已在《西部探礦工程》2007年第一期發(fā)表了論文，題目為《大連中遠海上基樁新技術新方法的應用》。本文僅把我們在活聯(lián)接套管的設計及應用方面做以介紹，以供同行們參考。

一、問題的提出

我們是使用方駁船在海上施工。船是隨著海水的漲落而起落的。如何選擇井口管及其固定方法，選擇套管及其下入及起拔方法，是一個關鍵的技術問題。由于施工區(qū)是處在黃海的北部，涌及浪的影響是很大的，必須要在短時間內的波浪平緩期完成一根樁的鉆船定位、鉆進、灌注、移船等工作，所以要求速度必須要快，否則風浪來了，1根樁還沒有施工完，則將是前功盡棄。如按常規(guī)方法，套管下入時要用電焊焊接，起拔時要用氣焊割開，那一是速度太慢，二是套管經(jīng)反復割焊，套管也是不可能焊直，并且也是焊不牢固。所以要想完成此項任務，則必須解決套管的問題。帶著這些問題，我們經(jīng)過反復研究、最后設計了井口管與平臺是活聯(lián)接，井口管與下入海底的部分套管是伸縮聯(lián)接，下入海底的部分的套管之間又是活聯(lián)接。較好的解決了這一難題，使施工速度快、質量好。

二、平臺井口固定套管的選擇及固定

此次的井口管的設計是，外徑為1170mm，長為8m（主要根據(jù)海水的深度，盡量長，這樣可以使井口套管與井底的套管有較大的深縮余地）。上部2m長度內的壁厚為10mm（因為此位置是接觸到鉆船的平臺，由于波浪沖撞易被擠扁），下部為8mm（薄一點能盡量能減輕重量）。井口管的最下部做成喇叭口，最大直徑為1.5m，其目的是起里層套管時避免刮套管的接頭。由于海浪及涌較大，為了保護好井口管，井口管與鉆船平臺的連接，我們設計成活動的，是掛在平臺上的（四角用鋼絲繩將套管綁在平臺上，以防海浪大時將套管掉入海中，但是留有一定的活動余地），這一點是很重要的。如果是焊接固定的，即使是套管的壁再厚，也是無濟于事。因為套管是抵抗不住海浪及涌的巨大的沖擊，將會使套管擠扁或擠歪。而只有順其自然才是上策。

三、中間聯(lián)接套管的設計

本次是在海上施工，它與陸地不同，一般情況下，套管進入松散層小于8m，其它部分在海底面以上。上部有較大的空間，又因為是淺孔，經(jīng)常起下套管。如果要是采用地表的常規(guī)下套管的方法，起下用焊接及氣割，那樣則費時、費材料、費力，起下一次套管需兩個小班，計16小時之多。經(jīng)采用了活聯(lián)接的方法，只用2個小時就可以完成，提高工效8倍。

井底套管選擇為直徑1000mm，壁厚為6mm，長度分別為4m長1根，2m長2根，1m長1根。接頭處外徑為1040mm，壁厚為10mm，高為400mm。采用9個M22mm的螺絲，在接頭環(huán)周上三等分，分3組聯(lián)接。

井底套管下入的長度是：套管總長=鉆進巖土孔深+海面至平臺下底面+最低潮時海面到海底的高度。這樣就能保證海水在最低潮時，井底套管也不能頂鉆船的平臺。

四、最下部一節(jié)長套管的設計

最下部一節(jié)長套管的設計原則是，根據(jù)海水的深度，盡量選擇長一些，本次我們設計長為12m，直徑為1000mm，壁厚為6mm。最下部用14mm鐵板卷制的長度為0.5m的一段將其焊接在下部以加強套管的剛度，當套管下不到孔底時，可向下砸入，不致于打壞套管端部。

五、井底套管的下入及起拔

井口管是掛在平臺上，從開始施工第1根樁直到最后1根樁，都不用移動（除非套管損壞需要修補時升上修理）。開孔時用1.2m直徑的六翼反循環(huán)鉆頭鉆進到基巖0.5m左右，開始下入活聯(lián)接的套管。

用25噸吊車將套管下入到海中，采用活聯(lián)接。一般情況下，都能下到孔底。如有的鉆孔下不到底，則采用潛孔錘鉆具，將套管砸下去。

換用直徑為0.8m的潛孔錘鉆具鉆進基巖至設計孔深。

用空壓機洗井，將孔底殘渣全部清除后，灌注井下混凝土至設計標高。

起拔套管時，先用鉆機的卷揚機將套管拉活，然后在用吊車拉起，為提高起下速度，在吊車的有效高度內，一次性盡量加長套管的起下長度。下套管時，先在船的甲板上把短套管聯(lián)接成整體再下入。起套管時先把整體長度拉到甲板上在逐根拆卸。

六、使用效果

經(jīng)過24根錨鏈樁、6根平臺樁的實際使用，起下套管的效率提高8倍，加快了施工進度，保證了能在波浪及涌的平緩期內短時間內成樁，保證了整個工程項目的完成。為海上施工總結了經(jīng)驗，創(chuàng)造了國內外海上套管活聯(lián)接的先例。