中石油青島海工建造基地沉箱基床升漿加固工程施工

尚崇偉 胡兆東 夏麗麗

中石油青島海工建造基地沉箱基床升漿加固工程施工

尚崇偉 胡兆東 夏麗麗

中石油青島海工建造基地沉箱拋石基床體積較大，回填塊石中包含大體積塊石和碎散小塊石，且預埋孔內均被海砂及碎石填滿，升漿施工困難。本文沉箱基床升漿施工采用地質鉆機掃孔后錘擊的方法，優化升漿各工序，取得較好效果。

沉箱；沉箱拋石基床；升漿加固施工；掃孔；升漿管

1. 工程概況

中石油青島海工建造基地位于青島經濟技術開發區連江路以東海西灣內，基地共建設4條不同噸位的滑道（4000、6000、8000、30000噸級各一條）和用于材料裝卸、平臺裝船和工程船舶停靠的碼頭以及組塊結構車間、管結構車間等建筑。建成后能夠建造導管架平臺、樁基平臺、順應塔平臺等海洋油氣田生產設施，以及用于其他海上構筑物的陸上預制建造、裝船以及工程船舶停靠。中石油青島海工建造基沉箱基床升漿加固工程主要是針對4000噸級滑道上的2個沉箱拋石基床進行升漿加固施工，具體布置情況見圖1～圖2。

沉箱頂標高+3.3m，底標高-10.0m；拋石基床底標高-14.0m，拋石基床厚約4.0m；施工平臺頂標高+6.0m。本次升漿加固施工只設一個施工段。

2. 沉箱基床升漿加固施工

2.1 施工總體布置

一）、制漿系統

升漿加固砂漿采用拌和站制漿，拌和站布置于中海油三期圍堰止水工程北圍堰，占地面積約3000m2。拌和站制漿系統由一臺1.5m3砂漿攪拌機、水泥儲藏罐、儲砂場、篩砂場等組成，攪拌能力為75m3/h。

二）、供漿系統

采用混凝土罐車將制備合格漿液運送至沉箱基床升漿加固施工現場的儲漿罐內，然后由砂漿泵將砂漿泵送至升漿孔內。

三）、施工臨時設施及施工平臺的布置

沉箱頂標高為+3.3m，受潮水位的影響，所以沉箱基床升漿加固施工均在施工平臺上進行，施工平臺采用預制鋼結構塊體拼裝結構，其上鋪設跳板，周邊設置高1.2m防護欄，施工平臺頂標高為+6.0m。施工設備均布置在沉箱隔倉位置上，且保證施工設備不擋住升漿孔。

圖1 沉箱升漿孔位平面布置圖

圖2 沉箱及拋石基床A-A剖面布置圖

在沉箱與內陸接觸位置，場地必須平整，便于混凝土罐車停靠。在該位置布置3臺1.5m3儲漿桶及12臺UB4.0型砂漿泵。

四）、供水、電系統

升漿施工中拌和砂漿采用淡水。在拌和站靠北側設置一個30m3的貯水池，保證拌和站用水。地質鉆機掃孔采用海水，采用潛水泵就近提取。

施工用電由甲方提供接電點，就近接入。

2.2 升漿加固施工

一）、施工工藝流程

施工準備→升漿施工造孔→升漿施工→升漿施工質量檢查。

二）、施工前準備

預制好的鋼結構塊體拼裝結構采用50t吊車吊放至1#沉箱和2#沉箱上，安放平穩后，在其上鋪設跳板，跳板要平穩，無探頭板現象。

掃孔施工采用SGZ-IIIA型地質鉆機，造孔采用三腳架配100kg吊錘進行，升漿施工主要采用UB4.0型砂漿泵和1.5m3儲漿桶，其他輔助設備主要有配電柜和潛水泵等。

三）、升漿施工造孔

1、造孔施工前測量升漿孔

造孔施工前應對沉箱上布置的所有預留升漿孔進行測孔，詳細記錄每個孔的孔深。如發現孔內充滿砂子的升漿孔須用壓力水沖孔，沖孔后測孔深直至孔深達到沉箱底標高為止；孔內有雜物壓力水不能沖洗干凈的升漿孔，采用地質鉆機掃孔，保證預留孔暢通，且達到沉箱底標高；由于拋石基床回填塊石中，既含大體積塊石，又有碎散小塊石，所有預留升漿孔采用地質鉆機掃孔，孔深應達到拋石基床底標高。

2、錘擊造孔

造孔施工采用錘擊方式，孔位依設計要求在沉箱上布置直徑110mm預留孔。錘擊造孔是在直徑110mm的預留孔中下直徑50mm的底部帶脫落式沖尖的壓漿管，利用鉆機卷揚提拉100kg吊錘，施打壓漿管，將其施打至設計深度。

造孔結束后，用測繩測出每個孔孔深，并做好記錄。

施工中以壓漿管貫入度來判別壓漿管是否達到巖面標高，當造孔接近給定基槽底標高時，記錄平均貫入度（平均貫入度=壓漿管下沉量/錘擊數），當平均貫入度小于5mm/次時，即認為達到巖面標高。

四）、升漿施工

（1）、制漿材料

水泥：制漿所用水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥受潮結塊不得使用。

砂：制漿所用砂為中細砂，粒徑不大于2.5mm，細度模末數在1.8～2.2之間。

水：制漿所用淡水滿足規范要求。

外加劑：為改善砂漿性能，漿液中摻入適量的減水劑，外加劑應滿足其技術指標。

圖3 沖尖脫落示意圖

（2）、水泥砂漿性能

具有良好的流動性和注入性，能完全充填粗骨料的空隙，流動度為（18±2）s。

施工中不能有太大的離析，泌水率≤3%。

硬化后具有必要的抗壓強度和黏結力，抗壓強度≥8Mpa，滲透系數＜10-5cm/s。

具有足夠的耐久性和水密性，砂漿初凝時間為12～14h。

（3）、水泥砂漿檢測試驗

施工中用溫度計對水、水泥、砂等原材料及漿液的溫度進行檢測。

砂漿流動度的測定采用1725ml漏斗結合秒表試驗測出漿液流出的時間（S），檢測頻率為：每40～50m3檢測一次。

砂漿泌水率用1000ml的量杯進行測量，檢測頻率為：每150～200m3檢測一次。

漿液的初凝時間用撞針進行檢測。

混凝土試塊抗壓強度送有資質的試驗室進行檢測，檢測頻率為：每150～200m3檢測一組。

升漿施工前對砂子進行含水率的試驗，炒出干砂，對干砂稱重，計算出砂的含水率。

拌制砂漿的配合比為水:灰:砂=0.5:1:1，摻入1.0%的高效減水劑。施工中漿液配合比根據砂漿性能指標進行具體調整。

（4）、施工

升漿加固施工是將制備合格的砂漿通過UB4.0型砂漿泵、輸漿膠管、預制連接器和預制壓漿管，在自流壓力作用下把水泥砂漿壓入基床塊石空隙內。

升漿施工從沉箱四周邊排孔向沉箱內排孔依排開始升漿，施工過程中起拔壓漿管時，保證壓漿管埋深在0.6～1.0m之內，嚴禁將壓漿管底管口提出漿面。

升漿施工連續進行，不允許中斷時間過長，如停水、停電或中斷時間超過12小時，應對上、下兩層的結合部位使用鉆機掃孔，掃至設計深度再重新下壓漿管進行升漿處理。

升漿施工結束標準：以升漿孔孔口返漿為升漿結束標準。

五)、升漿施工質量檢查

升漿加固施工主要是對沉箱拋石基床進行加固處理，質量檢查以檢查孔取芯做抗壓試驗為主，并結合升漿資料進行綜合評定。

3、注意事項

升漿施工造孔結束后，安裝好升漿管路，對升漿孔通水，通水時間根據具體情況確定。沉箱基床塊石回填后，海泥和其他雜物會隨著海水的漲潮、落潮及洋流活動進入拋石基床空隙內，而對升漿孔長時間通水會清除海泥和其他雜物，這樣升漿施工時管路暢通，砂漿在管路內流動性好，保證了升漿施工的質量。

升漿施工過程中，應有專門人員定時負責觀察升漿管路和升漿孔，發現升漿管路有異常現象應采取相應措施及時處理。升漿孔在孔口返漿后應提管至沉箱底與拋石基床接觸面位置，繼續進行升漿施工，確保接觸面升漿施工質量。

升漿施工結束后，統計實際工程量（實際工程量≈估算工程量）。

4. 結語

通過本文的介紹，希望讀者可以對沉箱基床升漿加固施工有個較為全面的了解，也可作為其他類似工程的施工例子，為升漿施工工藝在國內的發展開拓更為廣闊的空間。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.025