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中亚D线塔国勘察钻孔“海带”封堵

日期:2018-05-29    来源:中国石油报  作者:李建飞

国际石油网

2018
05/29
10:05
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关键词: 钻井 管道 钻探勘察

    2018年5月末,塔吉克斯坦大型季节性河流Vakhsh中亚D线穿越点河面平静而壮美,丝毫看不出当年这里曾经在钻探勘察时还发生过“喷泉”以及封堵的痕迹,静静地等待着中亚D线塔国段河流盾构穿越开工。
 
    大约一年前,管道设计院勘察设计人员正在中亚D线塔国段进行初步设计勘察工作。塔国Vakhsh河穿越是中亚D线卡脖子工程,穿越长度约3486米,设计穿越深度30多米,穿越方式为盾构。当时,勘察人员在河床上布置了79个钻孔,孔深约45米。
 
    但由于地质条件,钻孔成了“喷泉”,水头高度约4米,水压达到0.2兆帕。“喷泉”让Vakhsh河都成了“景区”。麻烦接踵而至。水压过大,管道设计院勘察设计人员用常规方法无法封孔,扔个鹅卵石到钻孔里都得飘起来。如果不封住钻孔,使得地下水通过钻孔连通,进入潜水区,让整个穿越断面变成承压水区,会增加施工难度和风险。持续涌水将承压水区卵石地层中细颗粒充填物质带出地表,下部颗粒间的间隙变大,多年以后可能形成地表塌陷,构成地质问题。即便管道安装完毕也会危害运营安全,造成持续的水资源浪费。无论如何问题务必解决。
 
    怎么办?当时组织了业主管道专家、隧道施工专家、岩土专家,以及在塔国的其他勘察单位专家进行磋商,想了多种办法。比如,利用重晶石比重是水比重的4至6倍的特点,在油气开采钻探时增加泥浆比重的常用方法,在国内少量重要项目的承压水封孔中使用过,但塔国没有,从国内发货周期过长,成本较高,1万元一吨;钻孔注浆法:利用高压混凝土泵直接输送混凝土到孔底进行封孔,联系了整个塔国建筑施工设备厂家,没有注浆设备;下套管法:就是直接将护壁用的套管用重锤砸到承压水层,然后采用加压在管内封堵承压水,但是埋深太大,套管下不到预定深度。这些方法全部不可行。
 
    在焦头烂额之际,一次管道设计院勘察队员过生日,上了一道海带炖土豆,有人调侃海带放多了,厨子反驳到土豆不少,是海带膨胀率太大,显得土豆少。说者无心听者有意,正为“喷泉”封孔犯愁的几个人相视一笑,这就想到了用海带来封孔的办法。
 
    接下来管道设计院勘察事业部的小伙子们去杜尚别中国超市买了各种海带,福建产的、山东产的,厚的薄的,说给工人补碘,就是怕涨价。泡发海带,在确定厚度与膨胀率的关系后,用海带箍扎方法,测算海带浸泡时间,确定木棍的直径与封孔的适宜性,通过一系列的试验和试封孔,结果成功,最终形成了承压水海带封孔工艺参数及流程。
 
    于是,管道设计院勘察事业部的小伙子们就着手准备好直径5至7厘米、长度1.5米以上的硬质直木棒,备好厚度1毫米以上、长度不小于1米的干海带,1至2毫米的软铁丝,水泥、粗填料等。材料准备齐了,他们就确定封孔位置,根据钻探资料,确定每个钻孔都封在的什么深度,根据套管的深度确定分几次封和分界深度在哪。于是,大家齐心协力制作海带棒,将准备好的干海带箍扎到木棒上,用细铁丝分段箍扎,制作成1米左右的海带棒。最后,用钻机将海带棒压入 “泉眼”(钻孔)处预定深度,靠自重持续压住。接下来的时间是兄弟们静静等待时间,六、七个小时过后,钻孔没有冒水,止水成功。剩下的填料及封孔,混凝土凝结一气呵成。整个Vakhsh河盾构隧道累计成功封孔34个,仅Vakhsh河项目节约封孔成本超过20万,节约成本95%。
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