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北京拉管 非開挖工程冒泥漿問題探討

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北京拉管 非開挖工程冒泥漿問題探討

發布日期:2017-07-04 作者: 點擊:

隨著西氣東輸工程的開展以及城市地下管網基礎建設的發展非開挖水平定向鉆技術應用日趨廣泛。在非開挖水平定向鉆技術的廣泛應用的同時,遭遇的工程實際情況也越來越復雜,克服這些工程難題也使非開挖水平定向鉆技術越來越成熟。非開挖拉管 北京拉管 水平定向鉆工程施工中,通過泥漿循環系統將鉆頭切削下來的碎巖屑從孔底排出至地表。由于地層存在天然的缺陷——孔隙和裂縫,泵入的泥漿通過地層的孔隙和裂縫形成的通道流出地表,這種現象就是冒漿。目前冒漿問題已成為阻礙非開挖水平定向鉆技術發展的重要問題,其對于整個工程施工而言具有諸多壞處。

北京拉管 廊坊拉管 (1)冒漿過程中泥漿通過鉆孔孔壁滲入地層,改變了孔壁周圍的巖土應力狀況,嚴重影響孔壁的穩定性,增加了工程施工的風險;

(2)冒漿使泥漿在穿越區域的地表流動,泥漿中往往有化學藥品的成份,給地表的環境造成污染,對農田植被造成破壞;

(3)冒漿情況嚴重時,改變冒漿區域土層的應力,導致土體破壞,對道路、建筑物、原有地下設施的安全帶來了嚴重隱患;

(4)冒漿發生后,鉆進施工中耗費的泥漿量將會增大,增加了工程施工的原料消耗成本。非開挖水平定向鉆工程領域的冒漿問題在近年來才得到關注,國內外學者的研究基本上是工程經驗的初步總結。

本文針對冒漿問題從以下幾個方面進行了研究和探討:

(1)針對冒漿問題的滲透破壞橫型針對冒漿問題,本文從滲流時間和滲流路徑兩個方面建立了模型,分別是:針對滲流過程的時間因子影響模型和針對地層破壞的路徑影響因子模型。從時間因子影響模型的分析,得出在地層滲流的孔隙通道不被堵塞的情況下,冒漿發生所需要的時間與土層的滲透率成反比,與鉆孔的水平埋深的3/2次方成正比,與泥漿的壓力近似成正比。從路徑影響因子模型的分析,得出在地層滲流的空隙通道被堵塞的情況下,冒漿發生的形勢是破壞土層形成新滲流通道,此時冒漿取決于土層在不破壞的情況下的所能承受的最大壓力與泥漿當前壓力的比值,當泥漿壓力大于土體破壞的臨界壓力時,冒漿就會發生。

(2)室內冒漿實驗通過對非開挖工程巖土顆粒特性和鉆進泥漿粘土特性的分析,用砂粒作為滲流的巖土介質進行了室內的冒漿實驗,確定了在非開挖水平定向鉆工程中,泥漿的粘土粉加量、泥漿的添加劑含量以及巖土顆粒大小對滲透率產生影響。同時對于泥漿在土層中的封堵效果進行了模擬實驗,分析得出:當巖土層孔隙當量直徑小于20μm時,泥漿容易形成封堵:同時泥漿的添加劑可以提高形成封堵的巖土顆粒粒徑值。

(3)針對冒漿的泥漿設計從泥漿循環降壓理論的分析結果可知,當調整泥漿各項性能參數時,泥漿在鉆孔中的壓力將會發生變化,而降低泥漿的壓力可以防止冒漿的發生。本文從高剪稀釋理論及實驗、堵漏原理及配方優化和泥漿用水處理三個方面對泥漿設計做了實驗研究,最后設計出針對冒漿的泥漿配方。

(4)軟件設計運用本文冒漿的理論以及防治冒漿措施中的泥漿設計手段,設計了一套以防冒漿為主要目的的泥漿設計軟件。該軟件主框架設計為MFC,能更好的與各種操作平臺兼容,同時軟件設計以操作簡單、界面友好為原則,更利于用戶使用。通過北運河穿越工程的現場試用,驗證了該軟件的可靠性和準確性。最后,本文對研究內容做了總結,得出相關的結論,并在此基礎上,提出了針對非開挖水平定向鉆工程中冒漿的進一步研究思路和建議。

 


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