¿Aplicación de equipos de perforación sumergibles en la construcción de pilotes perforados en puentes extragrandes?
1. Pila perforada del puente del río Amarillo de Jinan
1.1 Descripción general del proyecto
El puente del río Amarillo de Jinan tiene un ancho de puente de 35,5 m, una velocidad de diseño de 120 km/ h, y una longitud del puente principal de 875 m, el tramo principal es de 210 m. La cimentación de pilotes utiliza pilotes perforados con un diámetro de 2 m. Cada pila de estructura rígida está equipada con 13 pilotes. La longitud del pilote es de 93,5 m y la profundidad de perforación es de 102,5 m, un total de 52 pilotes. Cada pila continua está equipada con 8 pilotes, con una longitud de pilote de 81 m y una profundidad de perforación de 88 m, un total de 32 pilotes. La geología principal del muelle principal es limo arcilloso, limo, arcilla y marga, con diferentes contenidos de piedra de jengibre o guijarros, y algo de erosión de arenisca.
1.2 Selección de herramientas
En vista del hecho de que la perforación de este proyecto es relativamente profunda (lo cual no se informó en la construcción nacional en ese momento) y la formación contiene una gran cantidad de grava, guijarros, piedras de jengibre, etc. Después de comparar varios tipos de equipos de perforación, decidimos aprovechar al máximo las ventajas de los equipos de perforación de fondo, como el gran tamaño de las partículas de escoria (el tamaño máximo de partículas de piedra es de 8 cm), el gran volumen de drenaje, la gran elevación y Descarga oportuna de la escoria cortada fuera del pozo. Evite el aplastamiento repetido de la escoria de perforación en el fondo del pozo, etc. y elija la plataforma de perforación sumergible KQ2500A.
1.3 Puntos de Construcción
Debido al gran diámetro de la cimentación de pilotes del puente principal y al gran tamaño de los pilotes, se requiere estrictamente la verticalidad de la perforación. La perforación con reducción de presión debe mantenerse durante la perforación para garantizar que el peso de las herramientas de perforación alcance el 50%. El 70% actúa como WOB en el fondo del pozo y el resto está suspendido por el gancho principal, de modo que la herramienta de perforación se acciona en estado suspendido para asegurar la verticalidad del pozo. La capa superior del suelo del pozo tiene una capa de arena limosa de aproximadamente 9 m de espesor, que es fácil de colapsar, y la capa inferior del suelo es principalmente arcilla. Por lo tanto, durante el proceso de construcción, preste atención a una densidad de lodo ligeramente mayor al perforar capas de arena para proteger la pared del pozo, y reduzca adecuadamente el peso del lodo al perforar capas de arcilla para mejorar la eficiencia de la perforación. Los indicadores del lodo son: al perforar, la densidad está entre 1,8 ~ 1,2/cm3 y la viscosidad está entre 17 ~ 22 s; al limpiar el pozo, la densidad del lodo se controla para que sea de 1,08 ~ 1,1 g/cm, la viscosidad es 17; ~ 20 s y el contenido de arena es inferior al 1 %. Dado que la plataforma de perforación de fondo del pozo utiliza una bomba de arena sumergible para absorber directamente la escoria del fondo del pozo y luego descargar la escoria de perforación de la tubería de perforación, el espesor del sedimento y el índice de lodo después de limpiar el pozo son garantizado.
Tipo de 1,4 brocas
Las plataformas de perforación rotativas generalmente utilizan brocas rotativas en la construcción de ingeniería, que generalmente se dividen en brocas raspadoras y brocas con fresadora. Las brocas raspadoras se utilizan ampliamente en diversas formaciones blandas, mientras que las brocas fresadoras son mejores para perforar la formación. Aunque este proyecto tiene arenisca ligeramente erosionada, capas de brechas (que contienen arcilla) y capas de arcilla dura con mayor dureza, estas capas representan una pequeña proporción, por lo que se utilizan brocas raspadoras. En la etapa inicial de la construcción de la plataforma de perforación, se utilizó una broca raspadora de cuatro alas a lo largo de la ranura (ver Figura 1), lo que superó la dificultad de perforar en formaciones duras. Durante la construcción, se descubrió que la broca se atascaba fácilmente, lo que afectaba la velocidad de perforación. Posteriormente, se cambió a una broca raspadora de tres alas (Figura 2) y se alargó la longitud de la garra de corte. Después de realizar mejoras parciales en la broca, el efecto de perforación mejoró enormemente y básicamente no hubo. pegado del taladro. En la capa de arenisca dura y ligeramente erosionada, la velocidad de perforación de la broca puede alcanzar aproximadamente 16 cm/h. Cuando la arcilla contiene más piedras o guijarros de jengibre (tamaño de partícula < < 8 cn), la velocidad de perforación por hora es de aproximadamente 1 m.
(Foto 1) Broca raspadora de cuatro alas tipo puerta
(Foto 2) Broca de tres alas
Efecto de perforación 1.5
Se puede ver en la inspección real del pozo y el vertido de concreto en el sitio que la pared del pozo formada por la plataforma de perforación de fondo es regular, la verticalidad del pozo es alta (no verticalidad <5%), el espesor del sedimento puede cumplir con los requisitos y generalmente no se requiere retroperforación. En comparación con las perforadoras rotativas, el volumen de vertido de hormigón es aproximadamente un 5% menor y el efecto de ahorro de material es evidente.
2. Segundo Puente de Wenzhou Oujiang
2.1 Descripción general del proyecto
El puente principal del Segundo Puente de Wenzhou Oujiang es un plano de hormigón pretensado de doble cable y torre gemela. Puente atirantado, el ancho del puente es de 27 m y la luz es de 270 m. El muelle del puente de acceso norte tiene una extensión de 35 m y se basa en pilotes de hormigón moldeados in situ con un diámetro de 1,8 m y una profundidad de 57 m. La geología principal en el muelle principal es arcilla limosa, limo, limo que contiene limo, arcilla limosa. guijarros que contienen una pequeña cantidad de arcilla y capas de arcilla y guijarros que contienen arcilla. La dificultad de construcción de este proyecto es la capa de grava de aproximadamente 2,5 m de espesor, con un contenido de grava de hasta 50-70%. El tamaño de las partículas de algunas gravas alcanza los 42 cm, lo que provoca graves fugas de lodo. El contenido de guijarros en la capa de guijarros es superior al 70%, lo que provoca graves fugas de lechada.
2.2 Maquinaria de construcción
Utilice dos equipos de perforación sumergibles KQ2500, dos máquinas de agarre 1450 y una grúa de 16 t.
La selección de herramientas de construcción pasó por una larga fase experimental. Inicialmente, para la perforación sólo se utilizaban perforadoras sumergibles. Al perforar la capa de grava, debido al gran tamaño de las partículas y al alto contenido de grava, la tubería se bloquea seriamente y no se puede alcanzar el metraje. Utilice vibración sumergible para agarrar grava. Debido a que la fuerza de vibración del agarre vibratorio es pequeña y la fuerza de agarre es pequeña, la grava no se puede agarrar, entonces el agujero se hace mediante perforación de impacto. Dado que la capa de grava es gruesa y no puede ser penetrada por el impacto, y la eficiencia de usar un cubo de escoria para recuperar la escoria es extremadamente baja, también se rechazó el plan de perforación por impacto a través de la capa de grava. Finalmente, se utiliza una perforadora para agarrar la grava.
Primero tome un agujero con un diámetro de 1,5 m, pase a través de la capa suavemente hasta agarrar la capa de guijarros y luego use un taladro para barrer el agujero hasta el fondo del agujero para el agujero final. Pasaron 40 días desde la perforación hasta la finalización del pozo de inspección.
2.3 Resumen de la experiencia de construcción
La plataforma de perforación No. 2 experimentó un colapso continuo del pozo durante la construcción del segundo y cuarto pozo. Después de un análisis cuidadoso, se cree que hay varias razones: (1) No se usó arcilla al enterrar el revestimiento y se perforó el fondo del revestimiento (2) Durante la perforación, la perforación rápida de lodo fino fue exagerada y el lodo; se ignoró el problema en la capa de grava. Esto resultó en una grave fuga de lodo al agarrar la capa de grava (3) La base natural original tenía poca capacidad de carga y la plataforma de perforación en sí era pesada, lo que provocó que la carcasa se hundiera y el agujero en la parte inferior; parte de la carcasa colapsara. Al resumir la experiencia y las lecciones, hemos tomado las siguientes medidas: (1) enterrar el revestimiento estrictamente según sea necesario y compactarlo con arcilla (2) controlar estrictamente la densidad y viscosidad del lodo; Al perforar en la capa superior del suelo, la densidad del lodo debe controlarse en 1,1-1,3 g/cm3 y la viscosidad debe controlarse en 17-20 s. Al acercarse a la capa de grava, la densidad del lodo debe mantenerse en 1,3 ~ 1,4 g/cm3 y la viscosidad debe mantenerse en 65444. (3) Coloque traviesas largas alrededor de la carcasa y la presión específica de conexión a tierra de la plataforma de perforación sea inferior a 0,8 MPa. (4) Utilice una plataforma de perforación para perforar la capa superior del suelo. Después de aflojar parte de la capa de grava, utilice una perforadora. para agarrar la grava y luego usar una plataforma de perforación para barrer el agujero y perforar desde la capa de arcilla hasta la capa de guijarros, después de aflojar los guijarros, use una punzonadora para agarrar el agujero final en los guijarros. Al perforar y perforar agujeros en la capa de guijarros, la densidad del lodo debe controlarse en 1,25 ~ 1,35 g/cm3 (5) En vista del lodo débil y las graves fugas de lodo al perforar la capa de guijarros, prepare un poco de arena medianamente gruesa; como material de obturación.
Tipo 2.4 bits
Al iniciar la perforación se utilizó la broca gateway de cuatro alas (Figura 1) y la broca de tres alas que se muestra en la Figura 3. En aplicaciones prácticas, se descubrió que la broca de cuatro alas estaba gravemente quemada, lo que no favorecía el avance del metraje. La broca de tres alas que se muestra en la Figura 3 es una placa circular con un pequeño espacio anular y el diámetro interior de la broca se incrementa hasta la estructura que se muestra en la Figura 2. Su intención original es permitir que el lodo se lave desde el fondo del pozo desde la periferia para facilitar la descarga de escoria en el centro. Sin embargo, debido al gran diámetro del pozo, el flujo de lodo en el espacio anular no es suficiente para expulsar el lodo alrededor del fondo del pozo y es fácil que se forme lodo en la capa de arcilla. Por lo tanto, la estructura que se muestra en la Figura 2 sigue siendo. Se utiliza en la práctica, y la práctica de la construcción ha demostrado que es más práctico.
3. Plan de mejora de la plataforma de perforación
Después de la inspección de ingeniería, en vista de los problemas de tiempo auxiliar prolongado y la baja eficiencia de la plataforma de perforación de fondo de pozo KQ2500A, se realizaron las siguientes mejoras. se han realizado en la máquina:
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(1) Junta de tubería de perforación: Originalmente una conexión de perno de brida, la eficiencia de conectar y reemplazar tuberías de perforación es baja. Ahora se cambia a una junta hexagonal más una estructura de manguito de tracción y el tiempo auxiliar se reduce a aproximadamente 1/4.
(2) Sistema de elevación: Cambie el malacate original de baja velocidad de 5 t por un malacate de alta velocidad de 3 t, aumente la velocidad de elevación original de la tubería de perforación de 1,5 m/min a 5 m/min y acorte el tiempo de elevación. tiempo en un 30%.
(3) Tipo de broca: La broca de tres alas que se muestra en la Figura 2 es el tipo básico y también puede diseñarse según las condiciones geológicas.
(4) Se agrega un dispositivo de conmutación para los sistemas de descarga de escoria de circulación directa e inversa, lo que reduce el tiempo auxiliar y reduce la intensidad de mano de obra de los trabajadores.
(5) Se agrega un dispositivo de elevación automático hidráulico al pórtico, lo que mejora el rendimiento general de la plataforma de perforación, facilita la limpieza del pozo después de la perforación y acorta el movimiento de la plataforma de perforación en el pantano después del pozo. inspección antes del vertido del hormigón, mejorando la eficiencia de formación del pilote. A través de las mejoras anteriores, se puede mejorar enormemente la eficiencia del trabajo. Se estima que un pozo con una profundidad de 100 m puede reducir el tiempo auxiliar en aproximadamente 24 horas y mejorar la eficiencia del trabajo de cada pilote en aproximadamente un 20%.
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