大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术

文章概述了管道水平定向钻穿越碎石粘土层的特点,详细论述了东苕溪定向钻穿越碎石粘土层的地层状况、钻机选择、钻具组合、控向措施、泥浆控制、钻进工艺以及导向孔钻进、扩孔、回拖阶段的应急预案,通过具体实施,大口径管道首次成功采用水平定向钻技术穿越了碎石粘土层。     

铁路顶进施工护壁MIDAS配筋计算对比分析

一、工程背景 某铁路工程,铁路K6＋932.3处下穿铁路。管道中线与铁路交角为46°56′02″,为地方铁路,交点处铁路为直线地段,P50轨普通线路,碎石道床,砼枕。设计范围内污水管采用直径1500mm、壁厚15mm的钢筋混凝土圆管,长44m。管道采用顶进法施工,每2m一节,接头为企口,顶管长44m。工作井位于J12检查井处。工作井宽3.6m,长4.0m,工作井设厚度为30cm的钢筋混凝土护壁。     

水平定向钻进技术在蚌埠市供水管网穿越淮河段中的应用

在蚌埠市河北新区供水管网一期工程中,供水管需穿越淮河。为了保证淮河航路畅通,穿越工程确定采用水平定向钻进施工法,管材采用De630mmPE管,外套D820mm钢管,穿河管道总长为660m。采用水平定向钻进技术避免了开挖施工带来的航道封锁,且施工安全、工期短、成本低,可为相关工程施工提供借鉴。     

非开挖水平定向钻喷射式反循环扩孔器设计及其排屑性能试验

为解决大直径水平定向钻扩孔施工中环空岩屑清理困难的问题,基于射流泵原理设计了一种水平定向钻喷射式反循环扩孔器,并通过室内试验研究了其排屑性能.室内试验选取了3种粒径的石英砂颗粒(0.5～1、1～2和2～4 mm),配制了2种不同马氏漏斗黏度的泥浆,采用控制变量法研究了岩屑粒径、泥浆类型、扩孔器转速和岩屑浓度等因素对反循环扩孔器排屑效率的影响.试验结果表明:单纯考虑反循环形成抽吸作用设计的扩孔器,实际排屑效率较低,凸起的牙轮结构搅拌作用和扩孔器与孔壁紧密贴合两方面因素对提高岩屑排除效率有积极影响;在一定条件下,岩屑粒径越小,泥浆黏度越大,岩屑浓度越大,喷射式反循环扩孔器的岩屑排出效率越高;当其他条件一定时,岩屑排出效率在扩孔器转速为40 r/min左右达到最大值;在试验条件允许的范围内扩孔器最大排屑效率高达73.15％,具有很强的实用价值.     

卵石层地质条件下定向钻穿越的技术优化

本文结合江西天然气管道工程撩河定向钻穿越工程的设计及施工情况,对穿越地段曲线设计、管道壁厚选取、进场道路、卵石层处理、管线回拖等方面的技术难点进行了研究分析,并提出了最优的解决方案,其中定向钻穿越入土角度一般控制在5～20°,出土角度一般控制在4～26°为宜;定向钻穿越河流的曲率半径不小于l500D;计算管道的最小壁厚时,必须考虑管道壁厚计算是在最小屈服极限条件下,管道能够承受同拖力作用的最小壁厚;根据已有的道路合理选择穿越位置时,必须考虑钻机进场的道路;水平定向钻穿越两岸砂卵石层的河流时,建议采用套管隔离卵石层的做法来穿越卵石层,并根据回拖场地情况提出回拖方式。     

大直径冲孔灌注桩在复杂土层中的应用

通过泉州海星安置房工程桩基施工实例,介绍填海地段有块石、弧石、流砂、卵石、夹层淤泥等复杂土层,采用φ1400mm大直径泥浆护壁冲孔灌注桩的成孔成桩的主要施工技术和试桩结果。     

大直径污水井孔壁失稳与泥浆护壁机理

采用经典土力学滑动理论,建立某大直径污水井的孔壁失稳滑移轨迹方程及其滑移面安全系数的计算式.研究结果表明:随着凝胶泥浆抗剪强度的提高,孔壁的稳定性增强;对于砾砂或圆砾层,孔壁的稳定性主要取决于泥浆的重度,随着泥浆重度的增大,孔壁稳定性不断增强;对于基岩段,孔壁的稳定与孔壁的深度无关,主要与基岩的结构及其周围的节理或断层面分布状况有关；采用气举反循环分阶段钻进和优质泥浆护壁的施工工艺取得了很好的工程应用效果,具有一定的工程应用价值.     

水位变化频繁下大直径超长桩中钢筋笼埋后处理及预防的研究

在临水或水中大直径超长桩施工中,由于孔外水压力大、水位变化频繁,孔壁稳定显得特别重要,防止孔壁塌落导致钢筋笼被泥砂掩埋的事故.以长江上某特大桥施工中钢筋笼被泥砂掩埋为案例,研究了水位变化频繁下大直径超长桩中钢筋笼埋后处理及预防的措施.1泥浆的密度、黏度参数要达到维护孔壁稳定性的要求;2作业人员每间隔2小时测量一次密度、黏度参数、护筒内外液面高差;3孔壁塌落导致钢筋笼被泥砂掩埋后,为了起拔钢筋笼,用导向筒钻头清理沉渣;4在清理沉渣时,要随时观察反映导向筒钻头所遇阻力大小的扭矩,及时提钻;5在大直径超长桩施工中,不能一味追求施工速度、节约成本.     

软岩嵌岩桩嵌岩段侧阻力模型试验研究

针对广西地区建筑工程中典型泥岩的基本类型和特点,设计了三组嵌岩桩模型试验.试验表明,嵌岩桩在泥浆浸泡后嵌岩段侧阻力下降,泥浆浸泡时间越长,嵌岩段侧阻力下降越大,泥浆浸泡对嵌岩桩破坏范围也有影响;成桩后随放置时间增长,嵌岩段侧阻力先降后升,认为在软岩地区要重视泥浆对嵌岩段侧阻力的影响.     

直径168 mm管道被动喷射式皮碗结构设计及清洗性能仿真

油气管道内部工况复杂且含有多种化学物质,为减少管道内黑色粉末及固化油泥对管道内检测器运行姿态稳定性及检测效率的影响,提出了一种适用于直径168 mm管道内检测器被动喷射式皮碗结构设计方案,利用有限元模拟仿真分析方法研究了被动喷射式皮碗结构设计的清洗性能。仿真结果表明：开孔角度为30°、开孔高度为15 mm及开孔直径为12 mm的被动式喷射开孔可使管道下游壁面上的流体介质流速达到14.81 m/s,可对黑色粉末进行有效清洗。被动喷射式皮碗结构可有效冲刷并清洗管道壁面黑色粉末,并在一定程度上清理管道内固化油泥,使其分散混合于管道内流体介质中随检测器排出管道外。该被动式喷射孔皮碗结构设计可丰富管道内检测器动力节皮碗设计理念,为相关检测性能优化提供理论指导和技术支撑。     

2-3km/s初速下圆形破片对金属薄靶的侵彻效应分析

针对2 ～3 km/s初速条件下破片对金属薄靶的侵彻开展了实验和数值模拟研究,用LS-DYNA软件对该速度段下弹丸侵彻金属靶板的过程进行数值模拟,采用爆轰驱动装置发射钢质球形弹丸进行试验研究.分析了不同工况下靶板的毁伤模式,并与600 ～ 800 m/s这一低速段下靶板的毁伤模式进行对比分析.结果表明:数值模拟跟实验吻合较好,在该速度段下,球形钢质弹丸对靶板的毁伤模式主要为穿孔;垂直撞击时在靶板上形成延性扩孔,而在低速度段下,靶板上形成的穿孔直径几乎跟弹丸直径一样,没有形成延性扩孔;垂直侵彻时在钢靶上形成的扩孔直径比在铝靶上形成的扩孔直径大.     

膨胀管技术在塔河超深井侧钻井中的应用

为解决塔河奥陶系侧钻井泥岩坍塌问题,选择斜井段扩孔后下入膨胀管对泥岩段进行封固。现场试验采用钻后扩孔,顺利扩至31.26°井斜,并成功下入了437 m膨胀管,实现泥岩段有效封固的同时创造了膨胀管在国内下深和封固段长度两项纪录。系统分析了方案的整体思路和配套工艺技术,并对现场采用的具体技术措施进行了详细阐述,对解决同类问题具有重要指导意义。     

防渗墙施工引起堤防裂缝的离心模型试验研究

为研究长江干堤防渗墙施工中堤身产生裂缝的机理 ,采用土工离心模型试验手段 ,成功地再现了堤防产生裂缝的过程。试验结果表明 ,堤身裂缝是由泥浆压力造成槽孔端部土体劈裂而引起的。通过不同方案的离心模型试验 ,讨论了堤防土质、干密度、泥浆密度、槽孔长度和防渗墙位置等因素在产生裂缝中所起的作用。研究结果为进行裂缝的工程处理提供了科学依据。     

岩溶区铝土矿尾矿泥浆自重固结模型试验研究

根据广西平果铝岩溶堆积型铝土矿尾矿泥浆堆场排放及填筑特点,设计一尺寸为1 000 mm(长)×1 000 mm(宽)×600 mm(高)试验箱模拟尾矿泥浆的排放固结过程,并分别进行了第一、二、三层(层高200mm)泥浆的排放试验,以研究广西平果铝尾矿泥浆距离中央排水管不同位置的表层、各不同深度沉降及排水量与时间的关系,以及各层之间沉降和排水相互影响。试验结果表明,各层泥浆的表层及分层沉降趋势基本一致,沉降量较均匀,三层泥浆稳定后总沉降量为110 mm,占总高度的18.3%;而单独堆填第一层泥浆时排水量最大,占泥浆总量的6.02%,随着后期第二层、第三层泥浆的堆填排水量逐级递减,分别占泥浆总量的5.87%,4.22%。相邻泥浆层间沉降及排水量影响较大,隔层影响较小。     

冲顶开窗径向水平井转向送进关键技术

为解决传统径向水平井技术套管段铣和大直径扩孔困难等问题,提出在免扩孔条件下一次性实现径向水平井开窗及钻进的技术方案,设计在Φ139.7 mm套管内使用的转向工具,该工具利用液压冲顶方式进行套管开窗,并采用Φ14 mm无缝钢管作为喷射钻进的钻管。数值模拟与室内试验表明,采用纵向冲顶方式可满足套管开窗要求;在45 MPa泵压作用下钻管能够克服转向阻力实现送进;当冲头下倾角度为11°时能有效地实现钻管矫直与长距离送进;采用液压冲顶套管与金属钻管送进相结合的方式可满足超短半径径向水平井作业要求,为下一步联合水力钻头进行高压喷射破岩奠定基础。     

一类特殊的泥水盾构掘进绿色泥浆实验研究

采用普通水、增效土(天然黏土)、淀粉和微量固体碱,利用淀粉的凝胶化特性,发明了一类特殊的泥水盾构穿越砂质地层的绿色泥浆.利用真三轴仪和研究级智能数字全自动立体显微镜,研究了复杂应力状态下绿色泥浆土的力学特性,并对泥膜的细观结构进行了观察,发现该绿色泥浆具有形成泥膜时间短、结构致密、抗渗透能力强和有效泥浆支护压力范围广的特性.对不同复杂应力水平下泥浆土的应力—应变关系实验研究表明:在排水和不排水的条件下,泥浆渗入对砂质地层土体的强度和变形均有较大影响,且不同的泥浆均存在有效泥浆支护压力上、下限值.     

泥浆的固化处理技术应用

针对路桥等建筑施工工程产生大量废弃泥浆不易处理的现状,本论文展开了固化技术讨论,在分析了废弃泥浆组成及特点的基础上,重点探讨了废弃泥浆的固化处理技术,从工业石膏、粘土和减水剂三个角度分析了泥浆的固化处理措施,对于进一步加强建筑施工产生的废弃泥浆的固化处理及其应用技术具有一定借鉴意义。     

宁波深厚软基区公路桥梁桩基承载力计算方法

深厚软基路桥过渡段处理不当而引发的问题逐渐突显,为从设计优化角度解决深厚软基区路桥差异沉降变形问题,基于宁波市北仓区静载荷试验实测的7根桩基础的P-s曲线,分析了宁波深厚软基区桥梁桩基础的承载特性;通过数值模拟,建立了不同软土厚度下桩基础的三维有限元模型,研究了深厚软基区桥梁桩基础穿越软土层和未穿越软土层时的承载性能;采用回归分析法,分别以桩顶位移控制量40 mm、60 mm建立了深厚软基区桥梁桩基础穿越软土层和未穿越软土层时的承载力计算公式.研究结果表明:桩基P-s曲线呈缓变型,无明显向下转折段.桩顶沉降最大达到49.6 mm,任一级沉降均未超过上级沉降的5倍,深厚软基区的桥梁桩基存在设计承载力安全储备过大的问题;当桩穿越软土层时,桩承载力随软土层厚度增加呈线性减小,桩未穿越软土层时,软土厚度对桩承载力影响不明显,桩长30 m的桩基承载力在软土厚度为30 m时出现明显的分界点;根据静载试验和有限元模拟结果,回归建立了桩顶位移控制量40 mm、60 mm时桩的承载力公式,并通过工程实例验证了公式的可行性;提出了深厚软基区公路桥梁的桩长优化公式及其适用条件,并给出了深厚软基区公路桥梁桩长折减系数α取值表.     

基于激光测距的双机器人管道测绘方法

为解决传统天然气管道测绘设备只能测绘直管道且测绘距离近的问题，提出基于激光测距的双机器人管道测绘方法.管道分为水平直管道段、90°水平弯管道段、上/下坡管道段和复合管道.方法中两机器人从管道入口处开始交替匀速前进，直至离开管道，通过解算机器人获取的距离数据，得到每段运动中管道段的三维模型，最后进行拼接，完成对整条管道的测绘.实验结果表明，本方法实现了对不同管道的测绘，并有效提升了管道测绘的距离，2000m距离误差在4m内，误差率约为0.178%.     

JS125-12A摩托车二次空气喷射系统的仿真

为了提高二次空气喷射系统的补气效果,建立了摩托车发动机模型,应用内燃机性能分析软件AVL BOOST,对JS125-12A型摩托车发动机进行性能计算,并与试验值进行了对比分析.在此基础上,建立二次空气喷射系统模型,并对包括补气孔位置、补气管直径、补气角度以及补气阀簧片刚度等二次空气喷射系统的主要设计参数进行性能预测和优化.结果显示,二次空气喷射点与排气口的距离为30 mm,补气管直径为8 mm,补气角度选择30°～60°,簧片刚度在100～500 N/m之间取值时,二次空气喷射系统与发动机有最佳匹配.