劉斌(中國石油天然氣管道局東南亞項目經(jīng)理部 廊坊 065000)
印度東氣西輸河流頂管穿越工程穿越長度共計422米,其中Ambika河流穿越長度為256米,始發(fā)井直徑為12.5米,到達井直徑為10米,井深為23米;Mindhola河流穿越長度為166米,始發(fā)井直徑為12.5米,到達井直徑為10米,井深為24米,地下水壓為1.2bar。
由于頂管機一般不配氣壓艙,無法帶壓換刀,根據(jù)這種情況,為了降低刀具的磨損,最大程度減小刀具更換的幾率,始發(fā)、到達洞門不采用混凝土澆筑,而是直接采用磚砌體,內(nèi)側(cè)和外側(cè)采用磚砌體,中間采用粘土與水泥拌合物充填并夯實,如右圖。
為了保證沉井下層過程中,磚砌體不被破壞,在井內(nèi)側(cè)采用鋼封門進行加固,鋼封門采用預埋螺栓與井壁固定。采用雙層磚的目的是為了保證設備出洞的空間,在磚墻靠地層一側(cè)采用砂漿摸面,提高封水效果,如右圖所示。
到達井位于沙礫石地層,與河水直接貫通,在豎井下沉時涌水量達到600m3/h,在貫通之前,曾對到達豎井靠河一側(cè)進行了地質(zhì)改良,采用雙液注漿,由于豎井靠河堤太近,注的水泥漿液均從河堤上冒出,沒有達到預期注漿封水的效果,導致設備進洞后,大量的水涌進豎井,井口靠近洞門的一側(cè)土體大量塌方,密封與設備外殼之間卡了大量的卵石等,光靠密封已經(jīng)無法封住外界的水,在設備出洞的瞬間,即把設備給淹沒,見右圖。
混凝土管現(xiàn)有注漿孔(潤滑泥漿注漿孔)直徑只有25mm,孔徑太小,并且管壁后和注漿管中已注滿潤滑泥漿,從注漿孔中注漿難以達到預期的效果,而在井壁外側(cè)與坑內(nèi)側(cè)之間空間太小,并且鉆機沒辦法就位,也無法采用鉆機進行打孔注漿封水,最后決定采用兩臺400m3/h的排污泵進行強行排水,然后人員下到井底,把注漿管從洞口密封圈插入到豎井外側(cè),并把注漿管連接到豎井頂部,在注漿之前停止排水,讓井內(nèi)外兩側(cè)的水面平衡,接著開始進行注漿改良,防止因水流動導致漿液流失而影響注漿改良的效果,即靜壓注漿法。注漿采用雙液變量注漿泵,最大壓力能夠達到5Mpa,流量為70L/min;雙液注漿配比(體積比)為水泥漿:水玻璃稀釋液=1:1,水泥漿配比為水:水泥=500Kg:500Kg,水玻璃稀釋液配比為水玻璃:水=1:2.5,雙液漿初凝時間為20分鐘,注漿壓力控制在2bar以下,設備與洞封門之間的空隙大約需要1m3,由于靠洞封門側(cè)豎井外側(cè)土體大量塌方,為保證漿液能夠充分填充到設備與豎井洞門內(nèi)側(cè)的空隙中和豎井外側(cè)的土層中,注漿過程中采用低壓力進行連續(xù)注漿,控制注漿壓力,防止壓力過大導致漿液從設備與密封的空隙中流失到豎井內(nèi),確保能夠取得良好的封水效果。注漿完成24小時后,開始抽水檢查注漿效果,結(jié)果證明,注漿效果比較理想,除了底部有點漏水外,其余部位基本不漏水,達到了預期的效果。如下圖所示:
本方法在Ambika河首次使用,由于效果良好,在穿越第二條Mindhola河時,也采取了此方法,唯一區(qū)別是把注漿孔提前預制好。此方法是一種高效、省時、省力的做法,比從隧道內(nèi)注漿孔進行注漿封水方法更加方便快捷,不僅節(jié)約成本,還縮短了工期,取得了良好的效果與經(jīng)濟效益。