2018年5月末,塔吉克斯坦大型季節(jié)性河流Vakhsh中亞D線穿越點河面平靜而壯美,絲毫看不出當(dāng)年這里曾經(jīng)在鉆探勘察時還發(fā)生過“噴泉”以及封堵的痕跡,靜靜地等待著中亞D線塔國段河流盾構(gòu)穿越開工。
大約一年前,管道設(shè)計院勘察設(shè)計人員正在中亞D線塔國段進(jìn)行初步設(shè)計勘察工作。塔國Vakhsh河穿越是中亞D線卡脖子工程,穿越長度約3486米,設(shè)計穿越深度30多米,穿越方式為盾構(gòu)。當(dāng)時,勘察人員在河床上布置了79個鉆孔,孔深約45米。
但由于地質(zhì)條件,鉆孔成了“噴泉”,水頭高度約4米,水壓達(dá)到0.2兆帕。“噴泉”讓Vakhsh河都成了“景區(qū)”。麻煩接踵而至。水壓過大,管道設(shè)計院勘察設(shè)計人員用常規(guī)方法無法封孔,扔個鵝卵石到鉆孔里都得飄起來。如果不封住鉆孔,使得地下水通過鉆孔連通,進(jìn)入潛水區(qū),讓整個穿越斷面變成承壓水區(qū),會增加施工難度和風(fēng)險。持續(xù)涌水將承壓水區(qū)卵石地層中細(xì)顆粒充填物質(zhì)帶出地表,下部顆粒間的間隙變大,多年以后可能形成地表塌陷,構(gòu)成地質(zhì)問題。即便管道安裝完畢也會危害運(yùn)營安全,造成持續(xù)的水資源浪費(fèi)。無論如何問題務(wù)必解決。
怎么辦?當(dāng)時組織了業(yè)主管道專家、隧道施工專家、巖土專家,以及在塔國的其他勘察單位專家進(jìn)行磋商,想了多種辦法。比如,利用重晶石比重是水比重的4至6倍的特點,在油氣開采鉆探時增加泥漿比重的常用方法,在國內(nèi)少量重要項目的承壓水封孔中使用過,但塔國沒有,從國內(nèi)發(fā)貨周期過長,成本較高,1萬元一噸;鉆孔注漿法:利用高壓混凝土泵直接輸送混凝土到孔底進(jìn)行封孔,聯(lián)系了整個塔國建筑施工設(shè)備廠家,沒有注漿設(shè)備;下套管法:就是直接將護(hù)壁用的套管用重錘砸到承壓水層,然后采用加壓在管內(nèi)封堵承壓水,但是埋深太大,套管下不到預(yù)定深度。這些方法全部不可行。
在焦頭爛額之際,一次管道設(shè)計院勘察隊員過生日,上了一道海帶燉土豆,有人調(diào)侃海帶放多了,廚子反駁到土豆不少,是海帶膨脹率太大,顯得土豆少。說者無心聽者有意,正為“噴泉”封孔犯愁的幾個人相視一笑,這就想到了用海帶來封孔的辦法。
接下來管道設(shè)計院勘察事業(yè)部的小伙子們?nèi)ザ派袆e中國超市買了各種海帶,福建產(chǎn)的、山東產(chǎn)的,厚的薄的,說給工人補(bǔ)碘,就是怕漲價。泡發(fā)海帶,在確定厚度與膨脹率的關(guān)系后,用海帶箍扎方法,測算海帶浸泡時間,確定木棍的直徑與封孔的適宜性,通過一系列的試驗和試封孔,結(jié)果成功,最終形成了承壓水海帶封孔工藝參數(shù)及流程。
于是,管道設(shè)計院勘察事業(yè)部的小伙子們就著手準(zhǔn)備好直徑5至7厘米、長度1.5米以上的硬質(zhì)直木棒,備好厚度1毫米以上、長度不小于1米的干海帶,1至2毫米的軟鐵絲,水泥、粗填料等。材料準(zhǔn)備齊了,他們就確定封孔位置,根據(jù)鉆探資料,確定每個鉆孔都封在的什么深度,根據(jù)套管的深度確定分幾次封和分界深度在哪。于是,大家齊心協(xié)力制作海帶棒,將準(zhǔn)備好的干海帶箍扎到木棒上,用細(xì)鐵絲分段箍扎,制作成1米左右的海帶棒。最后,用鉆機(jī)將海帶棒壓入 “泉眼”(鉆孔)處預(yù)定深度,靠自重持續(xù)壓住。接下來的時間是兄弟們靜靜等待時間,六、七個小時過后,鉆孔沒有冒水,止水成功。剩下的填料及封孔,混凝土凝結(jié)一氣呵成。整個Vakhsh河盾構(gòu)隧道累計成功封孔34個,僅Vakhsh河項目節(jié)約封孔成本超過20萬,節(jié)約成本95%。
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