工程地质勘察论文

工程地质勘察论文 工程地质勘察论文 浅谈石油\天然气管道工程地质勘察的一些实用 摘要:近年石油、天然气管道发展迅速，相关的工程地质勘察项目也比较多，从事这类地质勘察项目技术要求比较高，难度较大。为了做成高效率、高质量、低成本的工程地质勘察项目，我们需要在平时的工作中要注意讲究方法、总结经验，最快最好的把遇到的问题加以解决。 关键词:工程地质勘察，管道，岩土，工作方法 近年来由于石油、天然气管道工程发展迅速，管网遍布全国，我们接触管道岩土工程勘察项目的机会也比较多。这类管道工程由于其线路长，铺设管道通常采用水平定向钻进或钻爆等技术，通常会经过或穿越各种地层，其复杂性可想而知。从事此类项目的时候会通常会遇到较多的难题，所采用的工作方法也比较全面，这在其他勘察项目中比较少见。 工程地质勘察的常用技术手段无非就是工程地质测绘、勘探与取样、原位测试与室内试验、现场检测等，然而我们在实际工作中，如何利用好这些方法及手段来解决我们遇到的困难才是关键。下面就列举我完成的一些石油、天然气管道工程地质勘察项目中所遇到的一些问题及相应的处理方法。 首先，钻探质量的控制是整个勘察项目中的一个关键点及难点， 如何保证稳定钻进及较高的取芯率是我们所追求的。通常在饱和软土或砂卵石层以及花岗岩砂砾质粘性土中钻进时，易发生孔壁坍塌或缩径，需采用护壁措施，通常可采用套管跟进护壁或泥浆护壁两种方法。对于岩层的钻进，因岩石的硬度、可钻性和研磨性不同而采用不同的钻进方法和工艺。对于软、中硬的岩石多采用硬质合金钻头钻进，对于硬、坚硬的岩石多采用金刚石钻头，由于金刚石钻头钻进转速高，对岩芯产生的扭力较小，岩芯采取率和取芯质量都较高;另外，根据我们的经验，在有些灰岩、泥砂岩地区，局部地段有些岩石耐磨性较好，但是硬度一般，采用普通金刚石钻头钻进困难，进度很慢，我们可以采用专门的钻头进行钻进，一般可在地方地质商店购买。 其次，在管道穿越工程中，我们经常会遇到较厚的填石、抛石等，如果采用水平定向钻进进行铺设管道，选择出入土点需要避开这些地层。对于这些地层，一般采用钻探的方法很难进行钻进，进度很慢，成本太高。在某沿海管道穿越工程中，在预计出入土点处附近填石太厚，分布范围很广，钻探基本上是钻进一个回次，起钻的时间，掉渣基本又把钻孔填满了，填石成分复杂，大小不一，很难钻进。在此期间我们想了很多办法，比如下套管、跟管钻进、灌注水泥等，但是效果不佳，花费成本巨大。最后我们干脆采用钻探辅助以物探的方法，大大减少钻探的工作量，节约成本和时间。采用瑞雷面波勘测的方法，通过观察瑞雷面波频散曲线来确定填石层厚度。在土体密实完整时，瑞雷面波频散曲线是连续、圆滑的;而在波阻抗突变的地方(比如人 工填土层的底面、各地层分界面)，频散曲线会发生畸变(离散、开口、脱节型`或锯齿状)，据此特征可以圈出填石层厚度。我们根据以上分析的异常特征结合钻探资料，对所有瑞雷面波频散曲线进行分析，可确定填石层的厚度，最后经检验我们作出的数据还是比较准确的，误差较小。 第三，石油、天然气管道一般采用钢管铺设，这就要求我们勘察得到详细的水土腐蚀性指标。对于水的腐蚀性我们可分段采取水样进行工程水样检测获得，一般工程地质勘察项目都有;但是对于土的腐蚀性检测，我们经常会忽略掉，或者采用当地经验值之类的，在此类项目中是万万不可。土壤电阻率及腐蚀性指标一定要通过现场检测获得，可采用GDT高分辨地质探测仪进行测试土壤视电阻率，经过反复演计算可获得土壤电阻率，从而判断土的腐蚀性，需要注意的是土壤电阻率测试可能受到海水或地下管线的影响，使得所测电阻率值偏小。 第四，在管道穿越层位，经常会遇到比较复杂的岩土层，仅靠钻探取芯及土工化验难以判断岩土层的整体性质。比如在有些项目中，穿越层位较深，土层取芯率不高，难以判断穿越段土层的界限及固结特性、软硬程度及土体质量等;又或是在岩层穿越中，取芯较破碎，难以判断是否断层破碎带，难以评价岩体质量。这时，我们可以采取弹性波速度测井的方法，以岩(土)体的弹性特征为基础，通过测定不同岩(土)层的S波、P波的传播速度，计算岩(土)体的动弹性参数， 据此判定岩(土)体的工程性质。比如，我们可以通过测试岩体压缩波速与岩块压缩波速而获得岩体完整性指数;根据纵横波速值可判断土层的密实度、强度等，如素填土纵横波速较高，说明其压实度较好，强度较高，如淤泥质土纵波波速较高，但横波波速较低，说明其含水量大，孔隙度高;另外从波速曲线图上可根据其波速变化来判断土层界限及土质均匀性，波速稳定突变说明是土层界限，波速变化较大，说明土质不均匀。最后需拿波速测试结果与钻孔资料进行对比分析，排除异常，获得准确数据。 最后，石油、天然气管道对于沉降控制要求比较严格，尤其是不均匀沉降控制，在软土地段进行管道或者油气站场工程地质勘察，更要做足工作。有些场地软土厚度很大，土质不均匀，在对软土场地进行勘察时，不能单一的采用钻探取芯的方法，要辅以标贯、十字板剪切、静力触探等现场原位测试方法。将原位测试数据与钻探及土工试验数据进行对比分析，获得准确的力学数据，以便进行沉降计算及基础设计。同时，在软土地区勘测完之后，需要对天然地基进行自然沉降计算，可采用分层总和法计算出总沉降量及不均匀沉降量，计算时可以采用手工计算和软件计算相结合的方法，反复验算，才可获得较为准确的沉降值。 近年我国石油、天然气供求量增大，管道建设项目也颇多，作为一名工程地质勘察技术人员能有幸参与其中倍感荣幸。我们要以身作责，从平时的工作中多积累经验，严格执行勘察、规程，认真做 好勘察工作，打造更多的工程地质勘察精品项目。 参考文献: [1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范.(GB50021-2001).北京:中国建筑工业出版社，2002. [2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 油气田及管道岩土工程勘察规范.(GB50568-2010).北京:中国出版社，2010.