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一鉆探平臺(tái)的確定與設(shè)計(jì)

1鉆探平臺(tái)的確定水域勘察不同于陸地勘察

首先要根據(jù)場(chǎng)地環(huán)境條件選擇合適的鉆探平臺(tái)。適用于淺水水域的鉆探平臺(tái)有油桶筏、鉆探船、人工島、棧橋、桁架式構(gòu)架等，它們之間的最大區(qū)別在于對(duì)環(huán)境的適用性、搭建經(jīng)濟(jì)性和移動(dòng)靈活性，油桶筏的應(yīng)用最為廣泛。城市地鐵工程勘察水域鉆探具有多孔鉆探、移動(dòng)頻繁、鉆機(jī)體積及質(zhì)量小等特點(diǎn)。油桶筏結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易搭建，不需要專業(yè)工人操作，移動(dòng)靈活，可以重復(fù)使用;平臺(tái)材料容易獲得;平臺(tái)運(yùn)輸容易，小貨車即可;平臺(tái)搭建成本低。根據(jù)以上分析，油桶筏是此類工程適用性較強(qiáng)的鉆探平臺(tái)。

2鉆探平臺(tái)的參數(shù)設(shè)計(jì)鉆探平臺(tái)的設(shè)計(jì)

主要考慮平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定性。平臺(tái)工作中或錨定后，有6種運(yùn)動(dòng)，3種是直線運(yùn)動(dòng)，分別為前后進(jìn)退的縱移、左右橫移、上下起伏升降;3種是搖轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分別為左右搖晃的橫搖、前俯后仰的縱搖、左右轉(zhuǎn)動(dòng)的搖動(dòng)。水域環(huán)境引起油桶筏的這些運(yùn)動(dòng)，會(huì)隨著風(fēng)速和流速變化的高低而加劇和減弱，即使是非常明朗的天氣，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)仍然存在，因此，盡可能地增加平臺(tái)的穩(wěn)定性，減弱平臺(tái)運(yùn)動(dòng)是鉆探作業(yè)最基本的要求。鉆探作業(yè)的各種工序，應(yīng)遵循平臺(tái)運(yùn)動(dòng)限制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)鉆探平臺(tái)設(shè)計(jì)必須全面考慮工作區(qū)域環(huán)境的復(fù)雜情況和人體所能承受的水平，才能保證作業(yè)的順利和安全。油桶筏水域鉆探平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，宜驗(yàn)算平臺(tái)所承受的水流阻力、水流沖擊力、風(fēng)力以及鉆進(jìn)時(shí)的振動(dòng)力，必須驗(yàn)算其豎向承載能力，平臺(tái)的豎向承載能力主要由油桶、方木和木板在水中所受的浮力提供，

3鉆探平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算

鉆探平臺(tái)縱向由16個(gè)油桶組成單縱排油桶和橫向6組油桶排綁扎固定搭建成長(zhǎng)8m、寬6m、總面積為48m2的油桶筏，符合鉆探場(chǎng)地的平面要求。

二鉆探平臺(tái)的搭建方案

1搭建步驟第一步

根據(jù)計(jì)算確定橫、縱向油桶數(shù)量，準(zhǔn)備物資、材料。認(rèn)真檢查油桶有無(wú)漏水現(xiàn)象，確保油桶下水后不滲漏，組裝時(shí)油桶口應(yīng)朝上。第二步:固定單縱排油桶，然后入水。將16個(gè)油桶用8號(hào)鐵絲擰在兩根10cm×10cm方木上，鐵絲要擰緊，方木位于油桶下方，間距0.6m，形成單縱排油桶。共組建6組單縱排油桶，其中第3組和第4組在第6個(gè)油桶的位置留出1個(gè)油桶的空檔，此處作為預(yù)留鉆探口位置。將6組綁扎好的油桶放入水中，用繩索固定，以防被水沖走。第三步:水中組合縱排油桶組。在水中排列固定好的單縱排油桶組，中間兩排為第6個(gè)油桶空缺的油桶組，然后綁扎固定在四周5cm的固定鋼管上，鋼管間用扣件連接，鋼管與方木間用8號(hào)鐵絲綁扎。第四步:綁扎上層方木。為增加平臺(tái)的牢固性和整體剛性，保證安全，在油桶上方橫向綁扎9根10cm×10cm的方木，并在鉆機(jī)作業(yè)區(qū)域適當(dāng)加密方木。用8號(hào)鐵絲將上層方木、油桶下方的縱向方木和固定鋼管綁扎在一起，對(duì)鉆探平臺(tái)進(jìn)一步加固。第五步:鋪設(shè)上層木板。為保證作業(yè)面的平整和鉆探人員的安全，在上層方木上面鋪設(shè)10cm厚的木板。接錯(cuò)對(duì)接，用鐵釘與上層方木固定。第六步:設(shè)置護(hù)欄及防護(hù)網(wǎng)。為保證鉆探安全，在平臺(tái)上部應(yīng)設(shè)置護(hù)欄及防護(hù)網(wǎng)，護(hù)欄立柱間距≯2m，上層橫桿的高度＞1.2m，護(hù)欄與平臺(tái)應(yīng)固定結(jié)實(shí)、牢靠，并在護(hù)欄的外側(cè)掛防護(hù)網(wǎng)。

2安裝鉆機(jī)、擺放鉆具選用T14－200型鉆機(jī)

搭建平臺(tái)后，進(jìn)行安裝鉆機(jī)、擺放鉆具工作，首先讓油桶筏靠近岸邊，把鉆機(jī)拖拽至平臺(tái)上，將鉆機(jī)底梁與平臺(tái)的橫梁連接在一起，鉆機(jī)立軸應(yīng)安裝在筏面中心處。鉆機(jī)安裝應(yīng)做到牢固結(jié)實(shí)，不能晃動(dòng)、移位。鉆具及原位測(cè)試設(shè)備應(yīng)均勻地?cái)[放在平臺(tái)上，保持平臺(tái)承重均衡，救生衣放在方便易取之處。為保護(hù)環(huán)境及鉆孔護(hù)壁，泥漿池應(yīng)采用泥漿循環(huán)槽，并放在靠近鉆孔的位置。

3定位測(cè)量采用GPS進(jìn)行鉆孔的定位測(cè)量

由于水域鉆探孔位受水流的流動(dòng)性及油桶筏定位的復(fù)雜性等因素的影響，一般測(cè)定一個(gè)，施工一個(gè)。陸上和油桶筏上的工作人員通過(guò)對(duì)講機(jī)溝通，然后調(diào)整油桶筏前后左右的纜繩，使鉆機(jī)的立軸對(duì)正鉆孔中心，接著下套管固定，并將套管砸入淤泥。水面標(biāo)高的變化會(huì)導(dǎo)致套管口與平臺(tái)平面的相對(duì)高度隨之發(fā)生變化，因此孔口標(biāo)高要經(jīng)常地進(jìn)行校正。

4錨泊定位在平臺(tái)四周布設(shè)

10cm的垂直錨撐及斜撐鋼管，鋼管作為錨具固定在水底，長(zhǎng)度根據(jù)水深確定，從各個(gè)方向卡住油桶筏。油桶筏的四角要設(shè)置纜繩，一端拴在油桶筏上，一端拴在岸邊的樹(shù)或者地錨上，防止其隨水流動(dòng)，發(fā)生安全事故。

5制作運(yùn)輸筏運(yùn)輸筏同樣采用油桶搭建

將3個(gè)油桶用8號(hào)鐵絲擰在兩根10cm×10cm方木上，形成單縱排油桶，共組建3組單縱排油桶。在水中排列好單縱排油桶組，然后綁扎固定在四周5cm的固定鋼管上，接著在運(yùn)輸筏四周設(shè)置護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)。運(yùn)輸筏通過(guò)纜繩與岸邊的樹(shù)或地錨相連，拖拽纜繩形成運(yùn)輸筏的動(dòng)力。運(yùn)輸筏只能運(yùn)輸鉆探相關(guān)人員、工具和樣品等較輕的物品。筏上人員應(yīng)穿救生衣，并配備救生圈及救生繩。

三安全保障措施

(1)施工前必須向河湖管理部門提出申請(qǐng)，說(shuō)明施工占用河道的區(qū)域，施工周期，施工方案，安全措施等，按照要求辦理各種相關(guān)手續(xù)后才能開(kāi)始作業(yè)。(2)工作開(kāi)始前，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全教育，特別是水上安全知識(shí)及安全操作規(guī)程的教育，并簽訂安全生產(chǎn)協(xié)議。(3)針對(duì)水域周邊環(huán)境條件，編寫(xiě)行之有效的水域鉆探安全應(yīng)急預(yù)案。(4)測(cè)量水深與觀察急流的方向，在地形上先觀察較大面積的水深和急流方向，然后仔細(xì)核對(duì)，確定鉆孔區(qū)域內(nèi)是否有深坑或急流沖擊的地方;用浮標(biāo)法測(cè)定水流的流速，同時(shí)了解歷年洪水情況，以便采取預(yù)防措施。(5)與河道管理部門溝通，安全通航公告，在平臺(tái)上懸掛紅旗，晚上配備照明、警示燈標(biāo)識(shí)。(6)作業(yè)人員必須穿救生衣，平臺(tái)上應(yīng)配備足夠的救生衣、救生圈、救生繩、通訊設(shè)備、滅火器等器材。(7)不得強(qiáng)力起吊鉆具，不得將千斤頂直接放在平臺(tái)上處理鉆探事故。(8)隨時(shí)檢查垂直錨撐、斜錨撐鋼管及纜繩的松緊情況，并根據(jù)水位的漲落調(diào)整其長(zhǎng)度。(9)隨時(shí)收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，監(jiān)測(cè)河流水位情況。遇到大雨、大風(fēng)、大霧和發(fā)現(xiàn)水位變化幅度較大時(shí)，應(yīng)迅速撤離，暫停工作。停鉆后，應(yīng)監(jiān)測(cè)水情，及時(shí)清除套管上雜物。(10)筏面應(yīng)保持平整、平衡，不得留有縫隙和漏洞，不常用的器具和裝滿的巖心箱要及時(shí)搬運(yùn)上岸。鉆具和測(cè)試設(shè)備應(yīng)擺放整齊，用后歸位，禁止亂扔亂放。筏面四周應(yīng)設(shè)置護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)，并懸掛警示彩旗。(11)水域鉆探影響因素較多，應(yīng)嚴(yán)格鉆探操作規(guī)程，斷開(kāi)離合器后才能啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)，不得強(qiáng)力起吊、提升鉆具。需將套管的絲扣全部擰緊，最上面一節(jié)的絲扣要裝上護(hù)圈，防止河水進(jìn)入套管。必要時(shí)應(yīng)采取措施，防止鉆孔受水流的影響而導(dǎo)致套管傾斜。嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，保證鉆探質(zhì)量和巖心采取率。

四結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)內(nèi)陸、沿海地區(qū)，鐵路、公路、管道、城市地鐵、城市道路、隧道等線性工程建設(shè)中一般都需要進(jìn)行跨越地表水體的巖土工程勘察工作。油桶筏水域鉆探平臺(tái)以其獨(dú)特的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性值得被廣泛地推廣應(yīng)用于此類工程，水域鉆探影響因素較多，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，從平臺(tái)設(shè)計(jì)、平臺(tái)搭建、安全保障措施等方面靈活應(yīng)用。

作者：王維獻(xiàn) 單位：北京市地質(zhì)工程勘察院