沙漠地质地区油气站基础施工技术

77
INSTALLATION
2022.12
候雁红
（山西省安装集团股份有限公司 太原 030032）
摘 要：针对沙漠地质基础施工中地下水位高和粉砂土力学性质差等问题，本文以若羌至民丰高速公路服务区油气站建设为例，通过采用管井降水法、戈壁料换填法和对换填基础采用一次击入注浆法进行加固等成套技术，确保了油气站基础满足强度和抵抗变形的要求，达到了预期效果。

关键词：沙漠地质 油气站基础施工 管井降水 戈壁料换填 一次击入注浆法中图分类号：TU472.6 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2022）12-0077-03
沙漠地质地区油气站基础施工技术
沙漠地区土壤多为粉砂土，结构松散、强度低、承载力差、易产生湿陷变形。

因此，在沙漠地区进行工程建设基础的处理尤为重要。

我国绝大部分沙漠均位于北方地区，尤其是新疆地区更是广泛分布着沙漠戈壁地貌。

为了方便在新疆地区进行社会经济建设，同时服务于通向中亚乃至亚洲的经贸往来，我国在西北地区规划修建了大量的铁路和高速公路，极大促进了西北地区与中东部地区的经济和社会交流[1-4]。

公路建设需要在沿线修建大量的服务区，这些服务区主要以油气站为主，供往来车辆加油、加气。

由于新疆地广人稀，而且多为沙漠戈壁，因此需要做好沙漠地区油气站基础的处理，否则容易造成不均匀沉降，导致油气泄露甚至是安全事故[5-6]。

本文以若羌至民丰高速服务区油气站基础施工为例，对沙漠地质基础处理技术进行了探讨分析，以期能为类似工程提供参考。

1 工程概况
若羌至民丰高速位于新疆沙漠地区，全长530.2km，为双向四车道高速公路，设计时速120km/h。

全线共设计8对服务区，共计16座，其中10座加油站、6座油气混合站，加油站站房建筑面积190.8m 2，油气混合站站房建筑面积216m 2。

沿线服务区主要地层可划分为3层：素填土（Q 4ml）层、粉砂（Q 4al）层、粉砂（Q 4a2）层。

素填土（Q 4ml）层层底埋深0.6m～1.7m，层厚0.6m～1.7m，以圆砾为主，经人工处理较为紧密；粉砂（Q 4al）层层底埋深7.4m～7.6m，层厚5.7m～7.0m，灰黄色，松散-稍密；粉
砂（Q 4a2）层大揭露厚度为7.7m~7.9m，主要矿物成分为石英、长石、少量的云母，颗粒级配差。

根据现场地质勘察，沿线均揭露地下水，水位埋深0.62m~3.41m。

2 基坑降水处理技术
2.1 降水处理方案设计
由于本工程在沙漠区中，地层是从上至下由第四纪全新世冲积形成的粉砂、细砂组成，粉砂及细沙遇水易产生流砂，进而会造成塌孔。

根据地层条件拟采用反循环工艺进行施工；降水井类型采用双壁波纹滤水管等，降水井井点布置示意见图1。

（a）油罐区
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
ANZHUANG
2022年第12期
78
以油气混合站为例，降水管井井径为120mm，管井为120mm，降水井深度为7m，井间距为4m~12m，共包括14口降水井（加油站为12个）；滤料直径为3mm~7mm，滤水管外包40目~60目砂网；排水管线采用直径为630的PVC 聚氯乙烯水管，水管敷设至施工区域外100m处沙漠区域；单个混合站降水用电总功率为30.8kW （加油站为22kW），降水设计主要技术参数见表1。

2.2.2 钻孔过程操作要点
（1）钻机的对位偏差和垂直度偏差应分别小于20mm 和1%；
（2）宜尽量使用地层自造泥浆成孔；
（3）在换浆时需要将钻孔钻至设计深度以下约0.5m 再将钻头提起，然后利用清水进行反循环操作来替换泥浆，此过程需至少20s；
（4）填滤料时必须采用动水填砾法从井四周均匀缓慢填入，以避免孔内出现架桥现象；
（5）洗井前，宜先向管井中添加胶磷酸钠药液，浸泡时间不低于6h，然后再洗井。

洗井过程中如果遇到不同
含水段时，须采用双隔离塞水气方法进行冲洗；当沉没比不够时，还需要向井内注入足够的清水。

3 基坑换填处理技术
3.1 戈壁料换填方案
由于本工程地处沙漠地质区，表层砂化土壤力学性质较差，需进行换填处理。

换填料本着就地取材的原则[7]，基坑开挖之后选用新疆当地的戈壁料进行回填，但是戈壁料中的易溶盐含量较大，在遇到降雨情况下或者地下水丰富地区极易出现下沉现象。

经过分层夯实，换填区土层下沉达到50mm~150mm，因此需要对换填之后的戈壁料地基进行注浆加固处理[8]。

3.2 注浆加固施工
为了减少注浆加固对地基及设备基础的扰动影响，注浆时采用一次击入注浆管分段压密注浆施工，注浆加固施工工艺分为定位、破除地面、击入注浆管、封孔、配制浆液、注浆、结束注浆等多个工序。

3.2.1 注浆工艺流程
注浆工艺流程为：注浆孔定位→破除地面→击入注浆管→封孔→配制浆液、注浆→注浆结束清洗。

3.2.2 注浆加固操作要点
（1）击入注浆管。

注浆管的直径为4.8cm，管厚度为3mm，利用风动潜孔锤将注浆管分段击入地基。

击入时根
据地基的沉降敏感性可采取垂直击入或者斜45°的击入方
式，每单根注浆管的总长度为5m，分4段击入，每段的长度为1.25m，注浆管与注浆管之间的间距为2m~3m，击入时采用对称、间隔的方式以减小对地基的影响，相邻两根对称注浆的时间间隔应大于12h。

（b）气罐区
图1 降水井布置示意图
表1 降水设计主要技术参数
位置井型井径/mm
管径
井管类型
井深/m 井间距/m 滤料/mm 井数
加油罩棚管井
120
φ120双壁波纹管
7
123～7
3加气罩棚
10
2
油罐47气罐
8.2
2合计
142.2 井点降水施工
根据本工程特点及场地条件，采用反循环成孔施工工艺和冲击成孔施工工艺相结合的方法进行降水井施工。

先期开挖导致降水井井位附近场地狭小，不具备采用反循环成孔条件，则采用冲击成孔施工工艺。

2.2.1 反循环成孔施工工艺流程
反循环成孔施工工艺流程为：施工准备→定井位→埋设钢护筒，垒砌泥浆池→钻机就位、调整→钻孔至设计孔深→换浆、验孔→下井管→填滤料→洗井、补滤料、上部封井→水泵安装，试抽水。

Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
79
INSTALLATION
2022.12
（2）注浆。

考虑到环境、水源等的保护要求，注浆材料采用PC32.5R复合硅酸盐水泥并掺入适量的水玻璃作为速凝剂，同时考虑到水泥浆液可能对戈壁料具有腐蚀作用，因而在水泥浆液中还应掺入适量的抗硫剂。

浆液的水灰比为（1 : 0.7）~（1 : 1），按照先稀后稠的顺序逐渐调整水灰比，注浆压力控制在0.5MPa~1.0MPa；先对外围地基进行注浆，然后逐渐向中心区域推进，即外排孔先注浆，中排孔后注浆，同排孔间断注浆；当连续3min的注浆量均小于10L/min时结束注浆。

4 处理效果检验
注浆加固14d后，采用钻机进行钻孔取芯，钻孔深度5m。

结果显示：4.5m~5m处，取芯成柱状，略湿，形状较好；2m~4.5m处，回填戈壁料密实、干燥。

取芯较完整，有明显的连续水泥浆结块，水泥浆填充较为密实；0~2m 处，戈壁料回填土十分密实，结构完整，没有空鼓现象；注浆加固3个月后，地基平均沉降量仅为17.8mm。

结合钻孔取芯和工后沉降观测结果判断：采用戈壁料换填方式处理沙漠化基础时，利用管井降水和一次击入注浆法效果良好，达到了预期目标。

5 结语
沙漠戈壁地区工程建设基础施工不仅受限于基础本
身性质的影响，而且往往还受到原材料供应的限制，需要充分利用戈壁料作为换填材料。

但戈壁料本身含有大量的盐分，遇水易溶解，还需要在换填基础上进行注浆加固施工。

若羌至民丰高速服务区油气站除了需要进行戈壁料换填和注浆加固施工，还需要对地下水位较高的地基进行井管降水处理，方能使油气站基础满足强度和抵抗变形的要求。

参考文献：
[1] 袁振波.填砂路堤在戈壁沙漠高速公路中的应用研究[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（8）：51-54.
[2] 邓友生，彭程谱，刘俊聪，等.沙漠公路灾害防治方法及其工程应用[J].公路，2021，66（6）：345-351.
[3] 王海龙，刘畅，孙婧，等.沙漠铁路固沙砖设计参数的数值模拟[J].铁道标准设计，2018，62（11）：59-64.
[4] 张立群，许振海，董捷，等.雅丹地貌沙漠铁路防风栅栏支护结构优化
设计[J].铁道建筑，2016（10）：38-41. [5] 张蓉.加油站的安全隐患分析及在新建改建设计中的应对措施[J].石油库与
加油站，2020，29（5）：33-35，6.
[6] 刘晓忠.油气工程大厚度湿陷性黄土场地地基处理的思考[J].山西建筑，2018，44（6）：60-62.
[7] 王宇.就地取材 变废为宝 超级水泥让绿色筑路成为现实[J].交通建设与管理，2018（2）：40-41.
[8] 郝敬国.压力注浆处理戈壁料回填地基沉降的应用及施工[J].西部探矿工程，2017，29（6）：27-29.
始建于1999年的华美节能科技集团是一家研发、生产、销售绝热节能材料的高新技术企业，以“创新智造节能精品，匠心铸就世界品牌”为使命，坚持自主创新科技驱动高质量发展。

华美节能科技集团下设八个分公司九个产业园区，在河北、四川、广东、江西建有生产基地，专业化生产橡塑绝热保温材料、离心玻璃棉、挤塑聚苯乙烯保温板（XPS）等绝热节能产品。

华美节能科技集团简介
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。