第４６卷第３期
２０１９年３月
㊀
㊀探矿工程(岩土钻掘工程)
E x p l o r a t i o nE n g i n e e r i n g (R o c k &S o i lD r i l l i n g a n dT u n n e l i n g
)㊀
㊀
V o l ．４６N o ．３
M a r ．２０１９:６３－６７
收稿日期:２０１９－０１－０７；修回日期:２０１９－０１－２９㊀㊀D O I :１０．１２１４３/j ．t k g
c ．２０１９．０３．０１２基金项目：中国地质调查局地质调查项目 海域天然气水合物资源试采工程实施(中国地质科学院勘探技术研究所) (编号:D D ２０１８９６０１)；广东省促进经济发展专项资金(海洋经济发展用途)项目 天然气水合物定向井开采技术试验与优化 (编号:G D M E －２０１８D ００３
窝窝头怎么做)作者简介：张化民，男，汉族,１９８１年生，工程师，硕士，从事岩土钻掘相关设计工作，河北省廊坊市金光道７７号,９３７５６０１７＠q q
．c o m .引用格式：张化民，于彦江，秦如雷，等．黄河三角洲沿海滩涂井场填方设计与施工[J ]．探矿工程(岩土钻掘工程),２０１９,４６(３):６３－６７．
Z H A N G H u a m i n ,Y U Y a n j i a n g ,Q I N R u l e i ,e t a l ．D e s i g na n de x e c u t i o no fw e l l s i t e b a c k f i l l i n g i
nb e a c ho f t h eY e l l o w R i v e rD e l t a C o a s t [J ]．E x p l o r a t i o nE n g i n e e r i n g (R o c k &S o i lD r i l l i n g a n dT u n n e l i n g
),２０１９,４６(３):６３－６７．黄河三角洲沿海滩涂井场填方设计与施工
张化民１，于彦江２，秦如雷１，陈根龙１，冯起赠１，邵玉涛１，李㊀强３
(１．中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊０６５０００;２．广州海洋地质调查局，广东广州５１００７５;
３．中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南２５０１０１
)摘要：中国地质调查局 海域天然气水合物陆地试采工程 项目组在山东省东营市的沿海滩涂地区建设了一处钻井试验基地.该钻井井场地基土是黄河三角洲的典型粉沙质粘土，存在微振液化特性.对比填方方案在造价㊁工期㊁环保和适用性等方面的优缺点，选择灰土垫层施工方案并严格控制施工质量.灰土垫层可以形成有效的隔水层，隔离地下水上升通道和地表水下渗通道，切断微振液化的根源，同时杜绝场地内工程污水的下渗.填方施工全程采用静压压实填土配比，避免了孔隙水上升㊁土体产生微振液化效应.填方区域分为重载区和轻载区，采用不同的填方方案，既满足了承载力要求，又节约了成本.该填方方案取得了良好的施工效果，为试验基地的顺利运行提供了保障.
关键词：钻井井场；沿海滩涂；微振液化；灰土垫层；填方；黄河三角洲
中图分类号:P ６３４;T U ４７２㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１６７２－７４２８(２０１９)０３－００６３－０５
D e s i g na n d e x e c u t i o no fw e l l s i t e b a c k f i l l i n g
i nb e a c ho f t h eY e l l o wR i v e rD e l t aC o a s t
Z H A N G H u a m i n １,Y U Y a n j i a n g ２,Q I N R u l e i １,C H E N G e n l o n g １
,
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３
(１．T h e I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o nT e c h n i q u e s ,C A G S ,L a n g f a n g H
e b e i ０６５０００,C h i n a ;２．G u a n g z h o u M a r i n eG e o l o g i c a lS u r v e y ,G u a n g z h o uG u a n g d o n g ５
１００７５,C h i n a ;３．Z h e n g y u a nI n s t i t u t e o f G e o l o g i c a lE x p l o r a t i o n o f S h a n d o n g ,J i n a nS h a n d o n g ２
５０１０１,C h i n a )A b s t r a c t :T h e p r o j e c t t e a mo f C h i n aG e o l o g i c a l S u r v e y L a n dT r i a l P r o d u c t i o n o fN a t u r a l G a sH y
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r o v i n c e ．T h e f o u n d a t i o n s o i lo ft h es i t ei st y p i c a ls i l t y c l a y i
nt h e Y e l l o w R i v e rD e l t a ,w h i c hh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so f m i c r o Ｇv i b r a t i o n l i q u e f a c t i o n ．B y c o m p a r i n g t h e a d v a n t a g e s o f c o s t ,c o n s t r u c t i o n p e r i o d ,e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o na n da p p l i c a b i l i t y ,t h e p r o j e c t t e a mc h o s e t h e c o n s t r u c t i o n s c h e m eo f l i m e Ｇs o i l c u s h i o na n ds t r i c t l y c o n t r o l l e d t h e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y
．L i m e Ｇs o i l c u s h i o nc a nf o r m e f f e c t i v e w a t e r Ｇp r o o fl a y e r ,i s o l a t e g r o u n d w a t e rr i s i n g c
h a n n e l sa n ds u r f a c e w a t e r s e e p a g e c h a n n e l s ,a v o i d t h e c a u s e s o fm i c r o
Ｇv i b r a t i o n l i q u e f a c t i o n ,a n de l i m i n a t e t h e s e e p a g
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c a p a c i t y r e q u i r e m e n t s ,b u ta l s os a v e dc o s t s ．T h eb a c k f i l l i n g s c h e m e sh a v ea c h i e v e
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h e Y e l l o w R
i v e rD e l t a
１㊀工程简介
为满足项目研究需求，中国地质调查局 海域天然气水合物陆地试采工程 项目组在黄河三角洲地区建设了一处钻井试验基地.该钻井场地位于山东省东营市刁口乡附近，距海岸线１k m 左右.场地面积１４６８０m ２,
运营周期２年.该地区属黄河三角洲冲积海积平原区沿海滩涂
(见图１)，表层为第四系全新世松散沉积物，厚度３００~５００m ,
主要地层岩性为粘土㊁粉质粘土㊁粉土㊁粉细砂㊁中砂等.场地选址区域内１m 深度范
围内的表层土体为粉砂质粘土，土体成分见表１，基本性能参数见表２
.
图１㊀井场选址原始地貌
F i g ．１㊀O r i g i n a l t o p o g r a p h y o
fw e l l s i t e 表１㊀钻井场地内表层土成分
推广论坛T a b l e １㊀C o m p o s i t i o n o f s u r f a c e s o i l i nd r i l l i n g s i t e ％
石英长石方解石白云石粘土矿物４０左右
２０左右
１０左右
１~３
２７~２９
表２㊀表层土基本性能参数
T a b l e ２㊀B a s i c p a r a m e t e r s o f s u r f a c e s o i l
含水量
/％孔隙比
火车票购买时间压缩系数/M P a
－１
十字板抗剪强度/k P a 轻型动力触
探击数/击
２６ ７~２７ ２０ ７０３~０ ６８２０ １９４~０ ２７３７ ３~３３ ２
４~２６
该钻井场地具有以下特点:
(１
)场地建设标准高：该场地为地质调查项目试验基地，运营时间为２年.不同于一般的钻井施工,
因其科研基地的性质和较长的使用时间，该场地的地面承载力㊁场地平整度㊁围挡结构防风能力㊁场地临时生活设施和场地供水供电能力的建设标准均超
过«钻前工程及井场布置技术要求»(S Y /T５４６６－
２０１３)[１]的最高规定.(２
)区域环保要求高：黄河三角洲地区有我国暖温带最广阔的河口湿地，是物种保护㊁候鸟迁徙和河口生态演替的重要地点，同时具备河口湿地㊁三角洲湿地和滨海湿地的特点，生物资源丰富，但生态环境异常脆弱，对人类活动影响有很强的敏感性.该区域的气体㊁水排放和噪声等环保指标有严格的要求.依据«中华人民共和国自然保护区条例»和«山东省湿地保护办法»的有关规定，对自然保护区造成破坏的工程活动，主体单位承担经济惩罚的同时还要追究法律责任.
(３
)土体改造难度大：该区域表层粉砂质粘土存在微振液化现象[２]
，在外界振动的作用下，土体中孔隙水压力不断增大，土体有效应力会降为零，土粒处于悬浮状态，土体强度完全丧失.
这种土体特性会造成２个问题，一是场地平整
压实过程中，不可以采用振动压实，不然会适得其反，越振动土体越松散.二是场地建设完成后，由于地下水位的反复升降，加上施工作业中的微振作用，引起饱和细粒土地基的液化及不均匀沉降，导致地
面开裂㊁破损，将严重影响场地的使用[
３－４]
.本文主要对黄河三角洲的沿海滩涂井场的填方
方案和施工过程进行论述.
２㊀填方施工
２．１㊀地基处理方案选择
通过对土体的特殊工程特性和场地使用期间的
承载力要求进行分析，该场地内土体填方施工应结
合地基处理同时进行[
５－７
].该地区的地基处理方法主要包括强夯法㊁灰土垫层法和粉喷桩法等[
８
].强夯法[９－１０
]：试验区地下水位较高，当夯击能
大时，拔锤后夯坑内迅速积水，导致大部分夯击能被地下水所消耗.同时由于土层较软，造成排水不利，孔压居高不下，对夯击能往深部传播不利，真正用于深部土层加固的能量不足.另外，还可能由于夯击间歇和夯击过后孔隙水压力没有完全消散，导致强度指标降低.所以采用强夯法时，应该考虑增长夯击间歇和加强抽排水措施.
４６探矿工程(岩土钻掘工程)㊀㊀２０１９年３月㊀
杜汶泽最新电影灰土垫层法[１１]：灰土垫层的材料为石灰和土，石灰和土的体积比一般为３ʒ７或２ʒ８.灰土垫层的强度随用灰量的增大而提高.灰土垫层处理黄河三角洲地基是一种以土治土㊁原位处理地基的办法.灰土垫层以土料为主，造价较低，是一种比较经济的地基处理方法.它的缺点是施工受气候㊁环境和地下水的影响较大，现场施工质量必须从严控制.
粉喷桩法[１２]：它是通过特制的深层搅拌机械，在加固深度范围内把水泥粉与切碎的软土地基原位强制搅拌，利用水泥粉和地基土间产生的一系列物理㊁化学反应，使地基土硬结成具有整体性㊁稳定
性和一定强度的水泥土柱状体.该水泥搅拌桩与软土地基一起构成复合地基，达到加固软土地基的目的.其特点是不会使邻近土体受压变形产生地面隆起㊁损坏㊁松动，施工文明，无坍孔与缩径之忧，搅拌无噪声㊁无振动㊁无排污，对周围环境和建筑物无不良影响，还可节约基础开挖土方及配筋等费用，社会效益和经济效益都较好.
３种地基处理方法效果㊁造价和工期对比见表３.
表３㊀地基处理方式对比
T a b l e３㊀C o m p a r i s o n o f f o u n d a t i o n t r e a t m e n t
地基处理方式改造后承载力/k P a工程造价/万元工期/d
强夯排水约１００７２４５
灰土垫层１２０~１５０４５４０
粉喷桩㊀１８０~２００９０６０
过对比分析可知：灰土垫层处理方式在工期和造价方面都优于其他两种方式，在承载力方面虽然低于粉喷桩，但也能满足承载力要求.
其次，灰土垫层的透水性很差，可以形成隔水层，隔绝地下水与地表水的渗透路径，有利于杜绝工程污水对地下水的污染[１３－１５].强夯法和粉喷桩法需要使用强夯机或钻机等重型专用机械，而灰土垫层仅需使用简单的机械和人工.重型机械的使用存在废气和噪声污染的问题，所以灰土垫层法在环保方面优于其他两种方法.
综合考虑环保㊁工期㊁造价和适用性等方面因素，本次填方施工采用灰土垫层的地基处理方案，并且在灰土垫层施工中严格控制施工质量.
２．２㊀填方方案设计
依据场地内不同区域的使用情况，将场地划分为重载区和轻载区.重载区包括：钻机施工区域㊁发电机和泥浆处理设备区和场内道路.
轻载区包括：生活区㊁库房等不存在重型机械和车辆活动的区域.
两种区域采用不同的回填方案.
轻载区方案：素土回填平＋２００mm灰土垫层＋１００mm碎石面层.
重载区方案：建筑垃圾回填平＋２００mm灰土垫层＋１００mm碎石面层.
填方施工工序和流程见图
图２㊀填方施工流程
F i g．２㊀B a c k f i l l i n g c o n s t r u c t i o n p r o c e s s
填方施工中投入的机械和工时见表４.
表４㊀井场填方施工机械
T a b l e４㊀W e l l s i t e b a c k f i l l i n g c o n s t r u c t i o nm a c h i n e r y
序号设备数量工时/h序号设㊀备数量工时/h １推土机１２００４装载机㊀㊀１５０２挖掘机２２００５压路机㊀㊀１３６３自卸车８１２０６灰土拌合机２２４
２．３㊀灰土垫层工程质量控制
灰土施工情况见图３.灰土垫层的施工质量是该填方方案的关键，为保证工程质量，采取了以下灰土垫层质量控制措施[１６]:
(１)土料采用优质填方素土，其中不得含有有机杂质，使用前要过筛，粒径ɱ１５mm.
(２)用作灰土的熟石灰在使用前一天浇水，将石灰粉化并过筛，粒径ɱ５mm，不得夹有未熟化的生石灰块.
(３)灰土拌合时，根据气温和土料的湿度适当浇水，拌好的灰土颜要求均匀一致，含水量以用手紧握成团㊁轻捏即碎为宜.
５６
㊀第４６卷第３期㊀㊀张化民等：黄河三角洲沿海滩涂井场填方设计与施工㊀
图３㊀灰土垫层施工
F i g
．３㊀C o n s t r u c t i o n o f l i m e Ｇs o i l c u s h i o n (４)拌好后的灰土应及时铺垫碾压，不得隔日使用，压实的灰土不得受水浸泡.
(５
)灰土垫层采用分层压实的办法来进行施工，虚摊厚度为１００mm .(６
)灰土垫层采用碾压压实，而不是传统的夯打.
(７)灰土的质量逐层进行检验，每压实完一层检验一次，当符合设计要求后方可铺垫上层.土的质量检验采用环刀取样测定其干密度，质量标准按压实系数鉴定，压实系数控制在０ ９８,
承载能力达到１５０k P a 为合格.
３㊀施工效果
该场地填方工程于２０１８年１月１６日开工,２月２０日完工，历时４５d ，因春节放假原因，实际有效工作时间３５d .施工费用见表５.因施工过程控制精准，调度计划合理，提前５d 完工，为后续工作争取了时间，同时施工费用也比预算低８万多元.
表５㊀施工费用统计
T a b l e ５㊀C o n s t r u c t i o n c o s t s t a t i s t i c s
项目细目数量天数/d 单价/元金额/元机械费(含操作手工资)挖掘机２台３０８００４８０００自卸车８台２０６００９６０００推土机１台３０５００
１５０００灰土搅拌机２台４
１０００８０００
压路机１台
１０１５００１５０００人工费力工３０人４２００２４０００材料费素土８６７６m ３
５４３３８０生石灰３００m
３５００１５０００碎石子
１００m
３
１０００
１０００００总计
３６４３８０经第三方检测，该填方工程质量合格，承载力达
到了设计要求.施工完成后的场地见图４，场地使用中的情况
见图５.
图４㊀铺垫完成的场地
F i g ．４㊀S i t e c o m p l e t e db y b a c k f i l l i n
g
图５㊀使用中的场地F i g
．５㊀S i t e i nu s e ４㊀结语
总结该黄河三角洲沿海滩涂井场填方施工的经验如下:
(１)填方全程采用静压压实填土，避免了孔隙水上升㊁土体产生微振液化效应，从而保证了填方工程的施工质量.
(２)在面层下铺设灰土垫层，既保证了地基承载力，又有效隔离了地下水上升通道和地表水下渗通道，切断了微振液化的根源，同时杜绝了场地内工程污水的下渗.
(３)将填方分为重载区和轻载区，采用不同的填方方案，既充分发挥了现有建筑垃圾成本低㊁承载力高的特点，又克服了原料数量不足的问题.既满足了承载力要求，又节约了成本.参考文献(R e f e r e n c e s
):[１]㊀S Y /T５４６６－２０１３，钻前工程及井场布置技术要求[S ]．
S Y /T５４６６－２０１３,W e l l s i t e p r e p a r a t i o na n d l a y o u t r e q
u i r e Ｇm e n t s [S ]．
６６探矿工程(岩土钻掘工程)㊀㊀２０１９年３月㊀
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i cc o m p a c t i o ne f f e c t si ns o f t g r o u n d u n d e rd i f f e r e n tb a c k f i l l
c o n
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情侣暖心留言10字s t r a t u mo f s o i l i n Y e l l o w R i v e rD e l t a[J]．G e o t e c h n i c a la n d
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(编辑㊀周红军)
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㊀第４６卷第３期㊀㊀张化民等：黄河三角洲沿海滩涂井场填方设计与施工㊀
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