摘要:随着陆域土地资源日益紧张,海洋开发已蓬勃开展,由于海上勘察风险大,投入多,技术含量高,要求严,质量安全问题极为重要,如何科学、经济、合理、安全、高效地做好海上勘察工程,已成为工程技术人员不断探索的新课题。
关键词:海上工程地质勘察资质 影响因素 质量 安全 技术 监理
21世纪是加速海洋开发的时代,随着沿海地区各类工程项目的实施,海上工程地质勘察工作日益被业主、设计、勘察、施工、监理方所高度重视,怎样做好海上工程勘察项目,应从组织、施工、管理等各环节细化落实,本人通过多年的海上组织施工、技术管理,浅谈海上工程勘察中应注意的几个问题:
1、应具备相应资质、手续:要有国家、省主管部门核发的有效勘察证书,海事等部门批准的证件。按国家和当地政府的法规和规定,应将海上施工作业区的位置(坐标)、作业时间、施工船只和人员名单等上报当地港航监督、边检、边防等部门,申请办理海域施工许可证,并在当地相关报纸上发布施工海域位置通知,收集拟勘察海域地形图、航海图、水深图和水文观测资料,了解该水域海底地形、航道分布、水深和潮汐变化规律,为制定切实可行、安全经济的钻探方法和技术措施打下基础。海上勘察质量要求高,作业环境恶劣,具备相应资质和能力是其开展工作的首要条件。
2、能力和风险:勘察单位的能力包括资金投入的能力、技术管理及施工能力、安全保障能力。海上勘察应由近及远,由滩涂向浅海延伸,逐步积累施工经验,增强抗风险能力。影响海上施工的主要因素有:气候、洋流、施工能力、经验、工效等。海上工程勘察要投入大量的资金,招投标的报价的科学测算。技术管理及施工能力、合适的施工设备、安全保障、协调能力等方面对工程效益的影响致关重要。
3、气象条件及施工环境:出海前应及时、随时、超前了解当日和次日的天气变化,走访了解当地风浪、潮汐的变化规律、暗礁位置、浅海人工养埴区的分布等情况。项目实施前应收集当地气象、水文地质、海图、水位等高线图等相关知料,做到有的放矢。
4、施工船只、设备工具的准备:欲要利其事,必先利其器。根据抗风浪的大小、海流的湍急、设计孔深等因素来确定施工用船舶的吨位,一般单只船的吨位不宜小于50吨,当然越大越安全(船只吨位越大,租船费用也越高,一般可选择50~100吨的渔船或货船),二条施工船用钢丝绳兜底固定,联成一体作施工平台,平台上用厚木板铺设,钻机塔台不宜太高,一般7~9米即可;也可选择吨位200吨以上的单体船只施工;施工前应多准备短套管和套管接头。
5、钻孔定位:钻孔定位和钻探船抛锚固定时应尽量选在涨潮或落潮的平水期(可根据岸边观测潮水位变化规律预测),这时水流速度最小,钻探船定位较容易,花费时间短,亦能保证套管打入水下的垂直度及钻探质量。采取船用gps粗定位后,用手持gps高精度测量仪进行水上钻孔定位,先根据孔位坐标钻探船立即到位,抛锚完进行核对和复定位,确保定位精确。一般来说,复测孔位与原孔位有一定偏差,只要在允许范围即可满足规范要求。定位时应用四锚或八锚固定船体,水流喘急时,应采用200-400公斤铁锚。
6、准确丈量孔深和精确分层:随着海水的涨潮和落潮,钻探平台面至水下钻孔淤泥面的深度值也随湖水上升和下降,而相对不变的是水下钻孔处的淤泥界面,该点即是水下钻探深度测量的参照点。每回次提钻时量出钻探平台以下的钻探深度,再测出钻探平台至海底淤泥面处的深度,二者之差即为从海底淤泥面钻孔处算起的钻孔孔深。取样与标贯试验深度也用相同的方法计算。
孔深准确是野外编录正确分层的基础,要了解施工期间潮水涨落规律,准确记录提下钻的时间,并在海岸边风浪较小处设立观测点,与施工期间同步观测,每5~10分钟观测记录一次海平面的高程。在施工平台上只记录钻具到平台面或水面的总长度。将不同时间段水面的不同高程与钻具到平台面或水面的总长度比较,再重新调整分层深度,以确保分层的准确性。特别注意,因受海流、风浪影响,使用测绳量测水深,误差较大,有时达2米以上。在水深流急的水域中施钻时,孔口标高应多次测量水深,并用下入水中套管的长度作校正,但要注意套管在较软土层中的自重下沉。条件许可时可直接接使用测深仪进行量测。
7、水上安全措施:出海前及时收听当日天气情况,风浪大、大雾天、台风季节严禁出海;与当地海事部门、航道管理部门联系,制定海上施工安全标识,安全措施和施救方案。
8、编录及资料整理:在施工平台上只能根据每个回次的记录土层的变化,但要注意,随着钻杆的不断增加(一般为每个回次1~2米),你是否想过施工期间是涨潮期,平潮期,还是落潮期,涨落的规律在不同的施工段是各不相同,因此,回次的水深数据极为重要,要根据水深的变化及时调整分层数据。此外还要记录下套管的口径、套管的长度、平台的高度等数。地层描述上应注意夹砂和混合土的评述。
9、取样、原位测试:取样和原位测试是勘察过程重要的核心环节,海上钻探对软土应采用薄壁取土器,一般长30~60cm,最好选择60cm薄壁取土器;砂性土、粉土应采用取砂器采集,对可~硬塑粘性土可采用厚壁取土器取样。取样时应保证取样筒平滑、干净、无锈斑凹痕,以确保取样质量。原位测试:常见有十字板、标准贯入器、动锥、波速仪等,测试时应注意船只移动对其产生的不利影响,必要时应进行修改参数。
10、质量检查及监理工作:要制定严格的施工质量保证措施,并认真贯彻执行,取芯装入岩芯箱,并逐孔照相,是保证施工质量的有较手段。重要孔位监理应亲临现场,总工办或质检部门要经常到现场进行质量检查,发现问题及时改正,以确保施工质量。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.gb50021-2001.岩土工程勘察规范.北京:中国建筑工业出版社.2009年版
[2]中华人民共和国行业标准《港口工程地质勘察规范》(jtj240-97)北京:中国建筑出版社,1997.