浅海水域工程勘察钻探方法和技术措施

摘要：通过结合工程实例，以深圳市位于广东省中南部沿海，海岸线约230km，东临大亚湾，西滨珠江口。随着城市建设的快速发展，，各项的基础建设不再局限于陆地上，而发展到现在到的江河，湖泊，甚至海域中进行施工，各种海岸建设项目逐渐增多，相应的海上工程勘察项目也不断增多，海上钻探难度较大，工作任务更加艰巨。介绍了海域勘察项目钻探施工的工艺技术以及一些技术难题的解决办法，并总结出一套较实用、经济和安全的海上钻探方法和技术措施。

关键词：浅海水域;勘察钻探方法;技术措施

中图分类号：TS322文献标识码：A文章编号：1672-9129（2018）06-0067-02

Methods and Technical Measures of Engineering Exploration and Drilling in Shallow Water Area

GONG Xiaowu*

（Tianjin Hairun Engineering Survey Co.， Ltd.， Tianjin 300202， China）

Abstract：Based on the engineering example， Shenzhen is located in the central and southern coastal areas of Guangdong province， with a coastline of 230 km. It is adjacent to Daya Bay in the east and Pearl River Estuary to the west. With the rapid development of urban construction， all kinds of infrastructure projects are no longer confined to land， but to rivers， lakes， and even sea areas where construction is being carried out， and various coastal construction projects are gradually increasing. The corresponding offshore engineering exploration projects are also increasing， offshore drilling is more difficult， and the task is more arduous. This paper introduces the technology of drilling and construction of marine exploration project and the solutions to some technical problems， and summarizes a set of practical， economical and safe offshore projects， drilling methods and technical measures.

Keywords：Shallow water; Exploration and drilling methods; Technical measures

引用：巩小午. 浅海水域工程勘察钻探方法和技术措施[J]. 数码设计， 2018， 7（6）： 67-67.

Cite：GONG Xiaowu. Methods and Technical Measures of Engineering Exploration and Drilling in Shallow Water Area[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 67-67.

引言

近十年来先后在浅海水域完成了对蛇口消防码头的勘察、对美视电力湾码头的勘察、对前湾电厂输电线路塔基的勘察、对深圳湾公路大桥初步及施工勘察、对广东LNG站线项目选址勘察以及对后海填海工程勘察等，通过对这些项目的勘察，总结出了很大的经验与教训，并根据实践经验开发出了一套新型的浅海水域工程钻探方法与技术。

1  施工前的准备

海域勘探不同于陆地上的勘探，其勘探难度高，成本高，且具有很大的风险，对勘探技术的要求也非常高。因此，在进行海域勘探之前，必须要做好施工前准备工作，具体如下：明确规划施工位置、施工时间、勘探船只以及勘探人员，并将确定好的数据上报给相关监督部门，申请出海施工许可证，并在报社媒体上刊登相关事宜;对海域资料进行全面的收集，尽可能的避免在台风、雷雨季节进行勘察施工;制定一套切实可行的勘探方案，并制定相應的安全施工管理制度。

2  钻探船的选择与安装

水深在2到20米的水域为浅海水域，在浅海水域进行勘探施工的时候，往往都会运用水上漂浮钻场。水上漂浮钻场主要包括有以下几个组成部分：船只、油桶筏、竹筏或者木筏等。通常情况下，勘探单位都不具备购买专业钻探船的能力，因为专业钻探船的价格非常昂贵，即便只是临时租用，也会产生不菲的价格。因此我们在进行浅海水域勘探的时候，往往那还会采用普通民船以及运输船搭建的方式，来搭建出一个经济、安全的水上钻探船。在对钻探船的吨位进行选择的时候，需要根据勘探水域的实际情况来进行，一般都是采用150吨到200吨大小的船只来进行水域勘察。水上勘察平台的搭建可以由两船相连搭建，也可以由单船直接搭建，在实际搭建之前，必须要对各方面因素进行综合考虑，选择最合适的搭建方式。在条件允许的情况下，尽可能采用单船搭建方式，因为单船搭建相较于双船并联搭建具有搭建成本低、实用性高、拆装便捷以及灵活性强的特点，非常适用于浅海水域的勘察。在搭建的过程中，首先需要在船舱内放上适量的石块，以增加船体的重量及稳定性，防止因船体过轻而导致船只在水面上不断漂浮。在对钻机进行安装的时候，应当安装在船舷上，这样能够有效扩大作业平台面积，且便于勘察操作。在船身中间的甲板上，应当焊接一些工字钢材，这些工字钢材的间距应当在1米到2米之间，且工字钢材应当超出船舷2米左右，在这些刚才上面搭设木式的钻探平台，平台面积应当为2到7平方米。并在平台中间部位开出一个40厘米的方形洞口。在遭遇狂风天气，船身摇摆不定的时候，可以利用该洞口来实现对套管、钻杆的保护，尽可能的减少大风天气所带来的损失。

3  钻探船抛锚定位

由于海域情况不稳定，水面波涛现象频发，在进行钻探船抛锚定位的时候，尽可能的选择再涨潮或者落潮的平水期，因为这个时候的水面比较平稳，水流速度不快，非常便于钻探船的抛锚定位，且能够大幅缩短定位时间，同时，还能够为后面的钻探质量提供有效的保障。钻孔定位方式主要有两种，一种是全站仪放点方式，一种是GPS定位方式，在对定位方式进行选择的时候，应当对海域情况进行充分的考虑。一般情况下，离海岸线较近的海域钻探定位一般都是采用全站仪放点定位方式，而距離较远的则是采用GPS定位方式。一般来说，当定位位置距离海岸不超过3km的时候，一般都是在岸边控制部位安装全站仪，以达到对测孔部位的测量，测算出大概的钻孔部位，一般来说，应当将定位的误差范围控制到10米到20米之间。我们在对天昌码头进行勘察的时候，由于距离海岸比较近，且没有太大的风浪，因此采用的时刻全站仪放点定位方式。如果钻探地点距离海岸超过3km的话，则应当选择动态GPS定位方式来对钻孔部位进行精准的定位。在海岸上的控制地点安装GPS差分定位仪，以实现对钻孔部位的准确测量。

4  钻探施工技术措施

4.1  水下钻探深度测量方法

（1）刚性测量法。如果勘测水域的水深不超过4米，那么就可以采用3/4in（?19.05mm）镀锌钢管来进行标记，沿平台边向海底插入，并将钻探钢管固定好，不仅要保证钢管具有符合标准的垂直度，还应当防止平台随水平面升降而对钢管标尺产生影响。对钢管标尺的标记刻度进行读取，然后再使用拴绳重物法，测量出从钻探平台到海底淤泥部位的深度。当海平面上涨及下落的时候，读出平台面部位的钢管标尺刻度，然后在用读出的数据减去插入海底钢管的长度，以此来得出钻探平台到海底地面的实际深度，进一步判断水平面涨落幅度。

（2）柔性测量法。如果勘测水域的水深超过4米，那么可以采用?25mm钢筋焊成圆形钢测圈，钢测圈的直径要比套管大5厘米左右，并在钢测圈两边焊接两个侧重体，在钢圈上拴上捞绳以及测绳，将钢测圈顺着套管向海底延伸，直到钢圈沉至海底淤泥面上。在这一过程中，应当把测绳防止在水流方向的背后，以避免水流对测量绳产生影响。在水平面平稳的前提下，拉直测绳就可以得出钻探平台到海底地面的准确距离。

4.2  减少潮差影响的措施

（1）应当建立一个潮汐水位观测站，并安排专业人员对海平面的平稳度以及水位进行详细的观测，并对观测结果进行记录，尽可能的避免潮差对层位判断产生影响。

（2）钻探船定位完成后，需要下保护套管，这样做的主要目的就是为了导向定位，把深入海底淤泥层的底部结构固定牢稳，防止潮差水流流速变化对导向定位准确性带来影响。

（3）在孔口与套管之间的连接部位，应当采用0.2米到1.2米之间的短管来进行连接，以便于水位变化后的拆装，从而有效避免潮差变化对施工时间产生影响，同时还能够有效减轻施工人员的工作负担。

5  结束语

相关研究表明，在对浅海水域进行勘察的时候，采用以上几种勘察方法及技术措施能够有效提高勘察效率、勘察安全性，且能够有效节省租贷专业钻探船的费用，勘察成本不高。因此，在进行浅海水域勘察的时候，应当加强对以上方法及技术措施的应用，并不断研究浅海水域勘察新方法以及新技术措施。

参考文献：

[1]      程新生，刘星，李书轮.珊瑚岛礁跨海大桥的勘察实践及工程意义[J].水运工程，2018（08）：174-179.

[2]      付文靖.钻探技术在地质勘察工程中的应用探讨[J].世界有色金属，2018（05）：287+289.

[3]      陈尘.水域物探在闽江下游龙城段引水工程勘察中的应用[J].福建建筑，2017（4）：109-112.

[4]      黄冉霞.吹填砂堆载处理软土路基深基坑工程施工技术[J].建筑知识，2016（15）：42-43.

[5]      刘金安.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].水利科技与经济，2016（02）：109-110.