浅析马来西亚民都鲁海上详勘方法及技术措施

王彦辉

摘要：本文介绍了马来西亚民都鲁码头工程海上详堪过程中，当地钻探的特点、难点、重点以及其技术措施。

Abstract： This article introduces the characteristics， difficulties， key points and technical measures of local drilling during the detailed offshore survey process of Bintulu Terminal Project in Malaysia.

关键词：海域钻探;精确性;技术措施

Key words： offshore drilling;accuracy;technical measures

中图分类号：U442.2                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）11-0181-02

0  引言

处于马来西亚沙捞越州民都鲁市沙玛拉祖港的民都鲁码头，岩石风化强烈，地质土层在-16-20m位置有一层N值超过50的硬土层，局部形成风化深槽，地质条件十分复杂;海上勘察作业条件比较复杂，不同海域区别较大，受海水涨落潮及海上风浪的影响，勘探船只既要抵御风浪，又要确保船上施工平台及人员的安全，同时又要满足钻孔过程中不同地质条件下的施工工艺要求;而且各个季节的环境条件不同，海上勘察时常受天气影响，存在许多不稳定因素。勘查区域均为深海区域因此对船舶要求较高，同时也减少了外业工作时间。对于场区的地质情况予以准确有效地探明是本项目得以顺利实施的关键，海上钻探成孔的质量会对于码头基础的施工质量产生直接性影响。为了使码头底部的地质情况能够保证真实有效，其基础要素就是海上钻探桩基钻孔位置的精度。采用多功能驳船配合搭设钢结构钻孔平台的方案，配合搭设钻孔平台的吊机船也选用吨位大/抗风浪能力强的多功能驳，有效减少风浪影响作业时间。合理选择勘察船只、合理安排船舶动态和做好钻探工艺的选择将是本项目工作的重点和难点，也是本项工程安全、优质、高效完成的根本保证。

1  测量定位

本次勘察平面坐标系统选用Malaysia RSO坐标系（中央子午线115°00′）。

1.1 测量定位的方法

全部钻孔的测量定位均选用rtk-gps进行，进行定位时先对岸上人员予以通知，把基准站架设在控制点上，当启动基准站、电台发射信号显示正常后，移动站的测量人员依据基准站的点位、仪器高把仪器设置好后再开始进行测量工作。

钻探孔的定位工作按照如下主要步骤来进行：

①定位准备：依照设计孔位的坐标、钻探平台的位置、锚绳的长度、水深与预抛方向（以涨、退潮水的主流方向来决定），把锚位的坐标计算出来。

②粗定孔位：依据计算而得出的锚位坐标，锚艇送主前锚至预定的锚位，再顺水流方向航行到孔位的附近停泊，然后依次把左前、右前（主锚）、左后、右后锚送出至预定的锚位，呈“八”字型分布，定位误差不超过10.0m。

③精确定位：孔位粗定后，在掌握涨、退潮流向的基础上根据实时动态双频rtk显示的实时位置，利用对讲机指挥船上人员绞锚，直至钻探平台达到孔位。

1.2 孔口高程的测量方法

孔口高程采用gps和测深仪来进行测量工作，通常是在定位完成以后，在风平浪静或平潮时期再进行，首先采用gps来测出孔口处的平台面高程，再把钻探平台到海底淤泥面位置处的深度测出来，两者之差就是从海底淤泥面钻孔位置处算起的钻探深度。取样与标贯试验的深度也可采用这样的方法来计算。

2  工程地质钻探

2.1 平台搭建

选用平板船要依据水文情况、钻孔的深度以及钻探设备等来予以确定，因此选用固定40T吊机平板船，长55m宽16m;所选的船舶舷宽、干舷高度适宜，船体结构和质量稳定性能好，具自航能力和机械绞锚能力。此外，抛锚船要选用有机械绞锚机的机动船。钻探平台为钢结构平台（长*宽为6m*6m），平台底部连接浮箱增加平台在海面的浮力，下部用钢柱加强支撑，钢结构平台与钢柱应用铁葫芦连接牢固。如图1所示。

2.2 钻探施工技术方法

本工程按英標规范进行地质钻孔，采用旋转钻探清洗法钻孔。旋转钻机为D90R，钻探设备是由马来西亚公司YWE制造。钻孔的钻探通过推进的切割钻头连接下面空心钻杆进行。在钻杆旋转时，施加一个向下渗透压力，并在压力下泥土岩石等钻体物质通过中空钻杆和通道进入直径76mm钻杆底部，并通过拆卸钻杆将其提升至取样平台。标准贯入试验均在每节钻杆（钻杆长度1.5m）钻孔完成后至下节钻杆连接前的时间间隔进行，除非现场工程师另有指示。操作人是通过用64千克跳闸自动锤驱动50mm直径的标准引导杆取样，锤体的坠落高度760mm，观察每个75mm到450mm的总渗透打击的次数。在测试结束后，将取样管取出，并拆除，以提供识别和分类测试代表性的样本（样本如图2所示）。因此在马来西亚当地地质钻孔经验，当地的标贯击数值为国内同种类型土质大1.5-2.0倍;标准贯入钻孔需采用75mm的钢套钢进行施工，标准贯入击数不随触探杆的贯入深度进行修正。

2.3 孔深校正

对所有的入孔器具，现场的技术人员要保证每回次进行准确的丈量和记录，与此同时还要进行水深的测量与回次上余测量。每个孔在终孔前都要予以孔深的校正，本次每个孔都没有出现超差。

2.4 拔管与起锚

套管起拔采用钻机来进行，拔起后，对其质量进行检查并予以有序排放，便于下次钻探操作使用。起锚顺序由机长和船长负责，要依据天气情况及潮流情况来确定。一般情况下，起锚的顺序是：先边锚后主锚，先下游锚后上游锚，将锚绳按照顺序收回至钻探平台。

3  质量管理

①严格按照质量体系运行文件要求来进行工作。首先由项目总工进行指导，并按“工作大纲”进行。勘察过程中按单孔设计要求及技术人员的指导执行。遇地层异常及時反馈到项目总工，并通知设计人员，确定处理意见后再由项目总工通知到施工机组或其他作业组。

②加强现场管理。对于过程控制及过程产品的验收的工作要充分做好，对于现场的巡检和资料校核工作要强化。项目部技术管理组每天要进行巡检，且监理人员要进行检查及监督，当发现有问题时要进行及时的整改。项目技术管理组要多次的实行旁站式技术管理。

③所有孔首先由项目部进行单孔验收。

④内业整理要及时的进行，对于所揭露的地层情况进行分析，并和物探资料比对，对于地层变化比较大的部分要予以加密勘察。

⑤对监理提出的问题及时整改。要召开专门技术会议来对以后的工作予以指导。对于整改的过程及结果都要有书面材料予以回复。

⑥院技术部在组织人员在工程结束之前要进行野外验收，验收合格以后再转入内业资料进行整理。

⑦所有技术管理文件，主要包括指导文件、策划文件、检查及验收文件、施工情况等都要有书面的记录。

为确保工程质量可在外业工作实施前，按设计要求编制相关的勘察大纲作为工作依据，并对勘察的主要技术节点、注意要点要事先进行技术指导，要对相关人员在施工现场进行技术交底。从开始到结束分解到组，落实到人，职责明确，安全、质量、进度管理有机结合，做到了技术管理策划细致、网络齐全、措施可行、结果有效。

4  安全措施

①船上要设置施工作业标志的旗帜以及信号灯，要备好救生圈及救生船在船上，工作人员一定要穿救生衣，对钢结构平台要焊接铁围栏，夜间要配置发电机照明，以防工作人员发生不慎落水的情况。

②安排专职人员进行天气预报的及时收听，如遭遇风雨、涌浪船只发剧烈摆动时，要迅速的停钻且要把孔内钻具提出;钻船驶离至预定的安全地点。

5  结束语

本工程按英标规范进行地质钻孔，得出主要参数标贯击数N，采用当地的经验公式用标贯可以直接进行桩基承载力验算。当地的极限承载力计算公式为：Qu=fs×As+Qb×Ab，fs=3N且不大于100、As为桩外壁与相应土层的接触面积、Qb=200N且不大于10000、Ab为桩底接触面积;抗压桩身轴线安全系数取2，抗拔桩身轴线安全系数取4。根据上述经验公式，需要本工程按英标规范进行地质钻孔，得出主要参数标贯击数N，然后可以直接进行桩基承载力验算。此外采用桩可打性分析程序GRLWEAP的开发商美国GRL公司建议的公式来计算、评估选用的桩锤是否够用，预测沉桩过程中的锤击数及桩身动态应力。然后通过在试桩过程中，采用了静载法和水平力试验方法，取得大量试验数据，为下阶段工程桩的桩长确定提供了参考依据，选定出最合适的桩长，以确定最终的桩长和沉桩标准。在开工打桩后，对码头部分桩基进行PDA高应变测试，试验结果表明桩基试验受力情况和采用当地经验公式计算结果相吻合，同时也证明了该工程的地质报告与实际相符，能很好的指导桩长的确定以及后续打桩施工。

参考文献：

[1]编写委员会.工程地质手册[M].三版.北京：中国建筑工业出版社，1994.

[2]英标规范.BS 5930：1999 “Site Investigation”.

[3]朱何文.岩溶地区回转钻进岩心钻探的安全控制分析[J].价值工程，2019，38（24）：41-42.