減壓井

減壓井(Relief Well)――石油行業(yè)應(yīng)該譯為救援井

2010年4月美國(guó)墨西哥灣發(fā)生鉆井平臺(tái)爆炸沉沒(méi)，每天有1萬(wàn)多桶原油從失控的海底井口泄漏出來(lái)，造成墨西哥灣海洋污染和生態(tài)環(huán)境破壞。為有效并徹底封堵事故井，5月2日開(kāi)始鉆救援井。

國(guó)內(nèi)各大媒體在報(bào)道這一事件過(guò)程中，都把Relief well 譯作"減壓井"。然而，在石油行業(yè)，這一譯法是不確切的，正確的譯法應(yīng)為救援井。

Relief 本來(lái)就有救援、救助的意思，如relief engine就只能譯作救援機(jī)車(chē)而非減壓機(jī)車(chē)。

在石油行業(yè)，救援井主要是在發(fā)生井噴失控后，從地面(海底)離開(kāi)事故井一定安全距離再鉆一到二口定向井，再鉆的井叫救援井。

通過(guò)定向控制，救援井在井底(油氣層)接近事故井，實(shí)現(xiàn)與事故井連通，通過(guò)救援井向事故井注重泥漿控制井噴，使事故井得到控制或者通過(guò)注入水泥徹底封堵事故井。

防止?jié)B透變形工程措施：1、設(shè)置水平與垂直防滲體2、設(shè)置排水溝或減壓井3、鋪設(shè)反濾層。

建筑物失事原因：土石壩（防洪標(biāo)準(zhǔn)低、裂縫、滑坡、護(hù)坡破壞、壩身滲透）砼壩（抗滑不穩(wěn)定、表面損壞、裂縫）拱壩（溫度變化、洪水漫頂、巖體崩塌）堤防（漫溢、沖決、潰決、凌汛）隧洞（脈動(dòng)、空化、空蝕、塌方）溢洪道（泄流不足、閘門(mén)啟閉機(jī)問(wèn)題、滑坡堵塞）。

導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)確定：根據(jù)導(dǎo)流建筑物的保護(hù)對(duì)象、失事后果、使用年限和工程規(guī)模等指標(biāo)，劃分導(dǎo)流建筑物級(jí)別（Ⅲ-Ⅴ），再根據(jù)其級(jí)別和類(lèi)型，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度分析，確定洪水標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)考慮臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)和渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)。

施工程序：修建泄水建筑物、修筑圍堰截流、基坑排水等保護(hù)基礎(chǔ)（汛期來(lái)之前搶到洪水位以上）、大壩達(dá)到攔洪高程后封孔蓄水、繼續(xù)大壩施工。

導(dǎo)流方式選擇：分段圍堰導(dǎo)流（適用流量較大平原河道或河谷較寬的山區(qū)河流上修建砼壩樞紐，較易滿(mǎn)足通航過(guò)木排冰。）全斷圍堰法（適用枯水期流量不大河道狹窄，分明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流（流量較?。?。

圍堰類(lèi)型：土石圍堰（充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，?duì)基礎(chǔ)適應(yīng)性強(qiáng)，施工工藝簡(jiǎn)單）、砼圍堰（擋水水頭高，底寬小，抗沖能力大，堰頂可溢流）、草土圍堰（就地取材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低）、木籠圍堰（10-15m深水中修建）、竹籠圍堰、鋼板樁格形。

截流方法：拋投塊料截流（適用大流量大落差，含平堵立堵混合堵）、爆破截流（適用狹谷巖石堅(jiān)硬岸坡陡峻交通不便時(shí)）、下閘截流（先修建閘墩后截?cái)啵?/p>

減少截流的主要技術(shù)措施：加大分流量改善分流條件；改善龍口水力條件（雙戧、三戧、寬戧、平拋墊底）；增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失；加大截流施工強(qiáng)度。

1、大壩壩基除險(xiǎn)加固的措施

堤基除險(xiǎn)加固的措施有：臨水側(cè)防滲鋪蓋、垂直防滲、背水側(cè)壓滲蓋重、排水減壓溝和減壓井等。

臨水側(cè)防滲鋪蓋技術(shù)：

如果封閉式垂直防滲幕墻不盡合理，背水側(cè)又無(wú)條件做壓滲蓋重，而臨水側(cè)有穩(wěn)定的外灘時(shí)，可以采用臨水側(cè)防滲鋪蓋來(lái)減小背水側(cè)堤基的出逸比降和地基滲流量，但其效果有一定限度。對(duì)近似均質(zhì)透水堤基，臨水側(cè)鋪蓋的效果比較明顯，當(dāng)表層地層的滲透系數(shù)小于深部地層較多時(shí)，臨水側(cè)鋪蓋的效果將降低。

（1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

采用臨水側(cè)防滲鋪蓋時(shí)，一般應(yīng)結(jié)合背水側(cè)的滲流控制措施，如壓滲蓋重和減壓溝或減壓井，以達(dá)到有效控制堤基滲流、防止管涌破壞和經(jīng)濟(jì)合理的目的。臨水側(cè)防滲鋪蓋的效果取決于其長(zhǎng)度、厚度和垂直向的滲透系數(shù)，并與堤基土體的分層性及滲透性有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，并應(yīng)滿(mǎn)足地基、鋪蓋以及鋪蓋與地基之間的滲透穩(wěn)定要求。當(dāng)利用天然弱透水層作為防滲鋪蓋時(shí)，應(yīng)查明天然弱透水層及下臥透水層的分布、厚度、級(jí)配、滲透系數(shù)和允許滲透比降等情況，在天然鋪蓋不足的部位應(yīng)采用人工鋪蓋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。在缺乏防滲土料的地區(qū)可以用土工膜做防滲材料，但土工膜的上部必須設(shè)置保護(hù)層。

鋪蓋土料應(yīng)具有一定的防滲性能，通常其滲透系數(shù)最好不大于1×1O-5cm/s，如果滲透系數(shù)過(guò)大，即使加長(zhǎng)鋪蓋其防滲效果也不會(huì)有大的增加。鋪蓋應(yīng)采用不等厚形式，遠(yuǎn)離堤腳處應(yīng)薄一些，但不應(yīng)小于0.5～1.Om，近堤腳處應(yīng)厚一些，并應(yīng)考慮與堤身防滲連成一體。

鋪蓋設(shè)計(jì)時(shí)，一般先根據(jù)凈水頭和堤基的允許水力比降初步確定所需的等效長(zhǎng)度，然后通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較選擇鋪蓋的長(zhǎng)度、厚度和鋪蓋的滲透系數(shù)，最后對(duì)鋪蓋本身的滲透穩(wěn)定性進(jìn)行校核。對(duì)粉質(zhì)壤土修筑的鋪蓋，其允許水力比降為4～6。有關(guān)鋪蓋滲流計(jì)算的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考有關(guān)資料。

（2）施工要點(diǎn)

當(dāng)已經(jīng)存在不透水的天然鋪蓋時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，看是否存在缺失區(qū)、樹(shù)根孔洞、塌坑等通向透水地基的滲流通道，如果有，應(yīng)采用不透水材料進(jìn)行充填或覆蓋。外灘取土必須在鋪蓋長(zhǎng)度范圍以外，以保證鋪蓋的整體防滲功能。鋪蓋施工應(yīng)采用分層鋪筑的方法，依靠運(yùn)輸與攤鋪機(jī)械的行使壓實(shí)。鋪蓋與堤身防滲斜墻連接處宜選用相同的材料。

2、大壩壩身防滲處理的措施

應(yīng)根據(jù)各斷面滲漏及壩下游逸出點(diǎn)的位置和范圍，演算復(fù)核各工況下的壩體和壩基的滲漏量、滲透穩(wěn)定性及壩下游逸出段的滲透穩(wěn)定。壩體下游局部滲漏可根據(jù)不同壩型，采取上游局部開(kāi)槽鋪粘性土或土工膜封堵、下游局部導(dǎo)滲為和反濾貼坡加固等一種或綜合措施；大范圍滲漏和較大集中滲漏的處理應(yīng)結(jié)合不同壩型、壩高及下游情況，綜合比較鋪設(shè)土工膜、攪拌樁、重力或劈裂灌漿、沖抓套井粘土回填、高壓灌漿、板樁灌注墻以及加設(shè)下游反濾排水體等方案，選定經(jīng)濟(jì)合理的加固處理型式對(duì)土石壩壩體滲漏一般不宜采用混凝土防滲墻型式，確需采用時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分論證。

2．1貼坡排水技術(shù)

為避免滲水對(duì)堤坡的沖刷和滲流出口發(fā)生流土破壞，可以采用貼坡反濾進(jìn)行處理。施工時(shí)應(yīng)清除堤坡表面的草皮、雜物，清除深度10～2Ocm，貼坡反濾的高度應(yīng)高出最高的滲流出逸點(diǎn)0．5～1．Om，長(zhǎng)度應(yīng)超出散浸堤段兩端至少3m。根據(jù)反濾材料不同，有以下兩種方法可供選用：

（1）砂礫料貼坡排水

砂礫料貼坡排水的各層厚度如圖1所示。

（2）土工織物貼坡排水

在清理好的堤坡上先鋪滿(mǎn)足反濾要求的土工織物，機(jī)械縫合的搭接寬度不小于5cm，然后再鋪一般的透水料，厚度大于4O～5Ocm，最后用上壓石塊保護(hù)。（如圖2所示）

2.2隧洞灌漿施工技術(shù)

（1）施工工藝流程（如圖3）

（2）施工方法

鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放樣，手風(fēng)鉆或回轉(zhuǎn)地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔位、孔向、孔深符合設(shè)計(jì)要求。

鉆孔沖洗：鉆孔完畢后，用壓力水沖洗鉆孔，回水澄清后延續(xù)lOmin，沖洗即可結(jié)束。對(duì)于破碎帶、斷層夾泥的固結(jié)孔，可采用脈沖法沖洗或風(fēng)水聯(lián)合沖洗。

灌漿：采用0．6：1的水泥漿灌注，灌漿壓力為O．3MPa，灌漿過(guò)程中使用灌漿自動(dòng)記錄儀自動(dòng)監(jiān)測(cè)漿液流量及壓力。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定的壓力下當(dāng)注入率不大于0．4L／min時(shí)，繼續(xù)灌漿60min或不大于1L／min時(shí)，繼續(xù)灌漿90min即可結(jié)束。

封孔：灌漿作業(yè)結(jié)束后，及時(shí)排除孔內(nèi)積水和污物，采用壓力灌漿封孔法封孔，封孔情況需記錄備查。

（3）灌漿施工注意事項(xiàng)

灌漿過(guò)程中應(yīng)密切觀察被灌地段的變化，以防產(chǎn)生過(guò)大的變形，必要時(shí)安設(shè)變形監(jiān)測(cè)裝置，進(jìn)行觀測(cè)和記錄；灌漿中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、加濃漿液、降低壓力、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理；如發(fā)生串漿，待串漿孔排出濃漿時(shí)將其封堵，灌漿孔繼續(xù)灌注；灌漿因故中斷時(shí)，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿。如中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則需重新鉆開(kāi)進(jìn)行灌漿。

2.3壩坡加固處理及護(hù)坡

（1）現(xiàn)狀壩坡穩(wěn)定性不滿(mǎn)足規(guī)范要求時(shí)，可根據(jù)壩型、壩高、建材、占地、地形條件等因素，綜合分析放緩邊坡、上下游培厚等方案，合理確定大壩邊坡加固型式。

（2）對(duì)于原有砌石、混凝土護(hù)坡應(yīng)以在原護(hù)坡基礎(chǔ)上局部翻修、加固處理為主，不宜拆除更換材料重建；對(duì)上游原未設(shè)護(hù)坡的，可根據(jù)壩型、氣象、建材、施工等條件和穩(wěn)定要求。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定護(hù)坡型式和范圍；下游護(hù)坡應(yīng)盡量簡(jiǎn)化或局部整修。