根据目前施工实际及现场调查情况,本处基坑目前开挖至第三级,岩石属性为石灰岩,按照目前市场上常见的机械破碎施工,已基本无法对坚硬的石头进行开挖。根据现场调查,该处与民居密集处较近,达不到民爆施工的条件。故采取新型施工工艺—二氧化碳致裂技术施工是目前为迫切和为合适的的施工方法。
致裂施工主要用电设备有充装机与拆装机,履带式潜孔钻机与机柴油螺杆机均无需用电,赶工期需要夜间施工,夜间施工时间不超过21:00,施工现场需设置照明用电。充装机与拆装机设置在附近有遮蔽物的施工场地,采用380V低压供电,充装机输出有功功率为3.7kw,空压机输出功率为7.5kw,所以甲方给我方准备施工现场临时用电,用16平方铜芯电缆接入,设一台配电总箱,内有计量设备,采用TN-S系统供电,设一台二级配电箱与两只开关箱,按“一机、一箱、一闸、一漏”设置,每台用电设备外壳设置接地保护。
CO2二氧化碳气体以液态杜瓦罐装形式由当地气体站供应,通过充装泵将液态的二氧化碳充装至圆柱体容器(致裂管)内,装入破裂片、激发管和组合密封圈,拧紧充气头泄能头即完成了致裂前的准备工作。将致裂筒和智能云致裂触发器及电源线携至致裂现场,把致裂管插入钻孔中采用砂石填埋好,连接起爆器电源。当微电流通过高激发管时,产生高温,瞬间将液态二氧化碳气化,急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开,气化后的二氧化碳在0.4毫秒内渗入基岩孔隙和裂缝,整体岩石受几何级当量冲击波向外迅猛推进,达到致裂效果。
钻孔做到“准、平、直、齐”四要素。各致裂孔底部误差均不得大于致裂孔深度的5%。致裂孔出现深度不够,少孔或间距出入太大时一律按规定进行补钻。
根据工程特点,岩石性质,台阶高度及临空面间距、致裂管孔径、以及直列顺序等分别计算每孔致裂管二氧化碳充装数量,并在致列管上标记直列顺序,由项目总工与致裂机械厂家人员计算与复核。
二氧化碳致裂施工属危险行业,具有一定的安全作业风险。在致裂作业过程中因施工区环境状况或作业方法不当等原因,有可能引发安全事故。为加强对重大安全事故抢险应急救援工作的组织领导和协调处理,使事故应急救援工作能够、有序进行,大限度挽回因事故造成的损失,特制定致裂作业事故抢险应急救援预案。本预案适用于致裂工程项目部在紧急情况下采取抢险应急救援处理的全过程。
二氧化碳致裂施工工艺流程是围绕二氧化碳致器在地面组装、液态二氧化碳灌装、检测,以及井下钻孔置入或取出二氧化碳致裂器、连接杆等附件时所需要的实施过程。二氧化碳致裂实施过程如下: (1)二氧化碳致裂器组装、灌装及检测; (2)井下运输,致裂器安装(根据需要组合致裂器及连接杆的数量及排列)及检测致裂前相关参数; (3)撤人,设置警戒,并按照设计程序进行致裂施工,警戒撤人距离不小于100m; (4)用手动葫芦、钻机或者其他稳定牢靠的设备将组装好的致裂器和接长杆固定牢固,连接致裂启动母线,进行导通试验,确保连接无误,准备致裂。