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心肺复苏是关键
有资料显示,脑缺氧10秒即可出现意识丧失;缺氧4~6分钟,脑神经元发生不可逆的病理改变;缺氧6~9分钟死亡率可达65%;而缺氧12分钟成活率几乎为零。因此,溺水早期现场抢救必须快速、有效、分秒必争,力争做到早发现、早复苏、早治疗。
若发现有人溺水,应立刻呼叫“120”急救电话,与当地救援人员协助抢救。
一旦发现溺水者,应迅速游到其附近,从其后方出手救援(防止被溺水者紧抱缠身而双双发生危险)或投入木板、救生圈、长杆等,将溺水者救上岸。
将溺水者救上岸后,立即清除其口、鼻腔内的水、泥、水草等污物(包括取下假牙),只要溺水者呼吸道通畅,就可以直接做心肺复苏,这样的效果要比先“控水”好很多。
控水:通俗地讲,就是将溺水者吸入的水尽量排出来。常用方法:救援者一腿跪地,另一腿屈膝,将溺水者的腹部项在屈膝侧的大腿上,使其头下垂;接着按压溺水者背部,使积水流出。
心肺复苏的要领是:溺水者仰卧在平实的地面上,救援者的右手掌放在溺水者两与胸骨连线的正中,另一手掌重叠放于手背上,肘关节伸直,垂直向下平稳而有规律地按压,深度为4~5厘米。按压至最低点时应稍有停顿,按压频率为l00次/分。
心肺复苏的同时要辅以人工呼吸,一般心脏按压与口对口呼吸次数比例单人(心脏按压与人工呼吸均由一人操作)按30∶2(即心脏按压30次,口对口呼吸2次),双人(心脏按压与人工呼吸由2人分别操作)按15∶2(即心脏按压15次,口对口呼吸2次)比例进行。
人工呼吸时,救援者位于溺水者一侧,托起溺水者下颌,并捏住其鼻孔,深吸一口气后,往溺水者嘴里缓缓吹气,待其胸廓稍有抬起时,放松其鼻孔,并用一手压其胸部以助呼气,反复并有节律地(每分钟吹16~20次)进行,直至溺水者恢复呼吸为止。
需要强调的是,心肺复苏要不间断地进行,至少要做30分钟以上,这对溺水者非常重要。如果只等医生来现场,旁观者不进行心肺复苏,溺水者生还的几率微乎其微。
由于心肺复苏非常消耗体力,最好由流做,直到急救医生到来。
游泳前要了解环境
为避免溺水的发生,建议游泳者最好不要到不知水情或易发生溺水伤亡事故的地方去游泳。对游泳场所的环境,如该水库、浴场是否卫生,水下是否平坦,有无暗礁、暗流、杂草及水域的深浅等情况要了解清楚。
1、清除口、鼻中杂物:上岸后,应迅速将溺水者的衣服和腰带解开,擦干身体,清除口、鼻中的淤泥、杂草、泡沫和呕吐物,使上呼吸道保持畅通,如有活动假牙,应取出,以免坠入气管内。
2、 空水:将进入溺水者呼吸道、肺部和腹中的水排出。常用的一种方法是,救生者一腿跪地,另一腿屈膝,将溺水者腹部搁在屈膝的腿上,然后一手扶住溺水者的头部使口朝下,另一手压溺水者的背部,使水排出。
3、人工呼吸:是使溺水者恢复呼吸的关键步骤,应坚持做到溺水者完全恢复正常呼吸为止。
4、胸外心脏按摩法:是对尚未出现真死现象的溺水者之生命做最后挽救,使其恢复自主心跳与呼吸的重要手段。溺水者仰卧在平实的地面上,救护者的右手掌放在溺水者两与胸骨连线的正中,另一手掌重叠放于手背上,肘关节伸直,垂直向下平稳而有规律地按压。
关键词:虚拟水;虚拟水贸易;虚拟水战略;社会调节能力;民勤
中图分类号:F127.42 文献标识码:A 文章编号:1003―4161(2008)06―0048―05
石羊河是我国内陆河流域中人口最密集、水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重的流域之一。现状流域水资源开发利用已严重超过其承载能力,致使流域生态环境日趋恶化,危害程度和范围日益扩大。下游民勤县的生态恶化形势极其严峻,其湖区北部已严重危及居民的生存。近年来,民勤的生态危机问题备受社会关注,其生态经济系统面临崩溃,主要原因是由于石羊河上中游地区人口持续增加和经济规模不断扩张从而大量的截留下游来水造成。而当前众多学者通过压缩上中游的用水数量以保证对下游民勤地区的供水量,从节水、调水、移民等方面提出解决地区水问题的政策性建议,但越来越多的事实表明仅仅通过流域内部的水资源重新配置是不能完全解决民勤的生态经济问题。虚拟水概念的引入和虚拟水战略的提出,为更好地解决类似于民勤地区这样的由于水资源短缺引起的西北干旱区典型生态经济问题提供了一种新的思路和途径。
1 虚拟水概念和研究进展
1.1 虚拟水与虚拟水战略
虚拟水是TonyAllan于1993年提出,是指生产商品和服务中所需要的水资源数量。虚拟水不是真正意义上的水,因为它包含在产品中以虚拟的形式体现出来,消费者从产品中看不见水的影子。因此虚拟水又叫“嵌入水”和“外来水”,其中“外生水”指进口虚拟水的国家使用了非本国的水的事实。
虚拟水的定义一般包括两种:(1)从生产者的角度定义,即为生产这种产品的真实用水量,它取决于生产地的生产状况(包括时间和地点)和水资源利用效率。(2)从使用者角度定义,即一种产品的虚拟水含量是在使用地生产该产品的需水量。该定义对于平衡缺水地区水资源赤字时(如采用进口代替生产一种水密集产品时给地区节约了多少水量)特别有用。
虚拟水战略是指缺水国家或地区通过贸易方式从富水国家或地区购买水密集型产品来获得水和粮食的安全。如果一个国家以虚拟水出口水密集型产品给其他国家,实际上就是以虚拟的形式出口了水资源。通过这种途径,国家或地区可以向另一国或地区提供“虚拟的”水资源。水资源稀缺的国家可以通过牺牲一定的经济利益,从水资源丰富的国家进口水密集型产品来节约本国的水资源,实现水安全。长距离的输水与巨额成本,使得富水国和贫水国之间的实体水贸易较为困难,而水密集型产品的贸易(虚拟水贸易)是现实可行的。如此而来,国家之间甚至洲际之间的虚拟水贸易,可以作为一种提高全球水资源利用效率和获得缺水地区水安全的有效工具。
1.2 研究进展
自Allan提出虚拟水的概念以后,经过近十多年的时间,科学界才认识到虚拟水概念对地平衡地区和全球水资源安全的重要性,并先后于2002年、2003年召开关于虚拟水的国际会议和专题研讨会。目前,虚拟水的研究工作主要在量化产品虚拟水含量、水足迹、虚拟水贸易节水量和虚拟水储量等方面不断深入开展。最近,将虚拟水、水足迹测算与消费、人口、富裕程度和技术等因素相结合探讨人类活动产生的环境影响,拓展了虚拟水的研究领域。
2 虚拟水计算方法
虚拟水的计算是采用账户的方式来解释水资源在社会经济系统中的迁移和转换,考察产品和服务中嵌入的水资源。虚拟水的计算主要包括:农作物虚拟水含量计算,动物产品虚拟水含量计算。
2.1 农产品虚拟水含量计算
根据Zimmer和Renault的研究,农产品虚拟水含量具体的计算过程根据不同的产品分类而有所差异。Zimmer和Renault将农产品类型分为初级产品、加工产品、转化产品、副产品、多重产品及耗水或不耗水产品六种主要类:(1)初级产品,是指直接从作物身上提取的产品,包括谷物、蔬菜、水果等。生产这类产品需要的水资源主要取决于农作物的类型、生长区域的自然地理条件、使用的灌溉系统及其管理方式等。首先,利用考虑气候影响因素计算的参考作物需水量乘以作物系数进行调整,得到单位面积作物需水量,然后通过单位面积作物需水量除单位面积作物产量得到单位质量初级产品的虚拟水含量。参照作物需水量采用联合国粮农组织推荐的标准彭曼公式。(2)加工产品,以初级产品为原料进行加工后的产品,如糖(原材料为甘蔗、甜菜)、植物油(原材料为菜籽、胡麻、花生等)、面粉、加工饲料、酒精饮料(原材料为粮食)等。这一类产品的虚拟水含量取决于加工过程中初级产品的投入比例,通常按照初级产品投入重量比例加权得到。同时,加工产品还需要考虑加工转化效率。(3)转化产品,主要包括动物产品,该类产品的计算包括在动物产品的计算中。(4)副产品,是指该类农产品的生产主要是为了其他目的而不是他们的营养价值。副产品的计算主要有三种方法:①按提供所有副产品的重量比例来分配虚拟水;②按提供副产品的价值量比例进行分配;③不考虑实际生产过程用水量,按营养均衡规律来进行分配。(5)多重产品,考虑农产品的种植的多重目的。(6)低耗水、非耗水产品。(5)、(6)两类产品生产的虚拟水消费量的计算相当困难,目前通常采用营养均衡规律计算虚拟水含量。
2.2 动物产品虚拟水含量计算
动物产品虚拟水的计算主要包括活动物的虚拟水含量和动物产品虚拟水含量。活动物虚拟水含量是指动物从出生到死亡的整个生命周期内所消耗的总水量,包括饲料所含的虚拟水、饮用水、动物饲舍清洁用水等。饲料消费中的虚拟水包括饲料作物中所包含的虚拟水和混合饲料作物所需的实体水两部分内容。饲料作物中不同成分作物的虚拟水含量采用前面介绍的方法计算,然后按照在饲料作物中的重量比例加权就得到饲料作物虚拟水的含量。动物的饮用水需要计算动物整个生存期间的饮用水。动物产品虚拟水含量计算不同动物产品的虚拟水含量需要将活动物的虚拟水含量在动物产品间进行分配。
3 民勤县2005年虚拟水计算与分析
按照前面介绍的虚拟水计算方法,计算产品中的
虚拟水含量。农产品虚拟水含量计算依据民勤气象站的气象观测资料和土地数据,利用FAO提供的CROP,WAT软件计算单一农作物的初级产品的虚拟水含量,再依据加工效率进行调整得到最终消费产品的虚拟水含量。动物产品的虚拟水含量Chapagin提供的处理办法,测算动物产品的虚拟水含量。目前对于民勤地区虚拟水的研究中,对于消费品中的虚拟水关注不多,主要是由于缺少必要的消费统计数据。这里,通过采用从事多年国民统计工作的研究人员的建议,对民勤的消费数据进行比较接近的替代,估算民勤城市和农村居民消费的虚拟水总量。
结合民勤2005年国民社会经济统计资料等,计算民勤2005年城乡居民生活消费虚拟水量和实际生产的农产品和动物产品的虚拟水量。计算结果表明,2005年民勤城乡年人均虚拟水消费分别为1018.35m3,572.69m3,全社会全年消费虚拟水量与实际生产产品中的虚拟水含量分别为1.93×108m3,9.52×108m3,是民勤总用水量(7.82×108m3)1的0.28、1.22倍。
通过比较可以发现,民勤城市居民人均虚拟水消费量约是农村居民人均虚拟水消费量1.8倍,但由于总人口中城市居民数量相对较少,而使得城市居民的虚拟水消费总量只有农村居民虚拟水消费总量的23%,城市与农村居民消费虚拟水总量分别占全社会消费总虚拟水量的18.6%和81.4%。这一结果表明,从虚拟水的角度来看,解决广大农村居民的问题是解决民勤生态经济问题的关键。
利用实际产量测算的虚拟水量要大于消费量测算得到虚拟水量可能的原因包括:贸易活动和产品的储存原因。由于缺少足够的统计数据,这里对于贸易活动和产品储存的影响没有进行更深入的探讨。
同时,从虚拟水消费总量和实际产量的虚拟水构成来看,粮食消费的虚拟水和粮食生产的虚拟水量所占比例都较高,分别为43%、30%。可见粮食的生产和消费对于虚拟水总量的需求影响很大。粮食是人类生活的必需品并且携带有大量的虚拟水,而且粮食也是当前贸易中数量最大的商品。同时,一般认为大规模的长距离调水(实体水)由于工程技术和巨额成本实施起来很困难,而通过富水国与贫水国之间的产品贸易如粮食贸易,进口产品中虚拟水来实现节约贫水地区的实体水,形成了“实体水一粮食一虚拟水一实体水”虚拟水贸易战略的分析思路。同时,虚拟水贸易战略打破了一味从国家、地区或流域内部寻找解决水资源问题的惯性思维,充分调动域内与域外的水资源解决自身的问题。
4 民勤县实施虚拟水战略分析
实施以“水-粮食-贸易”为主线的虚拟水贸易,对解决当前民勤由于水资源短缺引起的生态经济问题具有十分重要的意义:
4.1 解决区域水资源短缺的问题,增加地区水资源总量供给
虚拟水贸易是一种新的“供水方式”,特别是对于民勤县这样的贫水地区来讲,可以通过进口粮食来节约本地区有限的水资源,增加水供给总量。中通过划分五种不同的情景,估算了在进口民勤粮食总产量的1/3、1/2及全部产量和进口城市居民粮食消费量1/3、进口农村粮食消费量1/3等情景下,民勤县节约的虚拟水量。从情景的分析结果可以看出,通过虚拟水贸易进口粮食对于民勤地区的节水效果是显著的(与总用水量7.28亿立方米相比);同样进口居民消费粮食1/3的情景下,增加农村粮食消费供给的进口节约虚拟水的效果(0.37亿立方米),要好于增加城市居民粮食消费的进口供给的节水效果(0.21亿立方米)。
4.2 提高水资源的配置效率,增加有限水资源利用的收益
虚拟水是比较优势的一个应用。国际贸易理论指出,一个国家或地区可以出口自身有相对比较优势的产品,而进口自身存在比较劣势的产品来获得自身效益最大化。就水资源来讲,由于富水国家或地区生产单位产品所需要的水资源数量比贫水国家或地区要低,水资源的外部性较小;而从经济学角度讲,贫水国家以一定的经济成本为代价节约了本地区的实体水资源,并增加由进口产品中虚拟水资源与本地区实体水资源构成的水资源总供给。虚拟水贸易成为提高和实现全球、国家和地区间水资源收益的工具。
(表2)在不同的情景中,在仅考虑工农业经济效益差额的条件下,测算了各情景下民勤县实施虚拟水战略的收益和GDP的增加比例。各情景中对于实施虚拟水战略收益测算的过程为:在任一情景下,通过进口粮食而节约下来的水资源用于发展工业或其他生产效益更高的行业,以求获得更高的收益,实现水资源的效益最大化。从测算的结果表明,通过将实施虚拟水贸易节约下来的水资源转向收益更高的工业等部门之后,增加的净收益非常显著,相对于GDP的增加比例也十分明显,特别是进口民勤粮食产量1/2的情景下,节约下来的水资源用于工业生产,GDP增加比例达到了81.50%,对于经济的增长的拉动非常大。增加的收益增强了区域经济能力和财政支持能力,提供了用于从地区外进口粮食的所需的更多的资本,减少了当地居民生活对于本地区的粮食生产的需求,缓解了地区水资源短缺压力和环境压力,有利于解决地区生态经济问题,推进生态经济系统的可持续发展。
4.3 提高居民节水意识,推进节水型社会建设
虚拟水的概念的提出,使人们更清楚地认识到产品和服务的消费会对资源系统造成影响。由于不同产品和服务中“嵌入”的虚拟水含量不同,了解产品中的虚拟水含量,进行虚拟水核算特别是对于虚拟水消费的核算展示了不同的产品和服务消费下对于水资源系统的影响程度,这对于提高人们节水意识,促进更加谨慎地利用有限的水资源十分有益。这对于民勤这样的贫水地区节约水资源,提高对有限水资源的有效利用,建设节水型社会意义更加重要。
从对民勤县虚拟水核算过程来看,提高居民节水意识主要包括两方面:虚拟水总量需求与饮食消费结构模式调整。虚拟水总量方面的调整主要是改变地区消费产品的供给渠道,如对于粮食等采用虚拟水战略从其他富水地区向民勤地区调入粮食消费的供给。从(表2)中的情景4、5的估算结果来看,在有效节约有限水资源的同时提高地区的整体经济能力。饮食消费结构对水资源的影响巨大,随着人们生活水平的提高将消费更多的肉、蛋、奶等,但从虚拟水核算的角度来看这些都是虚以水含量较高的产品,过多的消费这些产品将增大对水资源的压力。从民勤县的虚拟水消费核算过程可以清楚看出,在必要的粮油、蔬菜外,肉类、鲜奶的虚拟水消费量很大分别为0.43亿立方米、0.24亿立方米,占消费的总虚拟水消费量的22%、12%。为减轻对于贫水地区资源的压力,应当在保证民居生活质量不受影响的同时,适量地减少较高虚拟水含量产品的消费。
4.4 充分利用社会资源,提升社会调节能力
Ohlsson提出社会调节能力是指适应自然资源缺乏而提高社会资源的运用水平。他主张自然缺乏的存在
是被视作第一性的缺乏,而一个社会没有充分的调节能力去应对资源不足和做出相关的调整被视作第二性缺乏。实施虚拟水战略,是贫水地区充分利用社会资源,提升社会调节能力的有效手段。虚拟水战略利用“实体水一粮食一虚拟水一实体水”间的关系,借助于产品和服务的贸易,充分利用社会调节能力,解决本地区的水资源缺乏问题。虚拟水战略,广泛利用了社会资源的调节能力,这也可以为解决其他由于自然资源缺乏造成的第一性缺乏问题所借鉴。
另一方面,由于人口增长是水资源短缺的最原始的动力,人口问题在民勤县虚拟水战略的实施中需要引起相当的重视。从(表1)对民勤县虚拟水消费计算过程中,就可以发现人口因素对于该地区水资源系统压力的巨大作用。当前,很多学者为解决民勤地区生态经济问题提出“生态移民”的建议。从某种程度上来讲,这也是虚拟水贸易的另一种表现形式:实施生态移民,部分人口特别是广大的农村人口外迁,可以减少地区虚拟水的消费量,减轻对当地水资源系统的产生的压力。从虚拟水的角度,可以形象地解释为,生态移民就是移水,移出人口而节约虚拟水。这样一来,就形成了另一条与“水一粮食一贸易”关系相对应的“水一人一生态移民”的虚拟水分析路线。
由于生态移民附带的成本较高,实施生态移民需要一定的财政支持。按照(表2)中的方法,以虚拟水角度简单估算,进行以“水一人一生态移民”为主线的虚拟水战略实施情况。假定居民人均消费数量不变化,至2020年前移民15万人(按2005年城市与农村居民比例分配城市与农村人口数量),移民成本确定为1.5万元,并将所节约的虚拟水用于工业生产以实现经济收益最大化,单方水工业收益仍采用2005年估算结果19.7元/立方米。估算结果表明,实施假定的生态移民政策可以节约虚拟水0.94亿立方米,增加收益18.61亿元,与生态移民本间存在3.89亿元财政缺口。这一估算很粗略,但简单地展示了实施“水一人一生态移民”政策的可行性与收益。进一步的工作需要对移民成本的确定、消费量、人口数量变化等采用更准确的情景条件设定,分析采用“水-人-生态移民”这一虚拟水战略对贫水地区的意义。
5 结语
关键词:区间隧道;变形缝;结构自防水;防水层
中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:
一、工程概述
旧广州水泥厂隧道下穿西湾路,连接西湾路东西两侧地块居住区道路及地下停车库,而且车辆可以通过东区出口通道进入西湾路兼顾调头功能。隧道主线双向二车道,分为入口隧道、出口隧道、东区出口通道三部分。长度分别为202米、196.98米和67.80米,其中入口隧道与出口隧道在下穿西湾路段汇合成一条隧道主线。
二、防水等级和标准
本隧道采用明挖现浇施工,主体结构防水等级为二级:顶部不允许渗漏,其它不允许漏水,结构表面允许有少量湿渍,总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000;任意100㎡防水面积上的湿渍不超过四处,单个湿渍最大面积不大于0.2㎡。
三、隧道防水设计原则
参照广州地铁防水设计原则,旧广州水泥厂隧道的防水措施亦遵循“以防为主、防排结合、多道设防、刚柔并进”的原则,确定钢筋砼结构自防水体系以结构自防水为主,附加外防水为辅的做法。
1、以防为主
隧道防水主要以钢筋混凝土自防水为主,首先应保证混凝土的浇筑质量。为此我司采取了积极有效的技术保障措施,确保混凝土达到设计和规范要求的密实性、抗渗性和抗裂性。
2、防排结合
由于地下隧道工程所处环境水文地质状况复杂,若要求完全达到滴水不漏,确实存在很大的难度,所以除做好结构自防水、附加防水层防水外,在衬砌外做防水沟、地坪下的防水网络同样需结合使用。
3、多道设防
除提高混凝土密实度、抗渗和抗裂等指标外,应以柔性防水层为辅,并在围护结构的设计与施工中积极设置多道防线,比如控制好基坑支护桩和搅拌桩的施工质量,包括桩间的无缝咬合等,同时隧道变形缝、施工缝等设多道防水措施,确保达到防水要求。
4、刚柔并进
采用钢筋混凝土结构自防水和“外防外贴法”并进的防水方式。将地下水与混凝土进行有效隔离,提高隧道抵抗外部渗水的能力。
四、防水施工及技术措施
1、隧道防水混凝土施工
旧广州水泥厂隧道主体结构采用C30防水混凝土,抗渗等级为P8。在混凝土中掺入粉煤灰和以减水剂为主的化学外加剂,称为双掺技术。使用双掺技术,不仅可以节约水泥,降低水化热温升,提高混凝土可泵性能,而且可取得混凝土抗裂性、高抗渗透性和耐久性,低收缩和徐变等优良特性。配制泵送粉煤灰混凝土的技术关键在于以下两点:
(1)粉煤灰质量必须稳定:其品质参数应达I、II级灰的要求。
(2)双掺技术有利于激发粉煤灰的活性:泵送粉煤灰混凝土离不开双掺技术,这是由于以减水剂为主的化学外加剂能使水泥中硅酸钙水化所产生的Ca(OH)2增多,有利于粉煤灰与Ca(OH)2反应,从而激发粉煤灰的活性;其次,其减水作用可以弥补目前II级粉煤灰需水量比大于100%的弊端,有利于粉煤灰混凝土早期强度的发挥。
此外,在混凝土浇筑过程中,无论隧道底板、侧墙或顶板混凝土,由于进料容易产生离析、振捣不到位、漏振或振捣时间控制不到位等现象,将导致混凝土密实度、抗渗性达不到要求,进而严重影响结构混凝土自防水能力,我们应引起高度重视。
2、防水层施工
本隧道工程外防水主要是在底板、侧墙、顶板外侧全包的防水体系,形成一个封闭的防水层,使结构达到不渗不漏的目的。
防水卷材施工工序:
基面检查卷材检查每幅卷材铺设弹线(顶、墙、底)底板铺设卷材铺设保护层侧墙铺设卷材 顶板铺设卷材铺设卷材工程质量全面检查验收。
(1)底板下防水层施作
底板下的防水层关键是PVC防水卷材与防水板的铺设,在底板与侧墙连接处,纵向施工缝设有两道遇水膨胀橡胶止水条,分段环向施工缝处同样设两道遇水膨胀橡胶止水条。
A 底板与侧墙拐角处要用防水水泥砂浆把腋角抹圆顺,避免卷材打折。
B 垫层一定要铺设平顺,不允许有凹凸不平处,避免在卷材铺设时有空腔出现。
C 防水板搭接用热合机进行焊接,接缝为双焊缝,中间留出空腔以便充气检查。
(2)侧墙外防水层施工
本隧道围护结构与主体结构分离,防水施工顺序是:在浇筑结构侧墙后,在结构外侧涂刷5~8mm厚水泥砂浆进行找平处理,揭掉紧邻结构侧的光面胶膜,贴双面自粘卷材在结构侧墙上,然后撕掉紧邻土侧的光面膜,涂刷20mm厚1:2水泥砂浆保护层,完成后砌筑120mm厚的砖墙保护层,以保证防水效果,最后回填基坑。
(3)顶板外防水层施工
顶板结构混凝土浇筑完毕后,进行基层处理。基层处理完毕并经过验收合格后,先在阴阳角和伸缩缝等特殊部位涂刷防水涂膜,然后开始进行大面积涂膜防水层施工,上下层与基层之间应粘结牢固,不得有空鼓、砂眼、脱层等现象。成膜厚度不得出现翘边、空鼓部位。
顶板防水层及7CM厚C15细石混凝土保护层施工完毕后,宜采用粘土或亚粘土进行回填,回填土中不得含有石块、碎石等容易破坏涂膜的回填材料。人工夯实每层不大于25CM,机械夯实每层不大于30CM,夯实时应防止损伤防水层。
3、合理设置隧道施工缝及变形缝,做好防水施工
施工缝指的是在混凝土浇筑过程中,因设计要求或施工需要分段浇筑而在先、后浇筑的混凝土之间所形成的接缝。
变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙。施工缝与变形缝是防水处理的难点,也是结构自防水中的关键环节。
(1) 施工缝防水施工步骤及技术措施如下:
①在止水带安装之前,先在侧墙两侧水平筋的内侧上焊上Φ12的架立筋,架立筋间距0.5m,内外侧错开放置。
②架立筋焊接好后,将止水带分段放入安装位置并与架立筋焊接固定。
③止水带安装好后,进行止水带连接,由于止水带采用竖向焊接,其施焊方向由下往上进行,必须确保焊接质量。
④由于侧墙较高,砼施工时,采用串筒进行布料,为了工程施工的方便,在保证防水砼质量的前提下,止水带也可在砼浇筑至距施工缝面1.0m处时安装。
(2)变形缝施工
变形缝施工的关键在于确保橡胶止水带在施工中不移位及变形缝处的砼振捣密实。为保证变形缝的施工质量,我们拟采用以下的施工方法及技术措施(如下图示)。
旧广州水泥厂隧道共设置变形缝12 道,缝宽30 mm,防水材料选用中埋式橡胶止水带,聚苯板充填缝隙内部,而在变形缝口部采用双组份聚氨酯密封胶封填,厚度不小于20 mm,该材料具有优良的粘结性、抗下垂性、气密性及耐腐蚀等良好性能。为加强防水效果,在顶板及侧墙变形缝位置外设1mm厚200mm宽不锈钢钢板并做成U型接水槽。
(1)止水带埋设位置应准确,其中间空心圆环应与变形缝重合,中埋式止水带应处在接头断面中部位置。
(2)止水带定位时,应使其在界面部位保持平展,不得翻滚、扭结,如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
(3)止水带接头必须粘接良好,粘接前应做好接头表面的清刷与打毛,接头处应选在衬砌结构应力较小的部位,采用热硫化粘接时,搭接长度不得小于10cm,冷接法应采用专用粘结剂,搭接长度不得小于20cm。
(4)在浇捣靠近止水带附近的混凝土时,应严格控制浇捣的冲击力(浇捣冲击力与振捣器功率密切相关,作业人员应详细了解其功率),避免力量过大而刺破橡胶止水带,同时还必须充分震捣,保证混凝土与橡胶止水带的紧密结合,施工中如发现有破裂现象应及时修补。
4、外墙穿墙管及底板穿墙件防渗施工
(1)外墙穿墙管设置止水环,止水环与管满焊连接。
(2)穿墙件主要包括中间立柱从底板穿过,由于钢立柱插入钻孔桩中,不直接与地下水接触,其防水措施为在立柱中灌混凝土后加钢板满焊。
(3)节点防水施工方法见下图所示:
穿墙管件防水施工示意图
五、结语
隧道防水是一个系统工程,本工程施工吸取了以往的经验教训,严格按照“以防为主、防排结合、多道设防、刚柔并进”的防水原则,把好质量监控关,认真处理好防水施工各个细部环节及相互之间关系,实现了设计结构防水目标。
参考文献:
[1] 旧广州水泥厂隧道设计图纸及相关施工方案
[2] 吴建华.高性能大掺量粉煤灰混凝土研究[D].重庆:重庆大学,2000.
[3] 王福元,吴正严.粉煤灰利用手册[M].北京:中国电力出版社,2004.
关键词:大斜度 水平井 水泥塞 推荐做法
中图分类号:TE256.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0016-01
对于大斜度及水平井来说,由于井斜大,裸眼段较长,钻具紧贴井眼低边,井内流体沿井眼高边上返,流动性差,清洁效率有限,致使部分岩屑始终留在井眼低边。在这种情况下,注回填水泥浆过程中,水泥浆始终沿环空高边上返,井眼底边几乎没有水泥浆封固,由于岩屑的堆积,同时水泥浆容易被污染和造成很长的混浆段,这样水泥浆的封固效果差,导致水泥塞侧钻施工失败[1-2],基于这种困难状况并结合现场经验,提出了一套注回填水泥浆的推荐做法。
1 施工情况介绍
LD32-2-A21H井为一口水平井,钻进至1910 m后,对地层情况基本清楚,决定注回填水泥塞,从上部井眼侧钻,着陆至油层物性较好的地层,回填井段为1910~1070 m,井斜60~90 °,井斜较大,第一次注回填水泥塞侧钻施工失败,总结分析后,第二次注回填水泥塞后,侧钻成功,并顺利完工。
2 回填水泥塞要求
LD32-2-A21H井的回填水泥塞设计严格按照钻完井手册进行,钻井平台注水泥塞时,每个水泥塞长度不超过200 m。根据LD32-2-A21H井现场回填侧钻的要求,设计的水泥塞顶高于侧钻点以上至少100 m,以减少侧钻点附近的混浆,确保侧钻点处水泥塞的强度。设计前置液至少占环空长度400 m,同时计算水泥浆出钻杆时的压力,确保水泥浆出钻杆时上下活动钻具1~2 m,在活动时注意悬重变化。
注水泥塞作业前,预计固井施工、起钻和循环清洗水泥浆时间,保证稠化时间足够。注水泥塞前,循环至少1.5周,降低气全量和井底温度,同时必须保证井眼稳定,循环钻井液至进出口密度均匀、一致,振动筛无岩屑[3]。
连续水泥塞作业时,应保证第1个水泥塞清洗结束后,上起钻具至少30 m,才能进行第2个水泥塞作业;如果工程上要求水泥塞之间不能有间隔,则等第1个水泥塞初凝后(视样品强度决定)再进行第2个水泥塞作业。悬空水泥塞作业,需要垫至少50 m的“稠塞”;水泥塞作业时,原则上不得使用加重钻杆作业,如果必须使用,加重钻杆不能处于水泥塞井段;下光钻杆过程中如阻卡情况严重,必须先通井然后再进行水泥塞作业;如果不计划通井,则在光钻杆不遇卡的井段设计水泥塞。
顶替钻井液时按97%泵效确定顶替量,替浆时缓慢开泵保证上水效率;泵注水泥浆和顶替过程中,录井监控泥浆池液面和返出流量的变化,有异常情况及时通知监督和固井工程师,以便及时发现漏失迹象采取应急措施。作为计量手段之一,根据固井注入量提前备作好回收钻井液的准备,在固井开始后及替钻井液过程中尽量避免倒泥浆池、放浆的操作,如必须进行则必须做好记录,并通知固井工程师,保证替浆量的计量;在循环多余水泥浆时注意及时排放,防止水泥浆进入泥浆池[4-5]。
3 第一次作业失败原因分析
LD32-2-A21H井注完回填水泥浆后,由于施工时井眼内压差大、钻具与井壁之间摩阻大等原因,极易造成压差卡钻,其主要因素有以下几点:①水泥浆密度远大于钻井液密度,打水泥塞后井眼液柱压力大于地层压力,与地层形成较大的压差,这是造成压差卡钻的首要原因;②在大斜度水平井中,下部井段的钻具在井内处于井眼的低边,钻具与井眼之间的摩擦阻力比直井较大,井筒泥浆液柱压力较大,形成的压差越大,钻具就越贴紧井壁,起钻摩擦阻力就越大,这是造成压差卡钻的又一个原因;③打水泥塞结束后,由于井内钻具有一段静止时间,钻具一旦静止,环绕在钻具四周的压力失去平衡,早已形成的压差就作用在钻具上,滤饼和钻具产生弥合形成很大的摩擦阻力;而且,根据水泥浆的特性,水泥浆从流动到静止状态,其剪切应力迅速增大,也增大了钻具与水泥浆的摩擦阻力。造成起钻困难,如不及时克服则形成压差卡钻;④水泥浆的失水比钻井液大,尤其在砂岩地层、高压条件下失水就更大,水泥颗粒之间容易搭桥形成网状结构,增大起钻的阻力。
4 解决方案
针对在大斜度井打水泥塞易发生压差卡钻的问题,可以采取以下方式,提高打水泥塞施工的安全性及水泥塞的封固质量:①水泥浆在环空中上返时,从打水泥塞开始上下活动钻具1~2 m、至顶替钻井液结束,并在条件允许的条件下加快起钻速度,可防止因钻具在井内静止时间过长引起的粘附卡钻。②在水泥中适当加入漂珠等减阻材料,减小钻具与地层之间的摩阻,适当降低水泥浆密度。③如果需要打水泥塞回填的井段较长,根据现场起钻速度,合理确定水泥塞段长,以减小施工风险。
5 第二次注回填水泥塞作业
借鉴第一次失败经验,后续注水泥塞过程中,严格按照推荐做法施工,保质保量的完成了注水泥塞工作,并且通过样品检验,候凝18小时候后,下钻探水泥面并做承压实验,均满足侧钻需要,顺利完成侧钻作业。
6 结语
进行大斜度井及水平井注回填水泥塞作业时,压差卡钻是造成作业失败、侧钻不成功的一个重要因素,在作业过程中活动钻具、加快起钻、合理确定水泥塞长度、改善水泥性等措施是改善压差卡钻、提高作业的成功率的有效措施。
参考文献
[1] 田伯祥,袁发达,郭俊平.高7平1井大斜度注水泥回填技术[J].钻采工艺,2006(1):107-108.
[2] 柳世杰,王德坤,曾毅,等.塔里木油气田注水泥塞施工技术[J].天然气工业,2008(6):96-98.
[3] 李达,,彭晓华.水平井打水泥塞回填技术[J].钻采工艺,2002(3):101-102.