三维生态植草网在油气钻井平台建设中的应用祁鹏

三维生态植草网在油气钻井平台建设中的应用祁鹏

祁鹏

中石化西南油气分公司石油工程技术研究院四川德阳618000

摘要：简单介绍了三维生态植草网边坡支护技术的施工工艺、特点及作用，为完善改进钻井平台建设工程的边坡支护技术起指导作用

关键词：井场建设；边坡支护；三维生态植草网；

0引言

油气钻井井场平台建设工程是石油勘探开发中前期最重要的一项土建工程，是钻井工艺和建筑工程相结合的复合型工程，由于该工程自身的特殊性，除了要遵循建筑行业规范和管理程序外，还必须执行石油行业技术规程。

边坡是井场建设过程中最为常见的一种自然地质环境，边坡处治是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程，随着油气田建设逐渐向复杂山区丘陵地带过渡，特别是在地质条件复杂、人工边坡和自然边坡环境较为恶劣的地区，井场建设遇到的边坡问题尤为突出，如何准确分析边坡的稳定性、提出既经济又安全的最优处理方案，是钻前工程设计需要面对的关键技术问题。

近年来，随着国家和地方政府加大基础建设的投入，众多大规模的建设工程在丘陵和山区展开，从而形成了大量的挖方边坡和填方边坡。传统的边坡工程加固措施，大多采用砌石挡墙及喷混凝土等护坡结构，这些传统的边坡支护方式不管怎么做，仅仅只起到了一个保护水土流失的作用，而且整个边坡的植被系统无法再生，灰压压的一大片，整体环境视觉效果相当差，更谈不上对生态环境有保护作用，相反的只会破坏生态环境的和谐。随着人们环境意识及经济实力的增强，生态护坡技术逐渐应用到工程建设中。

1井场建设边坡

油气钻井平台是指在平原、丘陵或者山体上形成一个稳定的、平整的约5000m2-6000m2一个矩形规则的场地。在丘陵或山体上建设井场平台经常会形成挖方或者填方的边坡，边坡如果支护不到位将会直接影响到钻井平台大量大型的钻井设备和钻井工作人员的安全，井场的使用期限根据地下资源而定，资源丰富的油井可能使用期限达数十年。边坡是指当岩土体外表面与水平面的夹角不为零时，所形成外表面即为坡。临时性边坡是指设计使用年限不超过2年的边坡，永久性边坡是指设计使用年限超过2年的边坡。井场平台建设根据钻井油气开发的要求，建设周期相对比较短，边坡的支护一般采用浆砌条石、片石或者直接喷混凝土等方式进行护坡。

2三维生态植草网护坡

三维生态植草网护坡是指利用草本植物在坡面的生长，通过其根系固土作用结合土工合成材料等工程材料，在坡面构建重复再生的防护系统。经过植物根系的不断的生长，增大对边坡土体的抗剪性能，提高土层的内聚力从而对坡面进行加固的一种新工艺。根据建设工程的所在区域不同，边坡的形式、地形地貌、边坡土质等特点，在边坡土体上覆盖土工合成材料制作的三维网，加以固定搭接，空隙处种植根系发达的草本植物。通过植物的成熟生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，经过生态护坡技术处理，可在边坡表面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的冲刷，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力，三维植草网护坡技术综合土工网和植被护坡的优点，能良好的处理岩质、土质边坡和高陡边坡坡面防护问题。应用实例表明，三维生态植草网护坡对边坡的稳定较为有利，防护效果十分明显，能够很好保持水土，防止坡面受损。

3三维生态植草网护坡的作用

三维生态植草网护坡技术是结合土工网和植物护坡的特点，形成了新型的绿色生态护坡工艺。不仅景观效果明显而且对坡面的保护作用良好。边坡的草坪连续的覆盖率达到30%以上时，能承受小雨的冲刷，覆盖率达80%以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时，能抵抗冲刷的径流流速达6m/s，为一般草皮的2倍多。结合土工网，能够对减少边坡土壤的水分蒸发，增加水分入渗量具有良好的作用。

3.1施工工艺

3.1.1边坡处理

（1）放坡：根据规范标准要求根据边坡的形式和土质放坡到一定比率，首先保证坡体的安全。

（1）整理：清理坡面上碎石、杂填土、树根等杂物，坡面平整符合要求。

（2）铺设：将三维网沿坡顶向坡脚进行均匀铺设，三维网和坡体之间保证结合紧密。

（3）预埋：三维网铺设坡顶位置时需延伸100cm，固定在上层土体之中。

（4）锚固：固定三维网从下往上采用ф6mm以上的U型钢筋将网面固定，U型钢筋长约20～30cm，宽约8mm，U型钢筋间距约1.5～2.5m，中间用8﹟U型铁钉或竹钉进行辅助固定。

（5）覆土：铺设固定三维网之后，将较肥沃的表层土均匀覆盖于三维网上，将网包覆盖住，确保三维植被网上泥土厚度不小于12mm。然后将肥料、生长素、粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层。肥料为氮：磷：钾=15：15：15或氮：磷：钾=10：8：7的复合肥及含N有机质，肥量约为30～50g/㎡。

3.1.2播种

按每平方25克左右播种草籽，将草籽和肥料、生长素、水等按照比例搅拌均匀后喷洒在边坡表面。

3.1.3覆盖

喷播草籽完成后，在坡体的表面覆盖塑料薄膜，以保持内部水分并减少降雨对草籽的冲刷，促使种子生长。若在夏季应考虑气温，无需覆盖，以免病虫害的发生。

3.1.4养护管理

喷草施工完成之后，必需定时进行保养，直至草籽发展成坪。待植物长至5cm左右时，移开表层薄膜。

4特点

（1）在草皮没有长成之前可使路堤免遭风雨的侵蚀，可以保持草籽均匀的分布在坡面上，免受风吹雨淋而散失。

（2）网垫能大量吸收热能、增强地温、促进草籽发芽、延长植物的生长期。

（3）植物生长起来形成的复合保护层可经受高水位、大流速的水流侵蚀和冲刷。

（4）土工网材料为黑色的聚乙烯，具有吸热保温的作用，可促进种子发芽，有利于植物生长。

（5）可代替条石、混凝土块、片石等传统坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝等坡面保护，经济效益和社会效益经大量工程实践证明，采用三维植草网降本增效成果十分显著，其工程费用仅为传统的浆砌片石护坡的30%～40%，节省了大量的直接工程费用。

5应用实例

油气井PZ1-1井位于四川省彭州市的丘陵地区，井口标高与入场临时道路标高相对高差约30m，采用10%的坡度进行放坡，整条道路长度约为300m采用井场平整的多余碎石土回填，并采用分层压实的方式修筑而成，高差10m-15m。坡面约4500m2，边坡防护采用三维生态植草网技术。PZ1-1井开钻已有100余天，经历多次暴雨冲刷，目前该路段使用情况良好，边坡坡面土体稳定、水土保持符合要求。

6结语

三维生态植草网边坡支护技术具有施工简易、工期短，工程造价低的特点，而且施工完成对整个山体边坡有良好的生态绿化作用，应在井场建设工程中推广应用，并根据油气钻井工程的自身特点和使用状况逐步完善施工工艺。

参考文献：

[1]姜志强，城市河道生态护坡技术的探讨，吉林水利，2002

[2]赵金洲等，提防工程生态固坡浅析，岩石力学与工程学报，2004