去學水電站壓力斜井導孔施工精度控制

【摘要】隨著反井鉆施工技術(shù)的逐步成熟，水電站壓力斜井的開挖施工中導孔大多已采用反井鉆施工，當斜井的長度較長且洞徑不是太大時，貫穿精度的控制顯得尤為重要，這也是斜井施工中的一個難題。本文從工程實際應用為基礎(chǔ)，對斜井導孔施工精度的控制方法進行了總結(jié)，為今后的斜井導孔施工提供了一定的經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】斜井；導孔；精度控制；去學水電站

1、工程概況

四川碩曲河去學水電站位于甘孜州得榮縣境內(nèi)，共設(shè)一條壓力斜井，斜井設(shè)計長192m，開挖斷面直徑7.0m，斜井傾角48°，與斜井相連的上平段及下平段的洞徑分別為8m、7m，圍堰主要為玄武質(zhì)溶結(jié)角礫巖，洞身段局部存在節(jié)理裂隙。

2、斜井導孔施工方案及成果

斜井導孔施工采用LM-200反井鉆機施工，正向?qū)Э卓讖綖?.216m，反向擴孔孔徑為1.4m。

LM-200反井鉆主要參數(shù)：

施工前為保證技術(shù)方案的實現(xiàn)，先對上平段洞室縱向進行擴大。之后按反井鉆施工的正常程序澆筑作業(yè)平臺及泥漿池、安裝、調(diào)試設(shè)備、開孔及施鉆、更換鉆頭反拉。

通過施工前認真研究、探討施工方案，充分考慮施工過程中可能遇到的不利情況，對技術(shù)方案和設(shè)備材料進行了充分準備，過程中嚴格執(zhí)行方案、加強現(xiàn)場管理，并結(jié)合實際作出調(diào)整，最終導孔貫穿時，導孔完全在斜井設(shè)計的縱斷面內(nèi)，實現(xiàn)導孔一次貫穿成功。

3、導孔精度控制的主要措施

（1）保證“橫向不偏”的大原則。經(jīng)過與設(shè)計溝通，斜井的角度如果較設(shè)計偏差不大，設(shè)計可以針對貫穿結(jié)果作小調(diào)整，并不會影響工程的安全和經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。所以施工中大原則是導孔貫穿時一定要保證在橫向上不超出斜井的投影區(qū)，縱向上略有偏差影響不會太大。

（2）測斜儀器的選擇。根據(jù)采用的反井鉆的情況和工程實際，在市場上調(diào)查、比選測斜儀，最終選擇了市面上精度相對較高的自尋北陀螺儀，自尋北陀螺儀因為每個點的測量均是獨立的，不會產(chǎn)生累計誤差，保證過程中測量數(shù)據(jù)盡量精確。

（3）開孔位置的選擇。因該斜井長度較大，鉆桿自重會產(chǎn)生較大的均布荷載，巖體對鉆桿的反作用力也會導致鉆孔偏移。為有效抵消鉆桿自身重力荷載的作用，以及避免巖體對鉆桿的反作用力導致的偏差，開孔的角度較設(shè)計角度大0.5°，孔的圓心在井的圓心的正上方1m位置。

（4）開孔速度的控制。開孔段作為鉆桿施鉆的方向?qū)?，其精準度顯得尤為重要。開孔時通過控制開孔的速度保證開孔的位置盡量符合施工方案的設(shè)計，去學的斜井導孔開孔時均采用I擋施鉆，開孔長度為3m。

（5）采用工業(yè)鹽避免裂隙滲水。為有效應對裂隙滲水的問題，沒有采用傳統(tǒng)的灌漿封堵裂隙，而是在洗孔水中加入了工業(yè)鹽實現(xiàn)同步封堵，這樣避免了孔底沉積過多的巖粉使鉆頭懸空容易偏移，取得了很好的效果，同時也避免了提鉆、灌漿占用的時間。

（6）充分利用穩(wěn)定器。穩(wěn)定器是避免鉆孔偏斜的最有效工具，穩(wěn)定器一般為六棱形或八棱形，它可以保證鉆桿在孔底范圍內(nèi)盡可能與巖壁接觸，減少鉆桿懸空的偏移。去學水電站斜井導孔施工中采用6節(jié)八棱形的穩(wěn)定器。

（7）嚴格控制轉(zhuǎn)速。施鉆過程中保持勻速鉆進非常必要，轉(zhuǎn)速過慢，容易導致鉆頭和孔底脫空，轉(zhuǎn)速過快則巖體對鉆桿的反作用力加大。去學水電站斜井導孔施工的轉(zhuǎn)速采取了廠家推薦的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)該轉(zhuǎn)速測定了鉆孔的壓力。根據(jù)實驗，長度在100m以內(nèi)時壓力應在160-180kN之間變動，長度大于100m時壓力在180-220kN之間變動，調(diào)整推力時，轉(zhuǎn)速應隨推力值反向調(diào)整。

（8）加密測斜糾偏。去學水電站斜井導孔施工中采取每50m進行一次測斜的措施，較規(guī)范多2次測斜，雖然這樣會因為提鉆多用了一定的時間，但卻保證了過程的控制和及時糾偏。

（9）加強現(xiàn)場管理，動態(tài)調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)。去學水電站斜井導孔施工中加強了現(xiàn)場的技術(shù)管理，施工過程中現(xiàn)場均安排了技術(shù)人員全程記錄進尺速度，若發(fā)現(xiàn)鉆進速度發(fā)生明顯變化，及時調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)。

4、結(jié)語

反井鉆的使用在工程的井挖、尤其是斜井開挖中具有非常重要的意義，但唯有不但提高貫穿精度才能最大程度發(fā)揮反井鉆的施工效用，可這看似簡單的一個機械操作卻也涉及了眾多的學科門類，到目前為止尚沒有完備施工方案能確保貫穿的精度，對于長度稍大的斜井，自重和反作用力引起的撓度則更大，精度的控制也更為困難；同時長度的加大，地質(zhì)條件也會相對多變和復雜。實際施工中通過借鑒類似經(jīng)驗，認真科學制定施工方案，過程中嚴格執(zhí)行技術(shù)方案并動態(tài)調(diào)整，可以盡可能減少貫穿的偏差。

參考文獻：

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