提高超深豎井導(dǎo)孔施工保障措施的意義

黨令宣

【摘 要】電站豎井深度較大，地質(zhì)情況復(fù)雜，常規(guī)方法難于滿足要求，在反井鉆機(jī)施工過程中，經(jīng)過不斷探索研究，采取了行之有效的施工工藝和手段，從而順利完成施工。論文主要就超深豎井的導(dǎo)孔施工工藝、孔斜偏差控制措施、施工保障措施的意義等進(jìn)行詳細(xì)介紹。

【Abstract】The depth of the shaft in the power station is large and the geological condition is complex， the conventional method is difficult to meet the requirements. In the course of the reverse drilling rig construction， after continuous exploration and research， effective construction technology and measures have been adopted， thus the construction can be completed smoothly. The paper mainly introduces the construction technology， the hole deviation control measures and the significance of construction safeguard measures for the ultra deep shaft.

【關(guān)鍵詞】超深豎井;導(dǎo)孔施工;孔斜偏差

【Keywords】 ultra deep shaft; guide hole construction; hole deviation

【中圖分類號】TD421? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）10-0143-02

1 工程概況

金水河三級水電站位于金水河中游，是金水河流域藤條江一級支流河段規(guī)劃梯級開發(fā)的第三個梯級水電站。電站調(diào)壓井總高159.72m，井內(nèi)徑：高程607.00m～577.000m段為8.0m、577.000m～448.780m段為6.2m;均采用厚0.8m的C25鋼筋混凝土襯砌。反井鉆機(jī)工藝應(yīng)用于礦山豎井施工在我國已有近40年歷史，但多以100米深度以內(nèi)豎井為主，本文將詳細(xì)介紹超深豎井中反井鉆機(jī)導(dǎo)孔施工工藝、孔斜偏差控制措施、地下裂隙異常發(fā)育的不良地質(zhì)的處理方法。

2 地質(zhì)情況

本工程調(diào)壓井部位巖層風(fēng)化劇烈，且風(fēng)化深度較大，地表為第四系殘破積覆蓋，以強(qiáng)風(fēng)化板巖碎石為主，厚度8.1m，強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化砂巖層厚度39.1m，弱風(fēng)化帶厚度11.2m，微風(fēng)化帶巖體相對完整、堅(jiān)硬[1]。

3 反井鉆機(jī)施工工藝

本工程調(diào)壓井采用LM-200型反井鉆機(jī)擴(kuò)孔施工，但由于豎井的深度達(dá)到159.72m，豎井底部半徑小，允許導(dǎo)孔偏斜范圍有限，因此對導(dǎo)孔施工精度提出了更高的要求。

反井鉆機(jī)工藝流程見圖：

導(dǎo)孔施工是反井法施工的關(guān)鍵工序，體現(xiàn)安全快速施工的同時，偏斜率必須控制住1%以內(nèi)，才能滿足水電站豎井井底開挖直徑的要求。

4 鉆孔偏斜產(chǎn)生原因分析

結(jié)合以往施工實(shí)際情況及機(jī)械本身原因，導(dǎo)孔施工孔斜產(chǎn)生的原因主要是：多鉆桿組合產(chǎn)生的彈性偏斜;地質(zhì)不均勻造成鉆頭鉆進(jìn)中受力不均產(chǎn)生偏斜;工序作業(yè)質(zhì)量檢查制度缺失，如鉆機(jī)安裝不平、不牢等;人的因素，如操作人員經(jīng)驗(yàn)不足，操作不當(dāng)，鉆頭進(jìn)尺過快、過慢等情況均會加劇偏斜產(chǎn)生。本工程開工前制定了詳細(xì)的質(zhì)量保證系統(tǒng)，責(zé)任到人，經(jīng)過仔細(xì)研判地質(zhì)資料、確定鉆具布置、制定鉆進(jìn)參數(shù)、并提前制定了不良地層的處理措施，保證人、材、機(jī)滿足條件，做到心中有數(shù)。

5 糾偏技術(shù)措施及效果

5.1工序質(zhì)量保證

本工程參建各方堅(jiān)持“工序作業(yè)質(zhì)量是直接形成工程質(zhì)量的基礎(chǔ)”的原則，導(dǎo)孔施工前嚴(yán)格把控各工序質(zhì)量檢查，經(jīng)各方確認(rèn)后進(jìn)行施工。備用發(fā)電機(jī)、水泥、砂石料、灌漿設(shè)備、測斜設(shè)備、備用水泵等物資、設(shè)備到位后才進(jìn)行施工，增強(qiáng)施工保障，確保導(dǎo)孔施工一次成功。

5.2 鉆進(jìn)速度控制

調(diào)壓井導(dǎo)孔施工2天即進(jìn)尺30m，巡視發(fā)現(xiàn)后立即叫停，經(jīng)及時檢測孔斜為0.85%，不滿足調(diào)壓井鉆孔精度要求。經(jīng)各方商議后采取砂漿回填，重新鉆孔，增加測斜頻率，嚴(yán)格控制前30m孔深的精度要求，每進(jìn)尺10m測斜一次，符合要求后繼續(xù)鉆進(jìn)，50m后孔斜測量均小于0.5%，質(zhì)量保證系統(tǒng)和質(zhì)檢措施可控、有效，鉆孔精度滿足要求[2]。

5.3 異常地質(zhì)情況

調(diào)壓井導(dǎo)孔施工至33m、38m、44m時孔口無回水，立即采取砂漿回填處理，33m處、44m處回填后順利進(jìn)尺，38m處反復(fù)多次回填砂漿均無效果，復(fù)鉆至該處孔內(nèi)均大量滲水，經(jīng)各方研究采取預(yù)定措施即孔口封閉純壓灌漿工藝灌注水泥砂漿，灌漿壓力1.0MPa ，達(dá)到強(qiáng)度后再重新鉆孔。開鉆后堅(jiān)持原質(zhì)檢措施檢查鉆孔質(zhì)量，異常段順利通過，孔斜精度控制在0.5%以內(nèi)。

5.4 異常情況避免卡鉆事故

調(diào)壓井導(dǎo)孔鉆進(jìn)至110m處因天氣影響供電突然中斷，經(jīng)確認(rèn)恢復(fù)供電至少要8小時，班組人員依據(jù)預(yù)案果斷啟動備用發(fā)電機(jī)組，停止鉆進(jìn)，提升鉆桿。事后確認(rèn)系統(tǒng)供電38小時后才恢復(fù)，及時停鉆避免了一次卡鉆、埋鉆事故的發(fā)生，充分體現(xiàn)了保障工作的重要性。

5.5 穩(wěn)定鉆桿的合理配置

穩(wěn)定鉆桿的作用主要控制導(dǎo)孔鉆進(jìn)的偏斜率，減少鉆桿擺動幅度，確保導(dǎo)孔精度。本工程調(diào)壓井導(dǎo)孔施工中根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)、鉆孔過程中孔斜的實(shí)際測量數(shù)據(jù)及孔斜糾偏過程，采取在鉆頭后布置3根，第7、第10處各布置1根，第30、第40處各布置2根鉆桿的措施。經(jīng)過25天緊張施工，在9根穩(wěn)定鉆桿作用下導(dǎo)孔順利貫穿，經(jīng)檢測偏斜1.15m，孔斜率0.93%，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)孔精度1%以內(nèi)的控制效果[3]。

6 結(jié)語

①“物資”保障，任何施工工藝及工法的實(shí)施無非都是“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個方面的管理，做到有人、有設(shè)備、有物資、有工法就沒有實(shí)現(xiàn)不了的目標(biāo)。本工程調(diào)壓井導(dǎo)孔施工開工前各方就高度重視，做足準(zhǔn)備工作，面對施工中出現(xiàn)

的各種不利情況，都及時有效的采取措施應(yīng)對，工程如期完成。

②“意識”提高，牢記質(zhì)量、安全意識，“意識”決定“行動”是不變的真理。工程都是靠人做出來的，質(zhì)量是施工單位干出來的，而不是管理、監(jiān)督出來的，提高施工人員意識，特別是項(xiàng)目經(jīng)理、基層管理者的意識很重要。本工程各參建方積極加強(qiáng)員工及管理層意識培訓(xùn)，凝聚團(tuán)隊(duì)力量，提高質(zhì)量、安全意識、大局意識，確保了反井鉆機(jī)施工工藝在調(diào)壓井豎井施工中的成功應(yīng)用。

③反井鉆機(jī)工藝應(yīng)用再一次展現(xiàn)了它的高效、安全的特性，有待今后繼續(xù)完善的是遇到特殊地質(zhì)情況，需要某段部位進(jìn)行封閉灌漿處理，目前暫無與之孔徑相匹配的封閉塞。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉志強(qiáng).反井鉆機(jī)技術(shù)裝備及發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2001，29（4）：9-12.

【2】徐子平.反井鉆機(jī)鉆進(jìn)方向偏斜控制技術(shù)研究[J].煤炭技術(shù)，2008，27 （6）：8-11.

【3】劉志強(qiáng).王強(qiáng).強(qiáng)力反井鉆機(jī)的研制及應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2005，33 （4）：50-51.