復(fù)雜地質(zhì)條件下斜井反井鉆卡鉆處理方案探究

李婷婷 翁凱樂(lè)

摘要：水利水電工程中，斜井開(kāi)挖難度大，安全隱患明顯，采用反井鉆井機(jī)施工方式進(jìn)行導(dǎo)井開(kāi)挖施工，這種施工方法效率較高?；诖?，本文對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下斜井返井鉆卡鉆處理方案展開(kāi)研究，首先對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析，其次提出了處理方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì);斜井反井鉆卡鉆;處理方案

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下工程發(fā)展迅速，尤其是水利水電工程地下工程迅猛發(fā)展，很多工程都設(shè)計(jì)了超長(zhǎng)斜井，施工 難度也隨之增加，常規(guī)人工開(kāi)挖正反導(dǎo)井施工方案進(jìn)度較慢，危險(xiǎn)性也比較大，因此也引進(jìn)了很多安全新技術(shù)。采用反井鉆井機(jī)是一種高效的導(dǎo)井開(kāi)挖施工技術(shù)，尤其是對(duì)于超長(zhǎng)角度斜井導(dǎo)井施工，效果顯著，但是其在使用時(shí)也會(huì)存在卡鉆問(wèn)題，需要謹(jǐn)慎處理。

一、斜井反井鉆卡鉆問(wèn)題

鎮(zhèn)安電站引水斜井采用定向鉆（正導(dǎo)孔）+反井鉆法（反導(dǎo)井）施工方法。其中，1#引水下斜井總長(zhǎng)330米，與水平面呈55°，施工任務(wù)由水電三局承擔(dān)。但是，在施工過(guò)程中，反井鉆刀盤(pán)在自下而上反拉擴(kuò)孔（直徑2400mm）至距離下井口87m位置時(shí)出現(xiàn)卡頓情況，由此開(kāi)始反井鉆刀盤(pán)下放至下井口進(jìn)行檢查、處理，直到67m時(shí)出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，刀盤(pán)無(wú)移動(dòng)現(xiàn)象，且滾刀和部分刀座出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，順著2.4m直徑導(dǎo)井下落到下井口[1]。

二、斜井反井鉆卡鉆問(wèn)題處理方案

該問(wèn)題發(fā)生后，施工單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位共同進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，再由技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，進(jìn)而制定處理方案。

（一）細(xì)節(jié)分析

經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，反井鉆卡鉆處理主要包括引水中平段反井鉆設(shè)備操作（上井口作業(yè)面）、3號(hào)施工支洞（1號(hào)下斜井下井口）、高壓管道中層排水廊道作業(yè)面，其中，上井口作業(yè)面主要負(fù)責(zé)鉆機(jī)操作;下井口作業(yè)面是反井鉆卡鉆處理施工的主要工作面，前期的準(zhǔn)備工作，人員上下通行，各種輔助設(shè)備均在該作業(yè)面進(jìn)行施工;高壓管道中層排水廊道是反井鉆卡鉆處理輔助孔施工、起吊刀盤(pán)的關(guān)鍵作業(yè)面[2]。

在此基礎(chǔ)上，決定在在高壓管道中層排水廊道底板左側(cè)，向著引水斜井刀盤(pán)卡鉆的位置，使用潛孔鉆布置5個(gè)輔助孔，每個(gè)孔間距按照0m、0.5m、2.0m、0.5m、4.5m布置，

1.刀盤(pán)起吊

在高壓管道中層排水廊道中設(shè)置4組錨桿、2個(gè)手拉葫蘆用于刀盤(pán)起吊。刀盤(pán)起吊操作需要成立現(xiàn)場(chǎng)指揮小組，設(shè)置指揮點(diǎn)，聯(lián)合指揮，人員上下過(guò)程中配備專(zhuān)業(yè)攀登裝備并配備氧氣袋，隨時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)空氣情況，孔3供風(fēng)設(shè)備啟動(dòng)供風(fēng)，攀登人員佩戴智能安全帽，實(shí)時(shí)錄像井內(nèi)情況，與指揮組全程保持通話。高壓管道中層排水廊道內(nèi)，手拉葫蘆提升時(shí)同步解除鎖鉆機(jī)液壓系統(tǒng)定，以3cm、5cm、10cm緩慢增加下放速度，刀盤(pán)通過(guò)牽引導(dǎo)向緩慢被吊出坑槽。刀盤(pán)下放至下井口下沿位置時(shí)，通過(guò)裝載機(jī)牽拉，倒鏈、鋼絲繩等輔助配合將刀盤(pán)沿著導(dǎo)井下放到井口的堆渣面[3]。

該過(guò)程具體操作時(shí)，首先，根據(jù)輔助孔4下放繩索直到下井口，牽引成像設(shè)備順著井壁向上移動(dòng)，先對(duì)導(dǎo)井巖壁周?chē)闆r進(jìn)行詳細(xì)攝像，之后將攝像頭懸掛在刀盤(pán)上部，對(duì)刀盤(pán)及周?chē)鷧^(qū)域詳細(xì)情況進(jìn)行全視角觀察，可以確認(rèn)導(dǎo)井內(nèi)作業(yè)處于安全、穩(wěn)定、可控狀態(tài)。其次，在輔助孔1和輔助孔2下放鋼絲繩直到刀盤(pán)部位，在孔5下放登山繩直到下井口底部，人員從下井口利用登山裝備攀爬到刀盤(pán)卡鉆部位，分別在鉆桿和刀盤(pán)上固定鋼絲繩。最后，通過(guò)輔助孔3穿供風(fēng)管，向?qū)Ь畠?nèi)供風(fēng)，改善導(dǎo)井內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.導(dǎo)井坑槽

對(duì)于導(dǎo)井坑槽。采用C20細(xì)石混凝土填充修補(bǔ)，使溝槽回填至導(dǎo)井正常斷面。修補(bǔ)過(guò)程中，采用作業(yè)臺(tái)車(chē)運(yùn)輸混凝土，其底部框架由槽鋼焊接組成，其他框架由直徑48.3*3.6mm架子管焊接，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由直徑38無(wú)縫鋼管焊接組成[4]。臺(tái)車(chē)平面長(zhǎng)度2.66m，寬度1.5m，高度1.64m。臺(tái)車(chē)上下提升由中平段安置的5t卷?yè)P(yáng)進(jìn)行牽拉，臺(tái)車(chē)上配備鋼芯安全繩供現(xiàn)場(chǎng)施工人員使用。如圖2所示。

在利用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引作業(yè)臺(tái)車(chē)至導(dǎo)井坑槽部位時(shí)，由于導(dǎo)井內(nèi)滲水水流過(guò)大，需要先在溝槽中間部位埋設(shè)一根2寸塑料管用來(lái)排水，回填時(shí)，人員在作業(yè)平臺(tái)上施工，做好安全防護(hù)工作，并使用攝像頭全程監(jiān)控，確保整個(gè)施工過(guò)程安全可控。

（二）處理方案

首先，將上下井口作業(yè)區(qū)暫時(shí)封閉，禁止其他人員進(jìn)入，并設(shè)置警戒線。同時(shí)，反井鉆機(jī)做停機(jī)處理，同時(shí)采用卡瓦鎖定鉆桿、刀片，不可隨意操作鉆進(jìn)。

其次，在下井口放置鉆爆開(kāi)挖臺(tái)車(chē)，車(chē)上裝有聚光燈探照和移動(dòng)可變焦高清攝像頭，對(duì)刀盤(pán)卡鉆情況進(jìn)行觀察，并將射頻信號(hào)與應(yīng)急指揮中心、施工支洞下井口安裝區(qū)分別連接。

最后，在2號(hào)和3號(hào)施工支洞反井鉆設(shè)備操作處和下井口附近分別設(shè)置有線應(yīng)急電話、4G信號(hào)基站，并安裝應(yīng)急搶險(xiǎn)褚志謙視頻指揮系統(tǒng)，保證其能夠在任意時(shí)間分別在營(yíng)地應(yīng)急指揮中心、處置施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)井內(nèi)情況進(jìn)行仔細(xì)觀察，同時(shí)使用專(zhuān)用有線電話、手機(jī)等通信設(shè)備實(shí)時(shí)通信[5]。使用全站儀測(cè)量，精準(zhǔn)定位刀盤(pán)卡鉆空間位置，確定好其與周邊隧洞位置關(guān)系，距高壓管道中層排水廊道直線距離最近。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在鎮(zhèn)安電站中采用斜井導(dǎo)井施工，針對(duì)其中存在的反井鉆卡鉆問(wèn)題，由于施工難度高，且無(wú)可借鑒案例，建設(shè)單位通過(guò)組織專(zhuān)家人員協(xié)商討論提出處理措施，在輔助孔內(nèi)用鋼絲繩牽引，手動(dòng)葫蘆起吊刀盤(pán)的施工方法，采用輔助孔牽引處理卡鉆處理成本低，效果好，施工措施合理，分工明確，安全可控，具有較高的參考價(jià)值，可以為同類(lèi)問(wèn)題積累經(jīng)驗(yàn)，以供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳正勛，孫鋼，李旭.不良地質(zhì)條件下壓力管道斜井的設(shè)計(jì)優(yōu)化與施工[J].四川水利，2020，041（002）：70-72.

[2]馬超群.反井鉆機(jī)采用定向技術(shù)在長(zhǎng)斜井導(dǎo)井施工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，000（015）：52-53.

[3]王明星.反井鉆機(jī)在抽水蓄能電站長(zhǎng)斜井施工的應(yīng)用[J].裝備維修技術(shù)，2020，No.176（02）：148+157.

[4]楊帆.淺談抽水蓄能電站長(zhǎng)斜井開(kāi)挖反井鉆機(jī)施工應(yīng)用[C]//抽水蓄能電站工程建設(shè)文集2019.2019.

[5]王峻，張學(xué)彬，劉培偉.斜井反井法導(dǎo)井施工精度操控技術(shù)[J].四川建筑，2019，039（002）：298-300.