長龍山抽水蓄能電站超長斜井開挖施工技術(shù)

齊界夷

（1. 中國葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程有限公司，湖北 宜昌 443002；2.中國能建工程研究院水電施工設(shè)計(jì)研究所，湖北 宜昌 443002）

0 引言

長龍山抽水蓄能電站位于浙江省安吉縣天荒坪鎮(zhèn)境內(nèi)，緊鄰已建天荒坪抽水蓄能電站，地處華東電網(wǎng)負(fù)荷中心，電站裝機(jī)容量2 100 MW，安裝6臺單機(jī)容量為350 MW的混流可逆式水輪發(fā)電機(jī)組，多年平均發(fā)電量24.35億kWh，屬一等大（1）型工程。電站樞紐主要由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)（含引水系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)）、地下廠房及開關(guān)站等建（構(gòu)）筑物組成。其中，引水系統(tǒng)布置3條引水隧洞，共6條引水斜井，即3條引水上斜井和3條引水下斜井。

引水下斜井開挖斷面尺寸為5.0 m×5.9 m，呈馬蹄型，傾角58°；其總長度約415 m，居國內(nèi)第一、世界第二。上下井口高差約350 m，洞室埋深200～600 m；斜井軸線方向?yàn)镹42°W，自上而下穿越流紋質(zhì)含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r（J3L1-5）～火山角礫（集塊）巖（J3L1-2）等，局部有NW向煌斑巖脈發(fā)育。沿線及附近通過f（710）、f（734）斷層及 f（473）、f（238）、f（244）層間錯(cuò)動帶，節(jié)理較發(fā)育，以NNE、NNW—NW向中陡傾角為主，局部頂拱存在結(jié)構(gòu)面不利組合，需加強(qiáng)支護(hù)。圍巖類別以Ⅱ類為主，局部為Ⅲ～Ⅳ類，巖石硬度極大，實(shí)測巖石單軸抗壓強(qiáng)度最大超過280 MPa，平均約245 MPa。

鑒于常規(guī)施工技術(shù)在長度超過400 m的斜井開挖工程中尚無應(yīng)用先例，且存在很大的技術(shù)和安全風(fēng)險(xiǎn)，有必要通過應(yīng)用或研發(fā)新設(shè)備、新技術(shù)解決這一難題，進(jìn)一步提升我國在水電施工技術(shù)領(lǐng)域的競爭力。

1 施工難點(diǎn)

斜井開挖在施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)方面均遠(yuǎn)高于平洞和豎井開挖，對于長度達(dá)415 m的超長斜井開挖，其難度更大，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1）斜井長度大，鉆孔精度要求高，控制難度大。該斜井是目前國內(nèi)水利水電工程首條單級長度超過400 m的斜井，要求導(dǎo)孔偏斜控制在5‰以內(nèi)，無可靠的施工技術(shù)可借鑒。當(dāng)前較成熟和先進(jìn)的斜井施工技術(shù)，主要是采用反井鉆法施工導(dǎo)井，再進(jìn)行人工擴(kuò)挖。但采用反井鉆機(jī)施工導(dǎo)孔過程中，幾乎沒有有效的孔向監(jiān)控和糾偏措施，一次成孔的難度極大，且該工程斜井傾角為58°，反井鉆施工導(dǎo)孔受重力影響更大，難以滿足偏斜控制在5‰以內(nèi)的要求，導(dǎo)孔一旦偏出設(shè)計(jì)開挖邊線以外即是廢孔，必須返工。

2）擴(kuò)挖支護(hù)施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，工效低。傳統(tǒng)斜井?dāng)U挖支護(hù)施工采用卷揚(yáng)機(jī)提升作業(yè)平臺自上而下人工鉆爆方法進(jìn)行，每循環(huán)鉆爆采取人工在掌子面搭設(shè)簡易操作排架實(shí)施，爆破前將簡易操作排架拆除，爆破后作業(yè)人員須系安全繩（帶）至掌子面進(jìn)行扒渣作業(yè)。因此，擴(kuò)挖支護(hù)施工不僅安全風(fēng)險(xiǎn)很高，且作業(yè)環(huán)境惡劣，工效低。

3）擴(kuò)挖控制測量難度大。斜井?dāng)U挖測量相對平洞測量因無穩(wěn)定的儀器架設(shè)平臺，且通視條件較差，精確測量難度本就較大，超長斜井?dāng)U挖的控制測量因長度大，井內(nèi)空氣濕度和溫度隨高程、季節(jié)不同而變化，嚴(yán)重影響測量精度。

4）巖石強(qiáng)度大，對施工設(shè)備機(jī)具的性能要求更高。斜井所穿地層主要為凝灰?guī)r，巖石強(qiáng)度遠(yuǎn)超預(yù)期，且?guī)r石耐磨度較高，無論是導(dǎo)孔鉆孔和反拉擴(kuò)孔，還是擴(kuò)挖支護(hù)難度均大幅增加。

2 技術(shù)方案

根據(jù)國內(nèi)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)及工程實(shí)例，長斜井導(dǎo)井開挖主要有三種方案[1]：反井鉆方案、爬罐方案、“反井鉆+爬罐”方案。

1）反井鉆方案是利用反井鉆機(jī)先鉆設(shè)導(dǎo)孔，再安裝反拉鉆頭，反拉擴(kuò)孔形成導(dǎo)井。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高，工序簡單，進(jìn)度優(yōu)于爬罐方案；缺點(diǎn)是導(dǎo)孔孔向偏差控制難度大，導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程中受隱蔽因素影響較大，且無法及時(shí)有效進(jìn)行偏斜監(jiān)測和控制，尤其對長度超過300 m、與水平面夾角小于60°的長斜井，受重力等因素影響，孔向偏差更為突出。

2）爬罐方案是利用爬罐設(shè)備作為操作平臺自下而上開挖導(dǎo)井。該方案在國內(nèi)桐柏抽水蓄能電站、天荒坪抽水蓄能電站和仙游抽水蓄能電站等工程中均得到成功應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是使用經(jīng)驗(yàn)較成熟，安全性能穩(wěn)定；缺點(diǎn)在于測量控制難度大，超過200 m后作業(yè)環(huán)境惡劣，工效大幅下降，且軌道安裝及風(fēng)水電管線延伸操作難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

3）“反井鉆+爬罐”方案是利用反井鉆機(jī)開挖斜井上段導(dǎo)井+爬罐開挖斜井下段導(dǎo)井。優(yōu)點(diǎn)是在一定程度上克服了反井鉆方案和爬罐方案的缺點(diǎn)；缺點(diǎn)在于反井鉆施工上段導(dǎo)井與爬罐施工下段導(dǎo)井對接難度大。

該工程斜井長度415 m，我國水電工程尚無單級長度超過400 m的斜井開挖先例。經(jīng)過考察對比上述導(dǎo)井開挖方案在類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，分析傳統(tǒng)擴(kuò)挖方案的不足，認(rèn)為在該工程中應(yīng)用均存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)孔精準(zhǔn)貫通和斜井?dāng)U挖支護(hù)安全高效施工，經(jīng)過技術(shù)研究論證，確定采用“定向鉆+反井鉆”方案進(jìn)行導(dǎo)井施工，同時(shí)研發(fā)深斜井?dāng)U挖支護(hù)一體化裝置及施工方法進(jìn)行擴(kuò)挖施工，并進(jìn)行具體方案研究和制定，形成超長斜井開挖支護(hù)施工技術(shù)，滿足實(shí)際施工需要。

3 超長斜井導(dǎo)井施工技術(shù)

采用“定向鉆機(jī)+綜合測斜糾偏技術(shù)”實(shí)現(xiàn)超長斜井定向孔精準(zhǔn)施工，并進(jìn)行反井鉆科學(xué)選型、改進(jìn)鉆頭設(shè)計(jì)等措施，實(shí)現(xiàn)硬巖條件下超長斜井導(dǎo)井反拉快速施工。

3.1 超長斜井定向孔精準(zhǔn)鉆孔施工技術(shù)

超長斜井定向孔鉆孔的成敗取決于兩個(gè)決定性指標(biāo)：①定向孔出鉆點(diǎn)是否在允許范圍內(nèi)；②定向鉆孔過程中的全角變化率是否在允許范圍內(nèi)。達(dá)到這兩個(gè)指標(biāo)的前提是能夠監(jiān)測鉆孔偏斜，繼而對鉆孔軌跡進(jìn)行控制。為此，必須嚴(yán)格執(zhí)行既定工藝流程，如圖1所示，開機(jī)鉆進(jìn)過程中采用隨鉆測量（measurement while drilling，MWD）無線隨鉆測斜[1]、多點(diǎn)測斜和磁導(dǎo)向等綜合測斜技術(shù)指導(dǎo)糾偏，以保證定向鉆孔精度。

圖1 超長斜井定向孔鉆孔工藝流程圖

1）MWD無線隨鉆測斜技術(shù)

采用MWD無線隨鉆測斜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆孔三維位置參數(shù)，并與設(shè)計(jì)導(dǎo)孔軸線進(jìn)行對比反映出鉆孔偏斜，以指導(dǎo)糾偏，保證鉆孔方位角、井斜及全角變化率控制在允許值范圍內(nèi)。無線隨鉆測斜儀采用對三軸重力和三軸磁力線進(jìn)行探測的傳感器，通過這些傳感器測得的數(shù)值，由內(nèi)置計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼，經(jīng)脈沖發(fā)生器通過泥漿脈動傳遞至地面，地面計(jì)算機(jī)分析解碼數(shù)據(jù)后，再綜合鉆孔深度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測定向鉆第一節(jié)鉆桿的三維坐標(biāo)及偏斜數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比對，由此可判斷鉆進(jìn)方向及偏斜是否在允許范圍內(nèi)，也可得出整條導(dǎo)孔的鉆進(jìn)軌跡，判斷導(dǎo)孔軌跡的全角變化率是否在允許范圍內(nèi)。

全角變化率的控制主要是保證反井鉆機(jī)反拉導(dǎo)井順利進(jìn)行。定向鉆的鉆桿直徑一般為102～127 mm，剛度較小，在導(dǎo)孔內(nèi)可發(fā)生較大彎曲而仍能正常工作；反井鉆機(jī)反拉導(dǎo)井時(shí)使用的鉆桿直徑達(dá)311 mm，采用特殊鋼材加工而成，剛度很大，在進(jìn)行反拉作業(yè)過程中，很容易在全角變化率較大的孔段內(nèi)因長時(shí)間彎曲旋轉(zhuǎn)而造成損壞，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐驗(yàn)證導(dǎo)孔全角變化率控制在2.5°/100 ft以內(nèi)，能夠滿足反拉正常進(jìn)行。

2）定向孔開鉆參數(shù)精確校核

定向鉆孔開鉆前需精確計(jì)算定向孔設(shè)計(jì)方位角，并將設(shè)計(jì)方位角、傾角等參數(shù)輸入隨鉆測斜儀，從而保證MWD無線隨鉆測斜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)方位角為磁方位角與磁偏角、子午收斂角之和，磁偏角與大地磁場相關(guān)并隨不同地理位置而變化，因此計(jì)算出的設(shè)計(jì)方位角須在施工現(xiàn)場進(jìn)行校核。該工程采用自主研發(fā)的“一種可調(diào)磁偏角復(fù)測校核裝置”專利技術(shù)，對理論磁偏角、子午收斂角數(shù)值進(jìn)行二次校核，確保測斜儀器精準(zhǔn)指導(dǎo)定向鉆鉆孔過程糾偏。

3）磁導(dǎo)向測斜技術(shù)

采用磁導(dǎo)向技術(shù)對剩余約100 m定向孔進(jìn)行精準(zhǔn)導(dǎo)引，即在定向孔出鉆點(diǎn)附近布置磁導(dǎo)向儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測定向鉆鉆進(jìn)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)及時(shí)糾偏，確保剩余定向孔精準(zhǔn)貫通。

4）多點(diǎn)測斜與MWD無線隨鉆測斜互相驗(yàn)證

為了對MWD無線隨鉆測斜數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，一般按照每鉆進(jìn)30～50 m采用多點(diǎn)測斜儀進(jìn)行復(fù)測，與MWD無線隨鉆測斜數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證，更好地掌握偏斜情況，確保導(dǎo)孔軌跡全角變化率滿足要求。

5）地質(zhì)預(yù)判指導(dǎo)鉆進(jìn)

充分利用設(shè)計(jì)地質(zhì)資料及鉆進(jìn)過程收集巖屑鉆渣，對鉆進(jìn)前方一定范圍地層情況和巖性提前進(jìn)行預(yù)判，并結(jié)合鉆進(jìn)過程中的異常情況，如水壓超過正常范圍（5～7 MPa）、返水量減小、返渣量增大或減小、孔內(nèi)異響等，應(yīng)及時(shí)停機(jī)，進(jìn)行原因分析，采取調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速和泥漿濃度或固壁等措施，確保鉆孔順利進(jìn)行。

6）定向孔擴(kuò)大

超長斜井因?qū)Э组L度大、導(dǎo)孔軌跡全角變化率等因素，反拉導(dǎo)井使用的鉆桿直徑較大，因此需對定向鉆施工的定向孔進(jìn)行擴(kuò)孔。定向孔擴(kuò)孔可采用自上而下正向法和自下而上反向法[2]。正向法為利用定向鉆機(jī)更換專用擴(kuò)孔鉆頭，如圖2所示，以沖擊方式自上而下擴(kuò)孔；反向法為利用定向鉆機(jī)安裝反擴(kuò)專用鉆頭，如圖3所示，自下而上進(jìn)行擴(kuò)孔。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用情況，反向法對定向鉆機(jī)性能要求更高，但施工效果優(yōu)于正向擴(kuò)孔法。

圖2 定向孔正向法擴(kuò)孔專用鉆頭

圖3 定向孔反向法擴(kuò)孔專用鉆頭

3.2 超長斜井堅(jiān)硬巖導(dǎo)井反拉施工技術(shù)

定向孔完成擴(kuò)大后，即可安裝反井鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)井反拉施工。導(dǎo)井反拉需綜合考慮擴(kuò)挖溜渣需要、鉆機(jī)性能、巖石條件、工期等因素，以確定合適的導(dǎo)井直徑、刀盤結(jié)構(gòu)、滾刀型式及布置等關(guān)鍵要素。

1）鉆機(jī)選型

反井鉆機(jī)選擇主要考慮拉力和扭矩，經(jīng)計(jì)算，該工程導(dǎo)井反拉拉力應(yīng)大于2 595 kN，最大扭矩142.6 kN·m，選用國產(chǎn)性能優(yōu)越的某型號反井鉆機(jī)，其性能參數(shù)如表1所示。該反井鉆機(jī)能夠滿足施工需要。

表1 某型號反井鉆機(jī)性能參數(shù)表

2）確定導(dǎo)井直徑

長龍山引水下斜井導(dǎo)井直徑投標(biāo)期為2.5 m，主要目的是降低堵井風(fēng)險(xiǎn)。在平洞段開挖及定向孔施工過程中，檢測巖石硬度遠(yuǎn)超于招標(biāo)預(yù)期?？紤]到斜井長度大、導(dǎo)孔軌跡容易存在一定偏差，加之巖石硬度大，若反拉φ2.5 m導(dǎo)井，對反井鉆機(jī)、鉆桿及反拉刀盤滾刀等性能要求極高，且存在諸多不可預(yù)見的突發(fā)情況。經(jīng)綜合研究討論，確定將導(dǎo)井直徑調(diào)整為2.0 m，在擴(kuò)挖期通過采取技術(shù)措施和管理措施降低堵井風(fēng)險(xiǎn)。

3）刀盤及滾刀設(shè)計(jì)

反井鉆機(jī)的工作原理是通過反井鉆機(jī)的鉆桿施加拉力，使鑲齒滾刀壓入巖石中，同時(shí)由鉆桿旋轉(zhuǎn)帶動刀具滾壓實(shí)現(xiàn)破碎巖石。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐，為了提高刀盤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、破巖能力，同時(shí)防止意外斷桿而卡鉆，將刀盤結(jié)構(gòu)由圓臺型調(diào)整為“碗”型，如圖4所示，并將刀盤采取鏤空處理，增大排渣效率。滾刀采取螺旋形擴(kuò)散布置，如圖5所示。

圖4 “碗”型刀盤

圖5 刀盤及滾刀布置

滾刀選用槽型布齒滾刀，共10把，鑲齒為優(yōu)質(zhì)硬合金，每把滾刀布置5排鑲齒，10把滾刀由內(nèi)向外螺旋形擴(kuò)散布置，共分為4組。在內(nèi)環(huán)靠近拉桿兩側(cè)各布置1把為第1組，但兩把滾刀安裝角度、鑲齒排布并不對稱，距離拉桿最近的1把滾刀內(nèi)側(cè)2排鑲齒并列布置，為最先與巖體接觸的滾刀，第2把滾刀距離拉桿稍遠(yuǎn)，且外側(cè)2排鑲齒并列布置，該滾刀是在第1把滾刀對內(nèi)環(huán)圍巖滾壓破碎后，緊跟進(jìn)行第2環(huán)圍巖滾壓破碎，其余滾刀按照上述規(guī)律且不對稱布置，最終形成螺旋形擴(kuò)散的滾刀組合，實(shí)現(xiàn)對堅(jiān)硬巖條件下導(dǎo)井反拉施工，實(shí)踐證明破巖效果良好，反拉最高日進(jìn)尺可達(dá)16 m。

4）反井鉆頭安裝

斜井導(dǎo)井施工時(shí)，下彎段已開挖完成，反拉鉆頭安裝須保證鉆桿角度與導(dǎo)井軸線一致，以避免損傷鉆桿。為解決這一問題，設(shè)計(jì)了一種半圓形刀盤安裝槽架，槽架由型鋼和鋼板加工而成。首次安裝刀盤及需要更換滾刀時(shí)，將槽架安裝于導(dǎo)井下口，槽架安裝角度需與導(dǎo)井角度一致，上部與事先布設(shè)的錨桿焊接加固，下部采用型鋼支撐加固，如圖6～圖7所示。

圖6 防卡鉆反井鉆頭三維圖

圖7 反井鉆頭安裝

4 超長斜井?dāng)U挖施工技術(shù)

通過研發(fā)斜井?dāng)U挖支護(hù)一體化裝置，輔以個(gè)性化爆破技術(shù)和綜合安全措施，實(shí)現(xiàn)斜井安全快速開挖支護(hù)；應(yīng)用專利技術(shù)、專業(yè)軟件和儀器實(shí)現(xiàn)超長斜井?dāng)U挖精確測量控制。

4.1 超長斜井?dāng)U挖支護(hù)施工技術(shù)

1）擴(kuò)挖支護(hù)一體化裝置及安全提升施工技術(shù)

自主研發(fā)了斜井?dāng)U挖支護(hù)一體化裝置，該裝置[3]設(shè)置3層作業(yè)平臺，不僅可作為鉆孔、支護(hù)作業(yè)平臺，還可進(jìn)行扒渣作業(yè)。上層平臺為錨噴支護(hù)作業(yè)平臺，同時(shí)存放錨桿和注漿材料；中層平臺為注漿機(jī)作業(yè)平臺，同時(shí)安裝小型卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)，可進(jìn)行溜渣井井蓋吊放作業(yè)；下層平臺上安裝液壓機(jī)械臂，可359°旋轉(zhuǎn)，作業(yè)人員不用下至掌子面便可通過液壓控制操作進(jìn)行機(jī)械扒渣作業(yè)，提高了扒渣效率，有效降低了作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。作業(yè)人員上下通行采用單獨(dú)一套安全運(yùn)輸系統(tǒng)，避免一體化臺車頻繁上下運(yùn)行，提高了上下井效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）個(gè)性化鉆爆施工技術(shù)

采用底拱錯(cuò)臺階鉆孔、爆破聯(lián)網(wǎng)分段及個(gè)性化布孔、裝藥等鉆爆技術(shù)，有效降低了堵井概率，提高了扒渣效率。底拱錯(cuò)臺階鉆孔技術(shù)與爆破聯(lián)網(wǎng)分段技術(shù)，即將底拱部位的鉆孔孔底高程適當(dāng)抬高，爆破后形成斜坡，以便底拱爆渣能自然溜入導(dǎo)溜渣井，減小后續(xù)扒渣工作量，同時(shí)有效避免了爆破飛石對臺車軌道的損傷；在爆破聯(lián)網(wǎng)時(shí)將底拱部位緩沖孔及周邊孔分段滯后邊頂拱部位爆破，利用爆破沖擊波將底拱部位爆渣拋擲進(jìn)入溜渣井，減小后續(xù)扒渣工作量；個(gè)性化爆破布孔、裝藥技術(shù)，按照靠近導(dǎo)井和周邊適當(dāng)加密布孔，中間布孔間距約為導(dǎo)井直徑的1/3進(jìn)行控制，并根據(jù)圍巖條件變化及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù)，保證爆渣塊度不大于導(dǎo)井直徑的1/3，有效降低了堵井概率。

3）安全保障綜合措施

一體化擴(kuò)挖支護(hù)裝置采用專門設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)提升系統(tǒng)，配置斷繩、斷電、上下限位等保護(hù)裝置，確保運(yùn)行安全。

在一體化擴(kuò)挖支護(hù)裝置上安裝視頻監(jiān)控?cái)z像頭，視頻通過無線信號傳輸至臺車控制室內(nèi)安裝的監(jiān)視器，臺車操作人員及施工管理人員可通過監(jiān)視器隨時(shí)了解井下作業(yè)情況，實(shí)現(xiàn)對井下施工全過程的監(jiān)控，有效避免了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

在一體化擴(kuò)挖支護(hù)裝置上安裝高壓水管，在扒渣過程中打開高壓水管對爆渣進(jìn)行噴灑，不僅起到降塵作用，同時(shí)可輔助扒渣，提高扒渣效率。

4.2 超長斜井開挖精確測量技術(shù)

1）精確控制測量

采用“一種洞內(nèi)導(dǎo)線測量照準(zhǔn)裝置”[4]輔助全站儀和某測量數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行控制測量和成果處理，減小洞室內(nèi)光線不足及視角干擾的影響，降低照準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生角度及距離的測量誤差，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)貫通。

2）聯(lián)合使用全站儀、CGGC測繪軟件和激光指向儀進(jìn)行孔位放樣及角度控制

采用全站儀+CGGC測繪進(jìn)行掌子面周邊孔放樣，全站儀設(shè)站完成后，開啟全站儀藍(lán)牙，與手機(jī)CGGC測繪軟件進(jìn)行連接。連接成功后可以直接在手機(jī)CGGC測繪軟件上操作，選中編輯好的斜井軸線、開挖洞型等參數(shù)，按照爆破設(shè)計(jì)鉆孔間距設(shè)置放樣點(diǎn)間距便可以對掌子面進(jìn)行鉆孔放樣；同時(shí)在斜井側(cè)壁間隔約100 m設(shè)置激光指向儀，輔助鉆孔放樣和檢查鉆孔角度，保證擴(kuò)挖質(zhì)量，也可復(fù)核斜井?dāng)U挖軸線走向。

3）測量成果快速提交

在Cass7.1和測繪項(xiàng)目管理系統(tǒng)下，采用CGGC測繪軟件進(jìn)行放樣及斷面測量驗(yàn)收后，數(shù)據(jù)會存在手機(jī)文件夾中，將其導(dǎo)入測繪項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)快速下載、編輯、內(nèi)業(yè)處理以及原始數(shù)據(jù)歸檔。

5 應(yīng)用效果

長龍山抽水蓄能電站引水下斜井開挖支護(hù)工程首次研究和采用“定向鉆+反井鉆”方案、一體化擴(kuò)挖支護(hù)裝置，最終順利完成了3條引水下斜井的導(dǎo)井施工和擴(kuò)挖支護(hù)。定向孔出鉆偏差均小于50 cm，定向孔全角變化率均控制在2.5°/100 ft以內(nèi)。定向孔正常情況下日平均進(jìn)尺15～30 m，最高達(dá)50 m，糾偏工況下日進(jìn)尺10 m左右；導(dǎo)孔正向擴(kuò)孔日進(jìn)尺18～36 m，反向擴(kuò)孔日進(jìn)尺約9～36 m；正常情況下，反井鉆反拉日進(jìn)尺約8～16 m。擴(kuò)挖支護(hù)月平均進(jìn)尺達(dá)90 m，最高可達(dá)108 m，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，為2021年首臺機(jī)組發(fā)電奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

長龍山抽水蓄能電站引水下斜井采用“定向鉆+反井鉆”方法進(jìn)行導(dǎo)井施工，應(yīng)用綜合測斜糾偏技術(shù)，解決了超長斜井導(dǎo)井開挖技術(shù)難題；采用“碗”型刀盤和螺旋形組合滾刀，解決了最高抗壓強(qiáng)度達(dá)280 MPa的堅(jiān)硬巖破巖施工難題；采用一體化擴(kuò)挖支護(hù)裝置及其輔助安全措施，實(shí)現(xiàn)了超長斜井安全高效擴(kuò)挖支護(hù)施工。該超長斜井開挖施工技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了斜井開挖全機(jī)械化作業(yè)，自動化程度高，安全高效，總體技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

需要指出的是，該技術(shù)還存在一些改進(jìn)空間：一是定向孔施工磁導(dǎo)向信號傳導(dǎo)深度有待擴(kuò)大，從而進(jìn)一步提高定向孔偏斜監(jiān)測能力；二是斜井?dāng)U挖支護(hù)一體化裝置有待改進(jìn)和完善，需進(jìn)一步提高其機(jī)械化、智能化程度。