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【摘 要】電站豎井深度較大,地質情況復雜,常規(guī)方法難于滿足要求,在反井鉆機施工過程中,經過不斷探索研究,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孔施工工藝、孔斜偏差控制措施、施工保障措施的意義等進行詳細介紹。
【關鍵詞】超深豎井;導孔施工;孔斜偏差
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。電站調壓井總高159.72m,井內徑: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。反井鉆機工藝應用于礦山豎井施工在我國已有近40年歷史,但多以100米深度以內豎井為主,本文將詳細介紹超深豎井中反井鉆機導孔施工工藝、孔斜偏差控制措施、地下裂隙異常發(fā)育的不良地質的處理方法。
2 地質情況
本工程調壓井部位巖層風化劇烈,且風化深度較大,地表為第四系殘破積覆蓋,以強風化板巖碎石為主,厚度8.1m,強風化~弱風化砂巖層厚度39.1m,弱風化帶厚度11.2m,微風化帶巖體相對完整、堅硬[1]。
3 反井鉆機施工工藝
本工程調壓井采用LM-200型反井鉆機擴孔施工,但由于豎井的深度達到159.72m,豎井底部半徑小,允許導孔偏斜范圍有限,因此對導孔施工精度提出了更高的要求。
反井鉆機工藝流程見圖:
導孔施工是反井法施工的關鍵工序,體現(xiàn)安全快速施工的同時,偏斜率必須控制住1%以內,才能滿足水電站豎井井底開挖直徑的要求。
4 鉆孔偏斜產生原因分析
結合以往施工實際情況及機械本身原因,導孔施工孔斜產生的原因主要是:多鉆桿組合產生的彈性偏斜;地質不均勻造成鉆頭鉆進中受力不均產生偏斜;工序作業(yè)質量檢查制度缺失,如鉆機安裝不平、不牢等;人的因素,如操作人員經驗不足,操作不當,鉆頭進尺過快、過慢等情況均會加劇偏斜產生。本工程開工前制定了詳細的質量保證系統(tǒng),責任到人,經過仔細研判地質資料、確定鉆具布置、制定鉆進參數、并提前制定了不良地層的處理措施,保證人、材、機滿足條件,做到心中有數。
5 糾偏技術措施及效果
5.1工序質量保證
本工程參建各方堅持“工序作業(yè)質量是直接形成工程質量的基礎”的原則,導孔施工前嚴格把控各工序質量檢查,經各方確認后進行施工。備用發(fā)電機、水泥、砂石料、灌漿設備、測斜設備、備用水泵等物資、設備到位后才進行施工,增強施工保障,確保導孔施工一次成功。
5.2 鉆進速度控制
調壓井導孔施工2天即進尺30m,巡視發(fā)現(xiàn)后立即叫停,經及時檢測孔斜為0.85%,不滿足調壓井鉆孔精度要求。經各方商議后采取砂漿回填,重新鉆孔,增加測斜頻率,嚴格控制前30m孔深的精度要求,每進尺10m測斜一次,符合要求后繼續(xù)鉆進,50m后孔斜測量均小于0.5%,質量保證系統(tǒng)和質檢措施可控、有效,鉆孔精度滿足要求[2]。
5.3 異常地質情況
調壓井導孔施工至33m、38m、44m時孔口無回水,立即采取砂漿回填處理,33m處、44m處回填后順利進尺,38m處反復多次回填砂漿均無效果,復鉆至該處孔內均大量滲水,經各方研究采取預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 ,達到強度后再重新鉆孔。開鉆后堅持原質檢措施檢查鉆孔質量,異常段順利通過,孔斜精度控制在0.5%以內。
5.4 異常情況避免卡鉆事故
調壓井導孔鉆進至110m處因天氣影響供電突然中斷,經確認恢復供電至少要8小時,班組人員依據預案果斷啟動備用發(fā)電機組,停止鉆進,提升鉆桿。事后確認系統(tǒng)供電38小時后才恢復,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孔鉆進的偏斜率,減少鉆桿擺動幅度,確保導孔精度。本工程調壓井導孔施工中根據以往施工經驗、鉆孔過程中孔斜的實際測量數據及孔斜糾偏過程,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。經過25天緊張施工,在9根穩(wěn)定鉆桿作用下導孔順利貫穿,經檢測偏斜1.15m,孔斜率0.93%,實現(xiàn)導孔精度1%以內的控制效果[3]。
6 結語
①“物資”保障,任何施工工藝及工法的實施無非都是“人、機、料、法、環(huán)”五個方面的管理,做到有人、有設備、有物資、有工法就沒有實現(xiàn)不了的目標。本工程調壓井導孔施工開工前各方就高度重視,做足準備工作,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對,工程如期完成。
②“意識”提高,牢記質量、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,特別是項目經理、基層管理者的意識很重要。本工程各參建方積極加強員工及管理層意識培訓,凝聚團隊力量,提高質量、安全意識、大局意識,確保了反井鉆機施工工藝在調壓井豎井施工中的成功應用。
③反井鉆機工藝應用再一次展現(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情況,需要某段部位進行封閉灌漿處理,目前暫無與之孔徑相匹配的封閉塞。
【參考文獻】
【1】劉志強.反井鉆機技術裝備及發(fā)展[J].煤炭科學技術,2001,29(4):9-12.
【2】徐子平.反井鉆機鉆進方向偏斜控制技術研究[J].煤炭技術,2008,27 (6):8-11.
【3】劉志強.王強.強力反井鉆機的研制及應用[J].煤炭科學技術,2005,33 (4):50-51.
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