提高超深竖井导孔施工保障措施的意义

党令宣

【摘 要】电站竖井深度较大，地质情况复杂，常规方法难于满足要求，在反井钻机施工过程中，经过不断探索研究，采取了行之有效的施工工艺和手段，从而顺利完成施工。论文主要就超深竖井的导孔施工工艺、孔斜偏差控制措施、施工保障措施的意义等进行详细介绍。

【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.

【關键词】超深竖井;导孔施工;孔斜偏差

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

【中图分类号】TD421                                       【文献标志码】A                                     【文章编号】1673-1069（2018）10-0143-02

1 工程概况

金水河三级水电站位于金水河中游，是金水河流域藤条江一级支流河段规划梯级开发的第三个梯级水电站。电站调压井总高159.72m，井内径：高程607.00m～577.000m段为8.0m、577.000m～448.780m段为6.2m;均采用厚0.8m的C25钢筋混凝土衬砌。反井钻机工艺应用于矿山竖井施工在我国已有近40年历史，但多以100米深度以内竖井为主，本文将详细介绍超深竖井中反井钻机导孔施工工艺、孔斜偏差控制措施、地下裂隙异常发育的不良地质的处理方法。

2 地质情况

本工程调压井部位岩层风化剧烈，且风化深度较大，地表为第四系残破积覆盖，以强风化板岩碎石为主，厚度8.1m，强风化～弱风化砂岩层厚度39.1m，弱风化带厚度11.2m，微风化带岩体相对完整、坚硬[1]。

3 反井钻机施工工艺

本工程调压井采用LM-200型反井钻机扩孔施工，但由于竖井的深度达到159.72m，竖井底部半径小，允许导孔偏斜范围有限，因此对导孔施工精度提出了更高的要求。

反井钻机工艺流程见图：

导孔施工是反井法施工的关键工序，体现安全快速施工的同时，偏斜率必须控制住1%以内，才能满足水电站竖井井底开挖直径的要求。

4 钻孔偏斜产生原因分析

结合以往施工实际情况及机械本身原因，导孔施工孔斜产生的原因主要是：多钻杆组合产生的弹性偏斜;地质不均匀造成钻头钻进中受力不均产生偏斜;工序作业质量检查制度缺失，如钻机安装不平、不牢等;人的因素，如操作人员经验不足，操作不当，钻头进尺过快、过慢等情况均会加剧偏斜产生。本工程开工前制定了详细的质量保证系统，责任到人，经过仔细研判地质资料、确定钻具布置、制定钻进参数、并提前制定了不良地层的处理措施，保证人、材、机满足条件，做到心中有数。

5 纠偏技术措施及效果

5.1工序质量保证

本工程参建各方坚持“工序作业质量是直接形成工程质量的基础”的原则，导孔施工前严格把控各工序质量检查，经各方确认后进行施工。备用发电机、水泥、砂石料、灌浆设备、测斜设备、备用水泵等物资、设备到位后才进行施工，增强施工保障，确保导孔施工一次成功。

5.2 钻进速度控制

调压井导孔施工2天即进尺30m，巡视发现后立即叫停，经及时检测孔斜为0.85%，不满足调压井钻孔精度要求。经各方商议后采取砂浆回填，重新钻孔，增加测斜频率，严格控制前30m孔深的精度要求，每进尺10m测斜一次，符合要求后继续钻进，50m后孔斜测量均小于0.5%，质量保证系统和质检措施可控、有效，钻孔精度满足要求[2]。

5.3 异常地质情况

调压井导孔施工至33m、38m、44m时孔口无回水，立即采取砂浆回填处理，33m处、44m处回填后顺利进尺，38m处反复多次回填砂浆均无效果，复钻至该处孔内均大量渗水，经各方研究采取预定措施即孔口封闭纯压灌浆工艺灌注水泥砂浆，灌浆压力1.0MPa ，达到强度后再重新钻孔。开钻后坚持原质检措施检查钻孔质量，异常段顺利通过，孔斜精度控制在0.5%以内。

5.4 异常情况避免卡钻事故

调压井导孔钻进至110m处因天气影响供电突然中断，经确认恢复供电至少要8小时，班组人员依据预案果断启动备用发电机组，停止钻进，提升钻杆。事后确认系统供电38小时后才恢复，及时停钻避免了一次卡钻、埋钻事故的发生，充分体现了保障工作的重要性。

5.5 稳定钻杆的合理配置

稳定钻杆的作用主要控制导孔钻进的偏斜率，减少钻杆摆动幅度，确保导孔精度。本工程调压井导孔施工中根据以往施工经验、钻孔过程中孔斜的实际测量数据及孔斜纠偏过程，采取在钻头后布置3根，第7、第10处各布置1根，第30、第40处各布置2根钻杆的措施。经过25天紧张施工，在9根稳定钻杆作用下导孔顺利贯穿，经检测偏斜1.15m，孔斜率0.93%，实现导孔精度1%以内的控制效果[3]。

6 结语

①“物资”保障，任何施工工艺及工法的实施无非都是“人、机、料、法、环”五个方面的管理，做到有人、有设备、有物资、有工法就没有实现不了的目标。本工程调压井导孔施工开工前各方就高度重视，做足准备工作，面对施工中出现

的各种不利情况，都及时有效的采取措施应对，工程如期完成。

②“意识”提高，牢记质量、安全意识，“意识”决定“行动”是不变的真理。工程都是靠人做出来的，质量是施工单位干出来的，而不是管理、监督出来的，提高施工人员意识，特别是项目经理、基层管理者的意识很重要。本工程各参建方积极加强员工及管理层意识培训，凝聚团队力量，提高质量、安全意识、大局意识，确保了反井钻机施工工艺在调压井竖井施工中的成功应用。

③反井钻机工艺应用再一次展现了它的高效、安全的特性，有待今后继续完善的是遇到特殊地质情况，需要某段部位进行封闭灌浆处理，目前暂无与之孔径相匹配的封闭塞。

【参考文献】

【1】刘志强.反井钻机技术装备及发展[J].煤炭科学技术，2001，29（4）：9-12.

【2】徐子平.反井钻机钻进方向偏斜控制技术研究[J].煤炭技术，2008，27 （6）：8-11.

【3】刘志强.王强.强力反井钻机的研制及应用[J].煤炭科学技术，2005，33 （4）：50-51.