孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌浆孔斜若干问题研究

魏欣桃

为了提升大坝的质量，保证大坝地基安全稳定，在水利工程中实施的深孔帷幕灌浆工程质量的好坏将会产生直接的影响。从实际施工角度而言，设计方向和钻孔都会因为受到某种原因而发生不一致的现象。比如在进行钻孔的时候，其出现的偏斜度若是不大，所产生的影响会比较小。但是若出现了情节必要严重的偏离现象，将会严重影响钻进的质量，导致水利工程的事故发生频率上升。所以，在水利工程施工过程中不得不注重研究深孔帷幕灌浆孔斜问题的研究。

为了保证开都-孔雀河流域水利工程的大坝具有安全稳定的地基，在工程建设中提高深孔帷幕灌浆工程的质量具有至关重要的作用。在水利工程中建设中，会因为自然原因、人为原因等多种因素，导致实际的钻孔和设计的方向出现一定程度的变化。若是没有及时掌握和处理因为孔斜而引发的各种技术问题，将会在很大程度上导致工程质量下降。

一、开都-孔雀河流域概况

1.流域基本情况

开都-孔雀河流域面积7.7万平方公里，其中：山区面积3.4万平方公里，平原区面积4.3万平方公里。流域水资源总量为44.07亿m3，其中：地表水资源量为42.01亿m3，地下水资源不重复量为2.06亿m3。开都-孔雀河全长1502km，其中：开都河河道全长560km，多年平均年径流量35.31亿m3；孔雀河河道全长942km，多年平均年径流量13.34亿立方米。

2.流域水资源利用现状

（1）“三条红线”用水总量控制指标

开都河多年平均年径流量35.31亿m3；多年平均入博斯腾湖水量24.03亿m3，出博斯腾湖水量（孔雀河流量）13.34亿m3。开都-孔雀河流域（含诸小河流）“三条红线”用水总量控制指标为30.19亿立方米，其中：地表水22亿m3（地方：15.7 亿 m3、兵团 6.3亿m3）、地下水7.97亿m3（地方：7.44亿m3、兵团0.53亿m3），其他0.22亿m3。

（2）开都-孔雀河流域气候特征

开都-孔雀河流域深居内陆，因为地理位置远离海洋且受到高山阻挡，受到海洋影响较弱，具有十分明显的大陆性气候特征。具体见表1：

二、导致开都-孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌浆孔斜的原因分析

1.开都-孔雀河流域的地质条件较差

从开都-孔雀河流域的地质条件方面上讲，主要是从钻孔内岩石的力学性质上进行分类，第一，钻进松散覆盖层的时候，若是覆盖层的厚度增加，那么便会更容易导致钻孔出现方向偏移。第二，当钻进岩石存在着一定程度的软硬交替现象的时候，或者是存在一定的倾斜角度，那么具有不同可钻性的岩层便会产生不同的钻进速度，进而将原有的钻头钻进方向做出改变。第三，当钻头钻进的岩层存在着比较严重的破碎情况时，或者是有着一定程度的厚度，那么也应该增大钻孔的孔径，同时也会比较不容易对钻进的方向进行控制。第四，在钻进砂卵石的时候，钻孔也特别容易发生偏离的现象。第五，若是在钻孔的时候碰到了溶洞、规模较大的断裂带，旧有的空洞，也会造成钻孔出现偏移现象。

2.施工技术所属条件不当

这种问题产生的原因是因为在进行钻孔的时候，施工人员所采用的施工技术与实际的施工环境之间不匹配，造成钻孔发生偏斜。这种问题的主要表现可以分成五种。第一，在开孔阶段的钻进或者是浅孔阶段的钻进工作中，钻机的立轴并没有与钻孔保持在同一条中心线上。第二，在工程施工过程中，工作人员使用的钻具已经发生弯曲，或者是采用的岩心管长度较短。第三，在钻机的过程中变换孔径的时候，由于不用的孔壁之间存在着不同的硬度，孔径的大小程度也会出现不同，在将孔径进行变换之后，便很难保证钻头和原来的钻孔保持在同一条中心线上。第四，当孔径增大的时候，受压钻杆发生的形变也会随之增加。第五，若是钻头的胎体出现硬度不一致现象或者是出现金刚石颗粒分布不均匀，都会对钻进的方向产生影响，改变其原有的钻进方向。

3.不恰当的操作方法

表1 开都-孔雀河流域的气象站对当地基本气候要素统计表

导致出现钻孔偏斜的最主要问题还是在实际的工程施工过程中出现不当的操作方法。这种不当的操作方法主要是包含有三个方面。第一，在进行钻进工程施工过程中，受到过大的压力，导致钻杆出现很多部位的弯曲，特别是在与施工条件不匹配的施工环境之下，将会严重导致钻孔出现偏斜。第二，在钻进的施工过程中，金刚石出现过度磨损或者是合金钻头的质地过硬，便会因此而导致向岩石内部切入的时候会发生不稳定的现象，从而将钻进的方向给予改变。第三，在钻进比较容易坍塌的岩层时，冲洗液出现过大的排量，压力也过高的时候，特别是在使用清水作为冲洗液或者是利用粘度很小的泥浆时候，将会对孔壁产生严重的破坏，从而导致在很大程度上出现孔内的局部位置坍塌，增加孔径。

三、出现孔斜的主要影响分析

1.孔斜将影响孔内的事故发生频率

钻进工程若是没有很好的将孔斜做出改进，那么孔斜将会在一定程度上加剧孔内发生事故的频率。第一，孔壁会因为孔斜的出现而发生掉块、坍塌、岩层错动等多种地质危害，继而会导致发生孔内埋钻以及卡钻挤夹的危险事故发生。第二，增加发生钻具折断事故的概率。第三，在具有较大偏斜度的钻孔之内，若是出现钻具折断现象，将会导致在处理故障的时候面临更加复杂的情况。

2.孔斜将会影响钻进的效率

在施工过程中，施工效率提升将会提高工程的经济效益，增加利润。若是在施工过程中发生钻孔的现象，那么将会导致以下三种钻进效率降低的现象。第一，钻进的时候出现钻孔偏斜，将会让钻杆在钻孔之内出现变形，若是立轴转干将回转动力传输到钻头的时候，会影响到钻头的回转，降低其稳定性，导致磨损钻头现象发生，降低钻进效率。第二，钻进工程出现钻孔偏斜，将加大孔壁与钻具之间的摩擦力，导致钻孔轴心的压力难以按照实际的需求将其全部在钻头上发挥作用，进而对进尺产生影响，若是盲目施加压力，会很容易折断钻具。第三，钻孔若是出现比较严重的偏斜，将会导致在进行钻进的时候不能采用快速钻进的方法，导致钻具折断。

四、结语

水利工程建设是国家的一项重要举措，为提高居民生活稳定性，保障社会安定有序发挥着积极作用。水利工程在施工建设过程中会面临很大的问题，加剧在施工过程中的工作压力。但是水利工程是一项前人栽树后人乘凉的工程，在实际工程建设中应该严格按照规定的标准制度展开，提高施工质量，让水利工程可以经久不息的为人们提供便利的服务。