反井钻施工技术在水电工程深竖井中的应用.pdf
杜东卓
[摘 要]文章此次的研究根据项目典例，对反井钻施工技术在水电项目深井建设中的使用展开了分析与讨论，通过实践结果显示，这个技术能够大大减少施工时间，并能够为后期工作的开展带来较好的施工环境。尽管所选用的实际参数并没有普遍的适应性，但工作中所使用的方式与观念对同类项目依旧有参考与借鉴的作用。
[关键词]反井钻技术；水电项目；深竖井；应用；分析
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0341-01
反井钻工艺是一个成熟的工艺技术，在国内的煤矿开采、地质勘查等领域施工中取得了较大的使用，而且逐渐频繁的使用到其它方面。在水电站调压井施工过程中，反井钻技术工艺取得了较好的使用，并能够安全迅速的开展深竖井的导井工作。但是反井钻技术工艺专业技能要求很高、施工专业性大、施工费用很高，但就施工稳定、施工时间等方面统一考虑，在具有相关条件的状态下使用反井钻技术是个可行的施工计划。
1、工程典例
某水电站处在山区，工程施工结束后的重要工作是用于发电，由此符合地区工农业发展对电力的要求，在该基础上，项目还具有降低洪涝问题对下游区域的干扰、进行水产养殖、开发旅游业等多方位利益。水电站采取混合式研发，以发电作为单个发展目标。枢纽施工包含三大部分：首部枢纽：是电站入水口、阻水坝等结构构成；引水项目：由压力系统、调压室、引水结构等结构组成；厂区枢纽：是嘱咐厂室、开关阀、运作控制办公室等部分构成。
2、反井钻施工技术在水电项目中的使用
2.1 使用背景
在原来的项目施工中，反井钻施工技术重点使用在煤矿通风等方面，随着这一技术的日益成熟与进步，近些年，逐渐在水电项目调压系统、排水系统以及通风系统等项目建设领域实现使用。这次研究所含项目的调压井是垂直竖井，深度为179.9m，引水系统和调压井底端垂直交叉。在最初建立调压井工作计划时，设计者曾总结出采取人工钻爆法的措施，在后期的探究中，每个人对调压井地形、可靠、通风、支撑、交通等状况的全面研究，发现这次项目具有采取反井钻施工工艺的相关条件。但通常情况下，反井钻操作计划在技术标准、工作难度、成本投入等方面会多于人工钻爆法，可是这个方案能够大大提升工程速度，降低工期负担。在全面思考多方面因素的前提下，最后确定选择反井钻技术进行调压井的导井工作。
2.2 设备选用
因为竖井项目的钻孔方向、深度均已经明确，所以只要对导井直径实现确认就行。因为溜渣属于导井的重要功能，所以，如果直径偏小，不但会极易出现堵塞，而且会加大扩挖过程中的人工劳动量，不利于保证操作速度；如果直径偏大，将会大大增加工程施工的费用。因此，对导井直径展开科学选用就显得十分关键。由此，设计者结合相关信息展开了研究与分析，最后确定此次项目中调压井导井直径是1.4米。
结合导井直径、大小、方向等对反井钻设备进行研究、对比与验算，便于从中选择出最满足这次项目建设要求且具备很高经济性的机器，最后确定这次项目选择BMC300型设备。
2.3 工程施工
（1）准备过程
早期准备：调压井结构开挖工作完成后，就能够开展循环水槽、沉淀池和反井钻设备基坑的施工工作。之后，对基坑展开清理，直到完整岩石；测量砼的基础线，实施C25砼灌浇，并且留出地脚螺栓洞。
反井钻设置：选择M25水泥浆液安装地脚螺栓，轨道设置完成后就能够吊装反井钻设备。吊装完工后，由相关技术者对钻机展开重复调整，保证钻孔角度彻底瞄准竖井轴心线，之后利用地脚螺栓来稳固。在调压井上室安装反井钻设备工具，并按照具体状况配置足够的稳固钻杆。都施工完成后，按照钻机应用流程对每个系统展开主次检验，保证设施处在稳定的运作状态，防止施工由于各种事故被迫暂停，详情如图1所示。
辅助装置：施工管理所用辅助装置包含水箱、循环水槽、沉淀池等，而且，还需根据配比检验明确的比例生产一定总量的循环液。
（2）施工阶段
先导孔施工：在反井钻设备调试完成且确定合格后，就能够利用Ф241毫米钻头根据从上到下的工序开展先导孔的施工。在钻进大概1米后，技术人员需要对孔斜误差展开检测，如果满足设计标准就能够一直钻进，要不然就需停止钻井且再次打孔。在整个钻进环节，施工人员要对钻杆的运行速度和钻进速度实施严格的管理，而且，对产生的岩屑展开研究，由此识别导井围岩的具体状况。
反向孔施工：先导孔钻进操作完成后，就能够实施反向扩孔。在这次项目中，选择1.4米的增孔鉆头，先从底部瞄准钻杆轴心，之后钻进对接，慢慢提升钻头，指导滚刀和岩面相触碰。这时，选择最小运行速度慢慢钻入，防止钻头滚刀和围边岩体受到太大的冲击。在扩孔过程，技术人员要随时把钻进状态汇报给工作人员，等钻头都均匀触碰岩石后接着进行稳定的扩孔钻入工作。在整个扩孔过程中，技术人员要按照地质环境的改变对钻入速度及循环液展开调节，拆下的钻杆要上油并佩戴安全帽。当钻头和地表距离缩减至2.5米时，要合理减少钻速，慢慢扩孔指导所有施工完成。值得注意的是，在扩孔工作的同时要落实好出渣任务，防止由于出现堵孔现象而阻碍整个工程进度。
拆卸去除机器：待所有施工工作都结束后，就能够拆除钻机。第一，要密封导井顶部孔洞，防止人员和设施掉进其中；第二，选择Ф48毫米的脚手架管来支护龙骨，且以Ф25毫米的钢筋刚哥来固定，最后满铺马道板且捆绑稳固。在钻机拆移的时候，操作人员要注意做好安全控制措施，防止出现各种安全问题。
孔斜管理：针对孔斜的严格管理是确保钻孔性能的决定性要素，还是关系着反井钻建设能否满足预期目标的关键部分。通过实践经验显示，孔斜的出现不仅有裂缝、软弱土层等地质因素的干扰，还包含检测误差、施工不当、钻机没有固定安置等人为因素的阻碍，所以，在钻进打孔之前，施工人员必须提前调整钻机，确保开孔位置和角度的精准性。在钻进环节，也应注重经过加设辅助限位调整设备、固定钻杆等装置以保证钻孔、钻头和钻杆中的同心度，且对钻入速度展开有效管理，真正实现科学钻入。如果在钻进环节受到不良地质环境，要采用浇筑等方法来解决。
3、结语
总而言之，反井钻操作技术存在适应性高、工作速度快等特点，能够符合不同岩层环境下的工作要求。尽管这个技术的费用非常高、施工专业性很强、对施工与工作人员的技能水平由很高的需求，但在操作环节确能够在很大程度上降低深竖井的施工风险，和原来一般采取的人工爆破施工比较，能够为施工稳定带来更加稳定的保障。这次项目迅速、稳定的结束了深竖井施工内容，不仅保证了按时竣工，还降低了施工费用，获得了较大的经济利益，尽管数使用的相关参数并没有较大的适用性，可是施工过程所使用的方式与观念对同类项目依旧有参与与借鉴作用。
参考文献
[1] 彭爱华，吴世斌，唐鹏飞.白鹤滩水电站左岸尾水排风竖井大直径反井钻机一次成型施工技术的应用[J].水利水电技术，2015，46（S2）：35-37.
[2] 廖湘辉，周恒，赵楚，余维，韦仕龙.巴基斯坦N-J水电工程调压竖井滑模的设计与施工技术[J].水利水电技术，2016，47（01）：67-70+75.endprint
