反井钻机在关州电站压力管道工程中的应用

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1、2014年第9期东北水利水电工程施工[文章编号】1Oo2—0624(2O14)O9一OO17一o2反井钻机在关州电站压力管道工程中的应用谢延存(葛洲坝集团第三工程有限公司，陕西西安710075)[摘要】反井钻机施工导井具有安全性好，工作性能高，导井开挖质量好等优点，近年来越来越多的用于水利水电工程施工中。文中以关州电站压力管道斜井开挖为例。介绍了在岩层为二云片岩的斜井开挖中利用反井钻机开挖导井的施工工艺及取得的效果。[关键词】反井钻机；压力管道；二云片岩；关州电站[中图分类号】Tv732+．4[文献标识码]A1工程概况象，通过不良地质

2、带能力也要强很多。关州电站位于四川省甘孜州丹巴县境内的小金河干2反井钻机施工简述流上，电站为低闸坝引水式电站，压力管道由上平段、上斜反井钻机是连续钻进导井的机械设备，它是以正向钻井段(含上、下弯段)、中平段、下斜井段(含上、下弯段)和出导孔后反向扩挖形成导井，这是它区别于其他类型钻机下平段组成，主管总长429．84m，其中上平段长25m，上最本质的工作原理。反井钻机主要包括两大部分：井外部斜井段长139．31m(其中直线段长102m)，中平段长30分主要有主机、操作控制台、洗井循环系统、冷却系统和电m，下斜井段长159．59m(其中直

3、线段长122m)，下平段长控系统；井内部分有钻杆、稳定钻杆、导孔钻头、扩孔钻头、75．94m。上平段中心线高程为2074．93m，中平段中心线破岩滚刀等。根据关州电站压力管道斜井工程的施工要求高程1968．93m，下平段中心线高程为1845．37m，上、下和反井钻机的性能参数，实际施工中选用LM一200型反井斜井倾角均为60~。关州电站压力管道纵断面布置见图1。钻机，该机可施工200m深、直径216nlnl导孔和直径1．4m的导井。施工时首先从斜井上部向下钻一直径为216r啪导向孔，和斜井下部平洞贯通后，拆掉导孔钻头，接上扩孔钻头，沿

4、导向孔反向钻孔形成导井。3反井钻机施工工艺3．1施工程序反井钻机主要施工程序为：前期施工准备(场地平整、泥浆池和钻机基础开挖、基础混凝土浇筑、接通水电等)一反井钻机安装、校正(设备运输到安装部位、安装、调试、浇筑二期混凝土、养护等)一直径216mm导向孔施工一拆除导孔钻头接扩孔钻头一直径1．4m反向导井施工一反井钻机拆除退场。图1压力冒道纵断面布置图3．2前期施工准备关州电站压力管道围岩属二云片岩，岩性较软，岩层3．2．1基础混凝土浇筑及泥浆池施工强度较低，整体稳定性较差。为确保斜井开挖安全，同时加1)基础混凝土浇筑。反井钻机安装前，

5、首先以井简为快施工进度。决定将原方案中传统的利用钻爆法开挖导井中心浇筑70cm厚C25混凝土基础(同时在钻机前部和撑的工艺优化为利用反井钻机法开挖导井。反井钻机法与钻杆部位预留预留地脚螺栓孔)，以保证反井钻机在钻进过爆法相比，扩孔时对岩体扰动很小，一般不会产生塌孔现程中有足够的稳定性，在钻进安装就位并进行校正后浇筑·】7·工程施工东北水利水电2014年第9期二期混凝土。钻进。同时在下部平洞要派设专职人员观察，将现场实际2)泥浆池施工。在钻机基础周围适当位置，开挖浇筑钻进情况及存在的问题及时通知上部钻机操作人员，等钻一个5～6的池子，用

6、于导向孔钻进排渣及循环供浆头全部均匀接触岩石后才能正常扩挖钻进。在钻进过程(水)。地质条件较差地段采用泥浆泵供泥浆排渣；地质条中，根据岩层强度情况适时调整钻压，当岩层强度较大时件较好地段采用泥浆泵供水排渣。．可适当增加钻压，反正可减少钻压。3．2．2钻机安装就位及角度调节在钻进过程中，当钻头钻至距基础面2IT1时，要降反井钻机安装在平段与斜井相交部位，主机起钻孔口低钻压慢速钻进，直至钻头露出地面，同时要认真观察基与斜井中心线延长线吻合，首先按照钻孔中心点十字记号础周围情况，如有异常现象，要及时采取合理的处理措施。线方向放置斜井装置底板

7、，然后将主机对好位拧紧连接乱4导井扩挖施工栓，使主机和底板成为一体，再装上后支撑拉杆稳定钻机。导井钻通后，自上而下采用分层、分台阶钻爆法将斜考虑关州电站压力管道岩层主要为二云片岩，岩性较井导井扩挖至设计开挖断面，爆破石料通过导井溜至下部软，而上、下斜井直线段长度分别有102m和122m，反井平洞后用出渣设备运至渣场。在钻爆前通过爆破试验确定钻机在钻进时随着钻孔深度加深，钻杆及钻头在重力作用合理的爆破参数，使爆破后石料能顺利通过导井溜渣井，下容易逐渐下垂，造成孔斜偏差，为确保钻孔质量，经现场以防止导井堵塞。在钻爆过程中需对导井进口用钢筋

8、网封反复研究试验，确定钻杆与水平夹角定为59~，即向上抬高盖，以确保人员安全，同时严格按照“新奥法”原理施工，对1o，以克服重力对钻孔孔斜的影响。扩挖后的岩层根据围岩级别及时进行相应等级的支护，确钻杆角度确定后锁紧螺母，