印尼加蒂格德水电站上游调压井反井钻机施工工艺研究

印尼加蒂格德水电站上游调压井反井钻机施工工艺研究

杨伟任方磊

中国水利水电第十工程局四川成都610000

摘要：为了更好的进行上游调压井竖井溜渣井的施工，本文对印尼加蒂格德水电站上游调压井反井钻机施工工艺进行了一系列的研究。首先阐述了工艺的前期布置以及流程，其次详细阐述了施工方案，最后对于施工的注意要素以及质量管理进行了分析。希望通过本文，相关人士能够对于上游调压井反井钻机施工工艺有所了解，提升技术水平，保障施工质量。

关键词：上游调压井；施工工艺；钻机安装；质量控制

前言：随着科学技术的不断发展，施工技术也随之不断提升。为了更好的进行上游调压井竖井溜渣井的施工，对于印尼加蒂格德水电站上游调压井反井钻机施工工艺进行了研究。反钻进机施工工艺主要利用前期上游调压井开挖，所形成的一条施工道路作为反钻井机的临时施工设施。引水隧道上游调压井竖井的顶部高程EL.265m，底部高程EL.166m，并且其中锁口段的高度为9m。在完成施工场地的挖掘以及初期的钢筋支护工作后，需要进行锁口段以下的剩余部分的挖掘工作，以下将进行详细介绍。

一、施工前期布置与流程介绍

（一）施工布置

在进行锁口段以下部分的施工时，需要运用反井钻机，首先挖掘出一条直径为1.5m的的导井至引水隧洞，其次利用导井溜渣至引水隧洞，最后自上而下的，全面分层液压反铲直接挖出或者钻爆扩挖该导井至设计开挖线。在施工之前，要根据施工现场条件，结合反钻井机的施工特性，设置出一条人员通道，高程大概在9至10m左右。并且要将反钻井机以及各种配套设备布置在竖井EL.256的位置，其中还要包括操作车，冷却水箱等一系列设施。并且在竖井EL.256高程的平台需要用混凝土进行硬化处理，厚度大概为10cm[1]。并且在反井钻机的主机部分需要运用100cm的C20混凝土进行加固，并且将循环水池使用水泥砂浆进行保护。需要准备的主要施工设备包括反击钻机及配套设备，柴油发电机，自卸车，装载机，汽车吊和液压挖掘机等等。在施工前，需要共计至少16名施工人员，其中包括两名技术及管理人员，测量人员，设备维护人员，电工，操作人员，渣料转运人员，质检以及安全防护人员等。

（二）施工流程

在准备好施工的场地与设备后，首先要进行钻机基础浇筑，主机就位调平。其次要进行二期浇筑沉渣池砌筑，并且要从导孔由上至下进行施工，在施工过程中要启动泥浆泵或者高压泵。最后在导孔贯通后将小钻头拆除，使用大钻头，并且反向扩挖，完成施工。

二、主要施工方案

（一）钻机安装调试

在进行钻机基础混凝土浇筑后，需要在混凝土平台之上建立主机轨道。主机轨道的建设有一定要求，长度约为60cm，并且轨道下枕木规格为20*20cm，长130cm。间隔距离为60cm至80cm，随后将主机吊至轨道上，调好钻机位置。在将钻机安装时需要确保锁紧卡轨器，竖起钻架。并且在安装好钻机后拉杆，调平钻机位置。在进行调试时，用螺栓将钢垫板连接在钻架上，并且安装前拉杆及埋设预埋螺栓，再次调平钻机并浇筑二期混凝土。

（二）Ø216mm导孔钻进

由于需要进行转盘吊耦合翻转架的设备安装，因此在浇筑二期混凝土之后，需要等待一段时间，当混凝土达到一定强度后才能进行安装，并且开孔钻进。将钻机调平以后，要将动力水龙头的转速调整到预先计算好的数值，并且将其位置升高到最高位置。实现与异性钻杆相接的导孔钻头一如钻架底孔，并且用下卡瓦卡往异形钻杆的下方卡位。最后要将卡瓦放入卡座，并且用钻机的辅助设备进行钻杆的连接。在钻杆的连接完成后，要开启泥浆泵。通过泥浆泵对施工导孔进行冷却用水的供应，更好的进行由上至下的开工钻进工作。同时，对于施工低层不同，一般也会采用不同的钻压，对于松软低层和过度低层使用第钻压，坚硬低层以及稳定低层则会采用高钻压[2]。并且在进行导孔钻进时，初期一般采用高转速，第钻压的方式。

在导孔钻进的施工过程中，往往会设置稳定钻杆，目的是为了控制导孔钻进的偏斜率，保证钻进角度符合要求，确保钻孔的垂直度。一般根据实际情况会在钻头后连续布置7至8根，施工要求越高，规模越大，需要设置的也就越多。同时间距大概为8至10cm左右设置一根，采用常规钻杆。在施工时，还要根据实际情况，对背压进行调整，背压过大会导致水龙头无法进行下推进，而背压过小又会使水龙头推力过大，导致下落速度过快，容易出现卡钻现象。并且如果在水龙头已经被推进到最低位置时，停止了向下的继续推进，则需要检查棘轮的插销是否还在原处。如果被顶出的化，则证明孔内仍有石渣等杂物，需要进行洗孔。并且在石渣冲洗完成后，需要将泥浆泵关闭，同时连接钻杆。在钻杆连接完成后，在重新开启泥浆泵，并且继续进行向下钻进的工作。

（三）Ø1.4m从下往上反向扩孔施工

在Ø216mm导孔贯通后，需要对引水隧洞用之前准备的卸孔器将导孔钻头和异型钻杆进行转换，并且用装载机将扩孔钻头运送到导孔下方，使用脚手架或者其他装置进行辅助稳定。并且运用钻头和导孔钻杆将上下提吊块固定，将上下提吊块用钢丝绳连接。通过这种方式，使钻头可以离开地面约20cm。然后即可将钻头固定，并安装导孔钻杆，将上下提吊块拆卸掉，随后连接扩孔钻头。在进行施工时，需要将扩孔钻压的大小根据实际情况进行调整，并且在钻进时，液压的马达油压最高不能超过18.5MPa，副泵的最大油压也不能超过25.0MPa[3]。并且在施工时也需要注意钻压以及钻速，当钻头钻至距离基础2.5m时，要降低钻压，并且慢速钻进，同时注意观察钻头周围的实际情况以及环境变化。如果发现异常情况，要及时进行应急处理措施。可以通过将扩孔慢慢上提的方式，直到钻头露出地面。在扩孔钻进的施工结束以后，需要将钻杆拆除，并且采用钢丝绳将扩孔钻头固定在钢轨之上，首先拆除钻机上的油管和拉杆等设备，其次将主机从钻架上拆除，最后再将钻头吊牢，提出孔外。随后即可将施工场地的操作车，泵车等设备进行吊出。施工产生的渣料要及时用装载机进行装运，并且妥善处理，避免造成环境影响。

三、施工注意事项以及安全管理

在进行施工之前，需要准备好防护措施，任何机器都必须安装防护罩，防止其裸露出来的部位伤害到施工人员。同时动力电源需要停电时，必须要提前至少一小时进行通知，以便提前做好准备，避免产生卡钻等事故的发生。造导孔即将钻进下水平巷道时，需要进行安全提示，树立禁止进入的警告牌，避免发生危险。钻机在进行运转时，不得以任何理由进行渣料的清理，必须在工作之后才能进行清洗。并且扩孔在完成设备拆除之前，需要搭设安全防护屏等安全保护措施。同时，应该避免闲杂人员在施工现场围观，严谨向井下抛掷杂物。施工所用的设备必须符合标准，用电线路不得有裸露，破皮等容易发生漏电现象情况的发生。一切施工人员必须服从现场的安全管理，严厉禁止违规违章的施工作业。

结论：本文主要介绍了印尼加蒂格德水电站上游调压井反井钻机施工工艺，从工艺的前期布置与核心思想出发。首先分析了工艺的流程以及前期需要的设备以及人员，其次对于钻机安装调试，Ø216mm导孔钻进以及Ø1.4m从下往上反向扩孔施工方案进行了详细介绍，最后指出了施工注意事项以及安全管理建议。希望通过本文，可以对相关人士的反钻井机施工工艺创新有所帮助。

参考文献：

[1]雷永红.齐热哈塔尔水电站深斜井施工中反井钻的应用[J].水利水电施工，2017，15（3）：109-111.

[2]张景华.反井钻机在小断面长竖井施工中的应用[J].工业c，2016，18（8）：00191-00192.

[3]李华.抽水蓄能电站深大竖井反井钻法施工技术[J].江西建材，2017，17（15）：86-87.

作者简介：

杨伟（1985.07-），男，本科，中国水利水电第十工程局，主要从事施工技术及现场管理等工作。

任方磊（1989.05-），男，本科，中国水利水电第十工程局，主要从事现场技术等工作。