麻窩水電站調(diào)壓井導(dǎo)井施工技術(shù)

羅明全

摘要：詳細(xì)介紹了麻窩水電站利用反井鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)壓井導(dǎo)井施工及質(zhì)量、安全控制措施，可為類似工程調(diào)壓井導(dǎo)井施工提供參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：水電站；施工技術(shù)；安全控制

中圖分類號：TV547.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0117-03

1工程概述

麻窩水電站位于甘孜州九龍縣子耳鄉(xiāng)杜公村和廟子坪村境內(nèi)，屬子耳河干流水電規(guī)劃的第二級水電站（子耳河系雅礱江左岸一級支流，位于雅礱江大河灣西側(cè)）。電站為引水式開發(fā)，首部閘址位于花泥溝口下游1.3km處，由左岸有壓引水隧洞和壓力鋼管引水至麻窩溝口下游左岸階地建地面廠房，壩、廠址相距10.6km。電站裝機(jī)容量32MW，多年平均發(fā)電量1.4815億kW·h，具有日調(diào)節(jié)能力。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，調(diào)壓井井身頂部設(shè)置上室，上室與交通洞（兼通氣洞）相接，下部與引水隧洞1#、2#漸變段相連接；調(diào)壓井為水室式，豎井井身斷面為圓形，內(nèi)徑4.0m，外徑5.2～5.6m，高85.5m（EL2342.8～EL2257.3m），豎井導(dǎo)井施工高度為81.7m（EL2343.4～EL2261.7m），底板襯砌厚度為1.5m，井壁襯砌厚度為0.6～0.8m，井身采用C25W6F100鋼筋混凝土。

本電站調(diào)壓室豎井采用反井鉆機(jī)進(jìn)行施工，主要闡述反井鉆機(jī)Φ250mm導(dǎo)孔及Φ1400mm導(dǎo)孔反擴(kuò)施工技術(shù)。

2施工總布置

2.1施工用電

在調(diào)壓室洞口附近布置1臺400kVA容量變壓器對調(diào)壓室豎井進(jìn)行施工供電。

2.2施工供水

調(diào)壓井豎井施工用水：在調(diào)壓井交通洞上部有一股長年天然流水，在其上部約50m高的適當(dāng)位置修建一個(gè)容量約8m³的水池，利用上部天然流水經(jīng)蓄水池接DN50PE管至豎井施工工作面。根據(jù)工期安排調(diào)壓井豎井計(jì)劃在8-9月份施工，雨量充沛，供水量能夠滿足反井鉆機(jī)施工要求。

2.3施工照明

調(diào)壓室豎井鉆機(jī)平臺施工照明沿調(diào)壓井上室及交通洞敷設(shè)照明線路，作業(yè)面安裝低壓照明燈，照度不低于200LX供反井鉆機(jī)使用。

2.4施工通道

豎井導(dǎo)井施工以調(diào)壓室上室及交通洞、引水隧洞出口、原有交通道路作為施工通道。

2.5施工通訊

施工聯(lián)系采用移動電話和對講機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)。

2.6污水處理

豎井：前期反井鉆機(jī)Φ250mm導(dǎo)孔施工時(shí)在掌子面安裝20m³/h潛水泵，將積水直接排至調(diào)壓室上室及交通洞敷設(shè)的DN100排污管中，然后通過原有施工道路排水系統(tǒng)沿原有施工道路上游沖溝排出：后期進(jìn)行Φ1400mm導(dǎo)孔反擴(kuò)施工時(shí)，施工排水從Φ250mm導(dǎo)孔中沿孔自流至引水隧洞，經(jīng)過引水隧洞出口地下埋管排污系統(tǒng)沿原有施工道路上游沖溝排出。

2.7棄渣場

豎井施工渣料棄于指定渣場。

3施工方案

3.1施工程序

調(diào)壓井豎井Φ1400mm導(dǎo)井施工遵循如下施工程序：施工平臺準(zhǔn)備→反井鉆機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑→反井鉆機(jī)安裝、調(diào)試→反井鉆機(jī)自上而下鉆Φ250mm導(dǎo)孔→反井鉆機(jī)自下而上擴(kuò)Φ1400mm的導(dǎo)井。

3.2施工方法

3.2.1反井鉆機(jī)基礎(chǔ)

為滿足反井鉆機(jī)安裝高度要求，在交通洞及上室開挖完成后，立即進(jìn)行豎井井口部位反井鉆機(jī)基礎(chǔ)部位下臥，豎井井口下臥高度擬定為1.2m，豎井井口下臥1.2m作為反井鉆基礎(chǔ)面高程，然后采用全站儀測量放線確定豎井井口基礎(chǔ)澆筑范圍，反井鉆機(jī)基礎(chǔ)澆筑尺寸長*寬*高為4m×3m×1.2m的C20混凝土基礎(chǔ)并預(yù)留二期混凝土，在基礎(chǔ)長度方向上采用松渣回填加寬5m作為操作平臺；同時(shí)因地制宜修建循環(huán)水池，在鉆機(jī)基礎(chǔ)開挖或澆筑時(shí)統(tǒng)籌考慮，循環(huán)水池深約1.5m，且頂高控制在鉆機(jī)基礎(chǔ)澆筑混凝土面以下；待鉆機(jī)就位、調(diào)試好后才進(jìn)行二期混凝土澆筑。以導(dǎo)孔中心點(diǎn)為圓心，直徑1.4m的素混凝土范圍內(nèi)，基礎(chǔ)混凝土施工時(shí)不能有任何的鋼筋或金屬塊，防止擴(kuò)孔時(shí)破壞鉆頭。

反井鉆機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式見圖1，反井鉆機(jī)基礎(chǔ)位置見表1。

3.2.2反井鉆機(jī)安裝

反井鉆機(jī)施工時(shí)，待反井鉆機(jī)基礎(chǔ)混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，將LM-250型反井鉆機(jī)（最大鉆孔深度250m）安裝在孔口的正上方，主機(jī)起鉆孔口與豎井中心線吻合。

調(diào)壓井與上室連接隧洞開挖完成后，在基礎(chǔ)混凝土正上方施工4根天錨（φ25，L=4.5m，入巖深度4m），豎井反井鉆機(jī)的主機(jī)由10T的載重汽車運(yùn)至現(xiàn)場，人工手動葫蘆將反井鉆機(jī)安裝就位：安裝后需進(jìn)行調(diào)試，采用開孔扶正器和開孔鉆桿配合定位控制角度，并確保精度。

3.2.3反井鉆機(jī)導(dǎo)孔施工

反井鉆機(jī)安裝調(diào)試運(yùn)行正常后即可進(jìn)行自上而下的φ250mm導(dǎo)孔施工，導(dǎo)孔貫通后再自下而上擴(kuò)鉆形成直徑1400mm的導(dǎo)井。在φ250mm導(dǎo)孔過程中，若遇地質(zhì)缺陷如有空洞、裂縫等漏水現(xiàn)象而不翻水或回水量較小時(shí)，應(yīng)及時(shí)起鉆采用泥漿護(hù)壁或灌注砂漿、混凝土，待達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再進(jìn)行掃孔，以避免卡鉆。

反井鉆機(jī)施工的關(guān)鍵在于導(dǎo)孔鉆孔質(zhì)量，最終導(dǎo)孔能否鉆通，考慮鉆通后的偏離誤差大小，在鉆孔過程中一方面通過測斜儀或地質(zhì)羅盤適時(shí)檢測鉆桿角度并予以校正，另一方面依靠經(jīng)驗(yàn)，針對不同的圍巖類別，實(shí)施不同的工作壓力、轉(zhuǎn)速和適時(shí)裝配穩(wěn)定鉆桿進(jìn)行控制。

反井鉆機(jī)施工Φ250mm導(dǎo)孔時(shí)為防止鉆桿隨深度的增加旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生過大彎曲、過大擺幅，保證鉆孔角度，同時(shí)保護(hù)鉆桿與孔壁的接觸磨損，采取如下穩(wěn)定鉆桿的加設(shè)方法：鉆進(jìn)2m時(shí)必須加設(shè)1根鉆桿，鉆進(jìn)8～10m時(shí)再加設(shè)1根。然后每鉆進(jìn)20m加設(shè)1根，鉆桿絲扣之間力度適中，過緊容易損傷絲扣，過松鉆桿容易脫落。加設(shè)鉆桿時(shí)采用副泵提供的較小的、均勻的動力，以免孔口周壁因振動過大開裂而難以成型。endprint

3.2.4反井鉆機(jī)導(dǎo)井施工

導(dǎo)孔施工完畢后，在對應(yīng)底部施工通道安裝Φ1400m擴(kuò)孔鉆頭后即可進(jìn)行反井鉆機(jī)擴(kuò)孔施工，反井鉆機(jī)導(dǎo)井施工圖詳見圖2，具體施工方法如下：

①擴(kuò)孔開孔：擴(kuò)孔開孔時(shí)一般圍巖破壞嚴(yán)重，鉆頭周圈難以均勻受力，因此，一般采用副泵提供較小的、均勻的動力。當(dāng)Φ1400m擴(kuò)孔鉆頭接好后，慢速上提鉆具，直到滾刀開始接觸巖石，然后停止上提，用最低轉(zhuǎn)速（5～9rpm）旋轉(zhuǎn)，并慢慢給進(jìn)，進(jìn)尺控制在10cm/h，保證鉆頭滾刀不受過大的沖擊而破壞，防止鉆頭偏心受力過大而扭斷鉆桿。給進(jìn)一些停下，等刀齒把凸出的巖石破碎掉，再繼續(xù)跟進(jìn)。

②開始擴(kuò)孔：下邊要有人觀察，將情況及時(shí)通知操作人員，等鉆頭全部均勻接觸巖石，才能正常擴(kuò)孔鉆進(jìn)。在擴(kuò)孔過程中，當(dāng)巖石硬度較大，可適當(dāng)增加鉆壓，反之可以減少鉆壓。擴(kuò)孔時(shí)要及時(shí)出渣，防止堵孔。擴(kuò)孔過程，也是拆鉆桿的過程，拆下的鉆桿進(jìn)行必要的清理，上油帶好保護(hù)帽。

鉆進(jìn)施工中要求有較為穩(wěn)定供水量，以使刀具能得到水冷卻。擴(kuò)孔施工時(shí)，鉆桿的拆卸要特別注意鉆桿卡瓦正確擺放及自身的完好程度，以免出現(xiàn)卡瓦突然斷裂，造成擴(kuò)孔鉆頭、鉆桿脫落。

③完孔：當(dāng)鉆頭距基礎(chǔ)2.5m時(shí)，要降低鉆壓慢速鉆進(jìn)，并且要認(rèn)真觀察基礎(chǔ)周圍是否有異常現(xiàn)象，如果有要及時(shí)采取措施處理，慢慢地?cái)U(kuò)孔直至鉆頭露出地面。

在擴(kuò)孔時(shí)，豎井底部周圍10m范圍內(nèi)不能有人員設(shè)備停留，同時(shí)應(yīng)在醒目位置設(shè)置標(biāo)識牌以提醒過往人員和和施工機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行警戒巡視。擴(kuò)孔石碴通過引水隧洞施工通道采用裝載機(jī)或扒渣機(jī)配合農(nóng)用車裝運(yùn)。擴(kuò)孔時(shí)，上下工作面要加強(qiáng)聯(lián)系，相互協(xié)調(diào)，以減少干擾，保證安全：擴(kuò)孔完成后拆卸反井鉆機(jī)至下一工作面，同時(shí)爆破拆除設(shè)計(jì)斷面內(nèi)的反井鉆機(jī)基礎(chǔ)。

④反井鉆機(jī)施工工藝流程見圖3。

4資源配置

豎井及斜井導(dǎo)井開挖資源配置見表2、表3。

5質(zhì)量保證措施

為確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：

①施工過程中應(yīng)嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范進(jìn)行。

②嚴(yán)格實(shí)施全過程全面質(zhì)量管理，接受質(zhì)檢部門隨時(shí)隨地開展的施工質(zhì)量檢查，最大程度避免質(zhì)量事故出現(xiàn)。

③采用開孔扶正器和開孔鉆桿配合定位控制角度，并確保精度。

④在鉆孔過程中需通過測斜儀或地質(zhì)羅盤適時(shí)檢測鉆桿角度并予以校正。

⑤根據(jù)施鉆過程中反水、鉆進(jìn)速度等判斷的圍巖情況，適時(shí)調(diào)整工作壓力、轉(zhuǎn)速和適時(shí)裝配穩(wěn)定鉆桿進(jìn)行控制。

6安全保證措施

①確保反井鉆機(jī)施工安全，對施工平臺四周進(jìn)行安全防護(hù)，具體措施如下：

調(diào)壓井井身頂部與上室交通洞連接段進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)，錨桿為Φ22，L=3.0m@2.0m×2.0m，梅花型布置；穹頂采用系統(tǒng)錨桿支護(hù)，錨桿為Φ22，L=3.0m@1.5m×1.5m，梅花型布置；網(wǎng)噴C20混凝土10cm：掛鋼筋網(wǎng)Φ6.5@20×20cm。

②為確保施工過程中不出現(xiàn)各類安全事故，保證施工安全有序開展，應(yīng)對施工全過程實(shí)施嚴(yán)格的安全控制，具體應(yīng)做到以下方面：

1）結(jié)合導(dǎo)井的施工工藝和施工特點(diǎn)的實(shí)際情況，識別和評價(jià)危險(xiǎn)源和環(huán)境因素，面對可能出現(xiàn)的突發(fā)安全事故，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定實(shí)施，減少突發(fā)事件造成的損害和不良環(huán)境影響。

2）施工中必須堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，認(rèn)真貫徹“安全生產(chǎn)、人人有責(zé)”的原則。堅(jiān)持執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)和方針、政策。

3）熟讀國家相關(guān)規(guī)章制度和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)章制度和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)施工，同時(shí)做好職工的勞動安全衛(wèi)生教育，盡量減少職業(yè)危害。

4）在交通要道及交叉路口設(shè)醒目標(biāo)志牌。施工過程中若需要通過車輛，應(yīng)遵守有關(guān)機(jī)動車輛安全管理與施工安全管理規(guī)定。

5）保證所有在崗人員都能夠勝任自身崗位，做到持證上崗，制定規(guī)范的操作流程和規(guī)章制度，并設(shè)立獎懲制度，做到獎罰分明。

6）洞內(nèi)施工所用的動力線路和照明線路，必須架設(shè)到一定的高度，線路要架設(shè)整齊，設(shè)置于洞內(nèi)的配電系統(tǒng)和布置空氣開關(guān)的部位，必須要設(shè)醒目的安全警示牌。

7）施工前，應(yīng)逐級進(jìn)行專項(xiàng)安全技術(shù)交底，落實(shí)所有安全技術(shù)措施和人身防護(hù)用品，未經(jīng)落實(shí)時(shí)不得進(jìn)行施工。

8）反井鉆機(jī)操作人員應(yīng)由身體健康、經(jīng)過考核并取得合格證的人員擔(dān)任。

9）安全防護(hù)設(shè)施的驗(yàn)收應(yīng)按類別逐項(xiàng)查驗(yàn)，并做出驗(yàn)收記錄。凡不符合規(guī)定的，必須修整合格后再行查驗(yàn)，施工期內(nèi)還要定期進(jìn)行抽查。

10）每班作業(yè)前，應(yīng)對反井鉆機(jī)與地面的固定狀況、防護(hù)設(shè)施、制動裝置、保險(xiǎn)裝置、電氣線路等進(jìn)行檢查，確認(rèn)全部合格、安全可靠并進(jìn)行空車試運(yùn)行后方準(zhǔn)操作。

7結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了麻窩水電站利用反井鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)壓井導(dǎo)井施工及質(zhì)量、安全控制措施，特別是如何保證反井鉆機(jī)鉆孔及擴(kuò)孔過程中鉆桿不發(fā)生偏斜、不發(fā)生卡鉆事故是利用反井鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)壓井導(dǎo)井施工的難點(diǎn)，本文可為類似工程調(diào)壓井導(dǎo)井施工提供參考、借鑒。endprint