[發明專利]一種反井鉆機在豎井或斜井施工中的方法

在審

• 申請號: 201410336594.3
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104196442A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 郭彥明;盧代權;潘大飛;王世軍;許化棟;王孝勝;周瑞;龔婦容;凌衛軍;張卿
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第十一工程局有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/04;E21B7/28
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 白鳳武

技術領域

本發明涉及采取反井鉆機在豎井、斜井開挖中導井的施工方法，具體涉及完全可以替代傳統的人工反導井或爬罐斜井施工工藝。

背景技術

水電站多處于深山峽谷中，其引水發電系統多布置于地下，地下豎井、斜井布置很是普遍，而豎(斜)井不僅長度長且直徑大，往往是整個電站施工中危險最高，難度最大，工期最長，資源配置最多的施工項目，俗稱卡脖子工程。地下豎井、斜井開挖基本依靠傳統的人工反導井或爬罐斜井施工工藝，這種工藝安全風險大、工期長、效率低。

地下豎井、斜井開挖基本依靠傳統的人工反導井或爬罐斜井施工工藝，存在以下不足：

(1)安全風險大；

(2)工期長、效率低；

(3)超欠挖難以控制；

(4)緩傾角斜井施工中角度難控制。

采用反井鉆機施工導井，是一種安全、高效、經濟、工期短、資源配置少的施工工藝。解決以下問題：

(1)反井鉆機機身實際操作角度不小于60°，通過調整基礎混凝土面的角度，來增加機身實際操作角度，從而解決了鉆機在緩傾角斜井施工中的操作角度問題。

(2)采用膨潤土優質泥漿、水泥膨潤土混合泥漿作為洗井液，進行護壁和清渣，解決預防塌孔問題。

(3)不良地質段出現塌孔和漏水嚴重現象時，及時采取了灌注水泥漿、水泥砂漿進行回填兼固結，等強后再進行導孔二次鉆進，預防卡鉆問題。

(4)緩傾角斜井導井施工速度不宜過快，最好保持連續鉆進，這樣產生上下偏差的幾率較小。鉆孔一但出現偏斜，采用掃孔糾偏的方法效果不明顯。

(5)反井鉆機的工作原理較為先進，能適用于緩傾角斜井施工，與其他導井施工方法相比較，具有一定的進度優勢和明顯的安全優勢。

(6)施工中要注意鉆進速度，不能盲目追求高進尺，否則容易造成導孔偏斜率偏高而難以控制，甚至扭斷鉆桿。

上述鉆豎井斜井中的技術問題，有待本領域技術人員采用新的施工方法予以克服。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術存在的問題，解決反井鉆機在豎井或斜井施工中的方法。

本發明解決問題的技術方案是：提供一種反井鉆機在豎井或斜井施工中的方法，其特征在于，所述施工方法為采用反井鉆機，在上彎段上水平面擴挖區沿斜井軸線方向往下鉆一直徑為216mm的導孔，導孔形成后在下彎段將Ф216mm鉆頭更換成Ф1400mm擴挖刀盤，然后通過自下而上反拉擴挖形成直徑Ф1400mm的溜渣導井。

其中優選的技術方案是，所述反井鉆機為LM-200型。

進一步優選的技術方案是，所述鉆機每鉆進2m時加設1根鉆桿，鉆進8～10m時再加設1根鉆桿，然后每鉆進15m加設1根鉆桿。

進一步優選的技術方案還有，在所述導孔鉆進前先鉆進一個開孔，開孔鉆進時使用了開孔扶正器；開孔鉆進時開孔扶正器和開孔鉆桿配合慢速開孔，并啟動泥漿泵供漿，進行護壁和排渣。

進一步優選的技術方案還有，所述導孔鉆進工藝還包括：

(1)導孔鉆進轉速高于開孔鉆進轉速，當導孔鉆進時調節動力頭轉速，采用Ⅱ檔或Ⅲ檔，對于松軟地層和過渡地層采用低鉆壓，導孔鉆進時對于硬巖和穩定地層采用高鉆壓；

(2)離鉆透下平段3m左右時，逐漸降低鉆壓；

(3)對于導孔鉆進返出的巖渣及時清理；

(4)一根鉆桿完成后，等孔內的巖屑全部排出后，再停泵接卸鉆桿；

(5)導孔鉆透后，停止泥漿循環，但鉆機不停轉，開始向孔內加清水，直到鉆機轉動平穩，扭矩變化不大時再停鉆機；

(6)鉆進導向孔時，發現鉆具旋轉變化時，應把鉆具邊旋轉邊提高高度，再慢速向下掃孔。

進一步優選的技術方案還有，所述Ф1400mm擴挖工藝為導孔鉆透后，將擴孔鉆頭和導孔鉆頭拆卸工具運到斜井下口，拆下導孔鉆頭接上擴孔鉆頭，形成出渣系統后再向上擴。

進一步優選的技術方案還有，所述擴孔開始前，檢查處理距孔中心1.5m范圍內擴孔工作面的平整和有無錨桿，對工作面凸起的巖石用風鎬找平，有錨桿要先行取掉。

進一步優選的技術方案還有，所述擴孔鉆頭接好后，慢速上提鉆具；直到滾刀開始接觸巖石，然后停止上提，用5～9rpm轉速旋轉，等刀齒將凸出的巖石破碎掉，再繼續給進，當鉆進至5m以上，即可正常擴孔鉆進；擴孔鉆進時，發現排渣不暢，鉆頭激烈晃動，壓力不穩，鉆進困難時，將刀具下放高速旋轉。