羅明全

摘要：詳細介紹了麻窩水電站利用反井鉆機進行調壓井導井施工及質量、安全控制措施，可為類似工程調壓井導井施工提供參考、借鑒。

關鍵詞：水電站；施工技術；安全控制

中圖分類號：TV547.3 文獻標識碼：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，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）。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。電站裝機容量32MW，多年平均發(fā)電量1.4815億kW·h，具有日調節(jié)能力。

根據設計圖紙，調壓井井身頂部設置上室，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；調壓井為水室式，豎井井身斷面為圓形，內徑4.0m，外徑5.2～5.6m，高85.5m（EL2342.8～EL2257.3m），豎井導井施工高度為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。

本電站調壓室豎井采用反井鉆機進行施工，主要闡述反井鉆機Φ250mm導孔及Φ1400mm導孔反擴施工技術。

2施工總布置

2.1施工用電

在調壓室洞口附近布置1臺400kVA容量變壓器對調壓室豎井進行施工供電。

2.2施工供水

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

2.3施工照明

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

2.4施工通道

豎井導井施工以調壓室上室及交通洞、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進行通訊聯(lián)絡。

2.6污水處理

豎井：前期反井鉆機Φ250mm導孔施工時在掌子面安裝20m³/h潛水泵，將積水直接排至調壓室上室及交通洞敷設的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：后期進行Φ1400mm導孔反擴施工時，施工排水從Φ250mm導孔中沿孔自流至引水隧洞，經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

調壓井豎井Φ1400mm導井施工遵循如下施工程序：施工平臺準備→反井鉆機基礎混凝土澆筑→反井鉆機安裝、調試→反井鉆機自上而下鉆Φ250mm導孔→反井鉆機自下而上擴Φ1400mm的導井。

3.2施工方法

3.2.1反井鉆機基礎

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

反井鉆機基礎結構形式見圖1，反井鉆機基礎位置見表1。

3.2.2反井鉆機安裝

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

調壓井與上室連接隧洞開挖完成后，在基礎混凝土正上方施工4根天錨（φ25，L=4.5m，入巖深度4m），豎井反井鉆機的主機由10T的載重汽車運至現(xiàn)場，人工手動葫蘆將反井鉆機安裝就位：安裝后需進行調試，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反井鉆機導孔施工

反井鉆機安裝調試運行正常后即可進行自上而下的φ250mm導孔施工，導孔貫通后再自下而上擴鉆形成直徑1400mm的導井。在φ250mm導孔過程中，若遇地質缺陷如有空洞、裂縫等漏水現(xiàn)象而不翻水或回水量較小時，應及時起鉆采用泥漿護壁或灌注砂漿、混凝土，待達到規(guī)定強度后再進行掃孔，以避免卡鉆。

反井鉆機施工的關鍵在于導孔鉆孔質量，最終導孔能否鉆通，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羅盤適時檢測鉆桿角度并予以校正，另一方面依靠經驗，針對不同的圍巖類別，實施不同的工作壓力、轉速和適時裝配穩(wěn)定鉆桿進行控制。

反井鉆機施工Φ250mm導孔時為防止鉆桿隨深度的增加旋轉產生過大彎曲、過大擺幅，保證鉆孔角度，同時保護鉆桿與孔壁的接觸磨損，采取如下穩(wěn)定鉆桿的加設方法：鉆進2m時必須加設1根鉆桿，鉆進8～10m時再加設1根。然后每鉆進20m加設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。加設鉆桿時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反井鉆機導井施工

導孔施工完畢后，在對應底部施工通道安裝Φ1400m擴孔鉆頭后即可進行反井鉆機擴孔施工，反井鉆機導井施工圖詳見圖2，具體施工方法如下：

①擴孔開孔：擴孔開孔時一般圍巖破壞嚴重，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Φ1400m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，用最低轉速（5～9rpm）旋轉，并慢慢給進，進尺控制在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。給進一些停下，等刀齒把凸出的巖石破碎掉，再繼續(xù)跟進。

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

鉆進施工中要求有較為穩(wěn)定供水量，以使刀具能得到水冷卻。擴孔施工時，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，造成擴孔鉆頭、鉆桿脫落。

③完孔：當鉆頭距基礎2.5m時，要降低鉆壓慢速鉆進，并且要認真觀察基礎周圍是否有異?，F(xiàn)象，如果有要及時采取措施處理，慢慢地擴孔直至鉆頭露出地面。

在擴孔時，豎井底部周圍10m范圍內不能有人員設備停留，同時應在醒目位置設置標識牌以提醒過往人員和和施工機械設備，并進行警戒巡視。擴孔石碴通過引水隧洞施工通道采用裝載機或扒渣機配合農用車裝運。擴孔時，上下工作面要加強聯(lián)系，相互協(xié)調，以減少干擾，保證安全：擴孔完成后拆卸反井鉆機至下一工作面，同時爆破拆除設計斷面內的反井鉆機基礎。

④反井鉆機施工工藝流程見圖3。

4資源配置

豎井及斜井導井開挖資源配置見表2、表3。

5質量保證措施

為確保施工質量符合標準，應做到以下幾個方面：

①施工過程中應嚴格依照相關規(guī)范標準和操作規(guī)范進行。

②嚴格實施全過程全面質量管理，接受質檢部門隨時隨地開展的施工質量檢查，最大程度避免質量事故出現(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羅盤適時檢測鉆桿角度并予以校正。

⑤根據施鉆過程中反水、鉆進速度等判斷的圍巖情況，適時調整工作壓力、轉速和適時裝配穩(wěn)定鉆桿進行控制。

6安全保證措施

①確保反井鉆機施工安全，對施工平臺四周進行安全防護，具體措施如下：

調壓井井身頂部與上室交通洞連接段進行系統(tǒng)支護，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，錨桿為Φ22，L=3.0m@1.5m×1.5m，梅花型布置；網噴C20混凝土10cm：掛鋼筋網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，應對施工全過程實施嚴格的安全控制，具體應做到以下方面：

1）結合導井的施工工藝和施工特點的實際情況，識別和評價危險源和環(huán)境因素，面對可能出現(xiàn)的突發(fā)安全事故，嚴格按照相關規(guī)定實施，減少突發(fā)事件造成的損害和不良環(huán)境影響。

2）施工中必須堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，認真貫徹“安全生產、人人有責”的原則。堅持執(zhí)行國家有關安全生產的法律、法規(guī)和方針、政策。

3）熟讀國家相關規(guī)章制度和規(guī)范標準，嚴格依照相關規(guī)章制度和規(guī)范標準施工，同時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醒目標志牌。施工過程中若需要通過車輛，應遵守有關機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，并設立獎懲制度，做到獎罰分明。

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

7）施工前，應逐級進行專項安全技術交底，落實所有安全技術措施和人身防護用品，未經落實時不得進行施工。

8）反井鉆機操作人員應由身體健康、經過考核并取得合格證的人員擔任。

9）安全防護設施的驗收應按類別逐項查驗，并做出驗收記錄。凡不符合規(guī)定的，必須修整合格后再行查驗，施工期內還要定期進行抽查。

10）每班作業(yè)前，應對反井鉆機與地面的固定狀況、防護設施、制動裝置、保險裝置、電氣線路等進行檢查，確認全部合格、安全可靠并進行空車試運行后方準操作。

7結語

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