反井钻施工方案样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。
目 录
1 概述 1
1.1 工程概况 1
1.2 工程地质条件 1
1.3 编制依据 2
2 施工布置 2
2.1 施工道路及渣场布置 2
2.2 施工风、 水、 电布置 3
2.3 通讯 4
2.4反井钻施工工艺准备 4
3 施工方法 5
3.1 施工工序流程 5
3.2反井钻机的安装调试 5
3.3反井钻机钻进导孔施工工艺及过程 7
3.4反井钻机钻进扩孔施工工艺及过程 12
4 施工安排 13
4.1 进度控制目标 13
4.2 质量控制目标 13
4.3 职业健康安全管理控制目标 14
5 斜井反井钻施工进度 15
6 资源配置 15
6.1 主要施工机械配置 15
6.2 主要人力资源配置 16
6.3 主要施工材料表 16
7 安全文明施工 17
7.1 施工现场面貌 17
7.2 施工现场设备和材料 17
8 主要施工管理措施 17
8.1 组织方面 17
8.2 质量保证措施 18
8.3 安全保证措施 18
9 执行以下强制性条文 19

1 概述
1.1 工程概况
引水系统高压管道共计3条, 由上平段、 上斜井上弯管段、 上斜井斜直段段、 上斜井下弯段、 中平段、 下斜井上弯段、 下斜井斜直段、 下斜井下弯段、 下平段及高压支管段构成。
3条斜井平行布置, 间距38.335m, 上倾53°, 包括: 1#高压管道上斜井、 1#高压管道下斜井; 2#高压管道上斜井、 2#高压管道下斜井; 3#高压管道上斜井、 3#高压管道下斜井。
本施工方案主要针对高压管道3#上斜井采用反井钻施工进行编制。
3#上斜井斜直段长198.064m, 反井钻开挖深度约220m, 斜井反井钻导孔φ295, 反扩导井2.25m直径, 斜井反井钻施工主要工程量见表1-1。
表1-1 3# 高压管道上斜井反井钻施工导井主要工程量表
编号
项目名称
单位
工程量
备注
1
斜井导井开挖
m³
875

2
斜井上弯段扩挖
m³
268

3
斜井上弯扩挖区C20喷射砼
m³
20
10cm厚
4
斜井上弯扩挖区支护锚杆Φ22, L=3m
根
120
入岩2.9m, 间排距1.5m×1.5m
5
反井钻机水平锚点锚杆Φ22, L=3m
根
20
入岩2.6m, 间排距1.5m/3m
6
反井钻机垂直起吊锚点锚杆Φ25, L=4.5m
根
30
入岩4.0m, 间排距1.0m/1.5m
7
反井钻机底座基础混凝土
m³
14
C25, 厚度30cm
8
反井钻机泥浆池及排浆沟砖墙
m³
7.5
2cm厚砂浆抹面95㎡
1.2 工程地质条件
根据设计图纸及地质勘察资料显示, 压力管道洞方向为SW236°, 斜井开挖洞径6.7m/7.2m, 上覆岩体厚度127～330m。上平段出露有不整合界面, 以不整合界面为界, 上游岩性为微风化熔凝灰岩、 凝灰熔岩、 凝灰岩, 下游为微风化中粗粒花岗岩, 压力管道大部分为此种岩性。岩体中发育有NE和NW两组裂隙, 均为共轭剪切节理, ①NE10～60°SE( NW) ∠30～80°, 走向以NE30～50°居多, 中、 陡倾角; ②NW280～310°NE( SW) ∠40～70°, 走向以NW300～310°居多, 中、 陡倾角。地下水埋深为52～94m。
①组裂隙与洞向呈小角度相交, ②组裂隙与洞向交角为45～75°, ①、 ②组裂隙及开挖面组合, 在上、 下斜段可形成不稳定块体, 在中、 下平段可形成不稳定块体, 洞室开挖过程中对这些随机产生的不稳定块体需加强支护。另②组裂隙在上、 下斜段与洞室斜交, 其中倾向SW的裂隙与斜井同向, 且角度相近, 对顶拱稳定不利。
压力管道受①、 ②组裂隙切割, 岩体主要为次块状结构, 围岩主要为Ⅲb类, 断层出露部位为Ⅳ类。
1.2.1 高压管道斜井反井钻施工工程地质分析
高压管道围岩类别主要为Ⅲb类, 局部断层部位围岩为IV类。洞室围岩水力劈裂临界压力般在2.19～6.19MPa之间, 干抗压强度为105MPa, 饱和抗压强度75Mpa, 岩石可钻性较好。
1.3 编制依据
1、 《河北丰宁抽水蓄能电站引水系统土建及金属结构安装工程施工合同》;
2、 《丰宁抽水蓄能电站工程高压管道开挖支护图》图号: ( BJ68S-H4-6-2-1～6) ;
3、 《抽水蓄能电站作业风险辨识和防范手册》( 基建部分) 土建水工施工安装;
4、 《国网新源公司关于加强施工方案编制与审批管理的通知》( 新源基建﹝ ﹞115号) ;
5、 《环境空气质量标准》( GB3095- ) ;
6、 《水电水利工程施工地质规程》( NB/T35007- ) ;
7、 《水利水电工程斜井斜井施工规范》( DL/T5407- ) ;
8、 《水利水电工程施工安全防护设施技术规范》( DL/T5162- )
9、 《施工现场临时用电安全技术规范》( JGJ46- ) ;
10、 《水利水电工程施工测量规范》( DL/T5173- ) ;
11、 《水利水电工程施工通用安全技术规程》( DL/T5370- ) ;
12、 《水利水电工程土建施工安全技术规程》( DL/T5371- ) ;
13、 《水利水电工程施工作业人员安全操作规程》( DL/T5373- ) ;
2 施工布置
2.1 施工道路及渣场布置
2.1.1对外交通及场内交通
对外交通为黄旗镇～永利村段对外交通道路。
2.1.2场内交通施工交通及渣场布置
本工程场内所利用道路主要为1号道路、 4号道路及部分便道。
本段斜井导井开挖施工主要利用引水隧洞施工支洞、 高压管道中平段施工支洞作为施工通道。其中
1、 引水隧洞施工支洞作为高压管道上斜井施工材料运输及人员通行通道;
2、 高压管道中平段施工支洞作为上斜井开挖出渣通道。
2.1.3 渣场布置
高压管道上斜井弃渣经高压管道中平段及施工支洞, 沿4号路至鞭子沟渣场, 沿线距离约2.5km。
2.2 施工风、 水、 电布置
2.2.1供风、 供水
1、 上斜井反井钻施工( 打天锚、 开挖泥浆池等) 用风量较小, 直接从高压管道上平段系统风管上接引, 反扩钻头安装锚点锚杆施工用风从中平段施工系统风管上接引。
2、 反井钻机施工中需要从外部供水用于钻机冷却及岩渣循环排渣, 具体供水要求:
( 1) 导孔钻进时循环补充水10m3/h, 用于循环排渣和冷却反井钻机液压系统;
( 2) 扩孔钻进时需水约18m3/h, 用于冷却液压系统和扩孔钻头。利用平洞内的系统水管上接引, 并在附近放置一6m3钢结构水箱供水, 同时利用泥浆池(20 m3) 储备部分用水, 作为备用供水点, 供水不足时采用水车拉水。
2.2.2供电与照明
施工用电: 除工作面的工作灯采用36V安全电压外, 其它供电均采用220V或380V电压, 所用供电线路均采用带绝缘皮的电缆。
上斜井反井钻施工用电由布置在引水隧洞施工支洞末端处变压器(ZBW20-800kVA-10/0.4kV箱式变压器)提供, 另外配置一台150KW柴油发电机作为应急电源。
照明: 3#高压管道上斜井反井钻机施工区洞顶部位安装2个200WLED灯提供施工照明。
2.2.3通风、 排烟
斜井反井钻施工不产生粉尘、 烟雾等有害气体, 但对于施工车辆以及相邻洞室施工产生的烟雾和有害气体, 主要利用支洞及平洞已有通风设备进行改进洞内通风环境, 并定期对风带和通风机进行维护。
2.2.4 排水
上斜井反井钻导孔施工废水及围岩渗水, 直接污水泵抽取至施工支洞排水沟内, 导孔反扩施工废水, 经导井流入高压管道中平段集水坑, 集水坑内放置污水泵接φ50mm白塑料水管将废水直接抽取至高压管道中平段施工支洞排水沟内进行排放, 定期对集水坑和排水沟内的泥浆岩屑进行清理。
2.3 通讯
各工作面经过采用无线电话和对讲机进行对外通讯联络。
2.4反井钻施工工艺准备
根据所选钻机型号, 并结合设计图纸尺寸及反井钻施工工艺空间需求, 对其作业场所进行扩挖, 并相应进行提吊天锚、 水平锚点施工, 扩挖及锚点设置见附图1~3。钻杆的吊运采用轨道加电动葫芦的方法, 包括往钻杆输送装置上吊运等。
3#上斜井上弯段扩挖采用人工手持手风钻利用钻爆台车进行开挖爆破, 从上弯起点S3 1+152.807以近似7.2m宽×6.7m高城门洞型扩挖至S3 1+171.0, 再以4.5m高×4.6m宽方形断面扩挖至S3 1+173.0, 扩挖完成后对扩挖洞段进行系统支护和起吊锚点施工, 系统支护采用Φ22, L=3m, 外露10cm, 间排距1.5m×1.5m, 喷10cm厚C20砼封闭岩体, 岩石破碎处铺设φ8@20×20cm钢筋网, 支护的同时将起吊天锚及水平锚点施工完成。反井钻设备起吊采用天锚配合左右水平锚点移动就位。反井钻起吊采用4组Φ25锚杆作为天锚, 每组采用4根入岩4m, 外露50cm的Φ25锚杆, 天锚布置在洞轴线顶部, 在钻孔中心点布置一组, 钻前1m处布置一组, 钻后3m, 每隔1.5m布置一组天锚, 泥浆泵放置处同样布置一组天锚, 相对应天锚两侧墙4m高处布置水平锚杆锚点, 水平锚点锚杆采用Φ22, 入岩2.6m, 外露0.4m锚杆, 水平锚点除了在天锚两侧墙布置外, 还在钻杆堆放和运输区对称布置4~5组水平锚点, 吊运钻杆锚点间距3m。下部反扩钻头安装时天锚和水平锚点参考起吊反井钻锚点设置, 天锚设置2组, 水平锚点对应设置。
经过现场踏勘斜井中心点和钻具受力偏斜计算, 反井钻机开孔位置设在洞轴S3 1+169.0m处, 钻井开孔点确定后, 根据现场施工条件由内向外依次布置操作台、 钻机、 泥浆池( 钻杆堆放和运输场地) 、 配电柜、 泥浆泵等场地具体见附图4。
反井钻基础采用C25砼浇筑而成, 砼基础厚30cm, 宽3m, 长6m, 采用小钢模立模, 砼罐车, 从C场地拌和站拉运砼料至洞内直接入仓, 振捣密实后覆盖洒水养护。反井钻基础砼满足反井钻安装强度需求后, 开始安装反井钻, 反井钻基础钢梁与基础砼, 采用打孔灌浆安装螺杆的方式与反井钻基础连接牢固。
反井钻基础一侧连接布置排浆沟, 排浆沟宽30cm, 深30cm, 采用12砖墙砌筑后砂浆抹面, 便于后期排浆沟的清理。排浆沟长22m, 纵坡2%, 将反井上来的泥浆和水排至泥浆池。
泥浆池位于S3 1+157.4~S3 1+164, 进洞方向洞轴线左侧, 宽2m, 底部开挖至设计高压管道底板。泥浆池在上部扩挖区开挖支护及之前反井钻设备吊装到位后, 采用反铲挖出爆渣后, 人工砌筑四周12墙泥浆池, 泥浆池中部设置24砖墙隔墙, 便于二次沉淀和利用。泥浆池砌筑完成后, 内部采用2cm后砂浆抹面。泥浆池和泥浆池靠洞轴线侧排浆沟后期运行期间上部覆盖5cm厚马道板, 纵向泥浆池中部铺设一道[10槽钢, 支撑马道板。泥浆池后期清理淤积采用人工清理, 人工采用小推车将泥渣运出。
3 施工方法
3.1 施工工序流程
反井钻机施工的施工工序流程如图3-1所示:

图3-1反井钻机施工流程图
3.2反井钻机的安装调试
BMC500反井钻机包括: 主机系统、 钻具系统、 液电控系统、 辅助系统、 操作系统及泥浆系统和冷却系统等。按照现场实际情况, 分别将主机、 泵站、 操作台、 起动箱等放在相应位置。
3.2.1钻机的安装就位
斜井开口坐标和倾斜角度根据地质条件和钻机的钻压、 钻速、 岩层特性等, 经过经验公式确定。其经验公式如下:

——为实际反井钻机开口角度;
——设计斜井角度;
——调整角度值;
——与围岩抗压强度有关的参数, 一般取0.95-1.20, 软岩取大值, 硬岩取小值;
——与钻杆重量有关的参数, 当采用BMC500型反井钻机深度为150 m以下的斜井时k2取1.0-1.2, 当深度为150-200m时每增加10m, k2取值增加0.05-0.07。在200-300米每增加10m, 取值增加0.07-0.1。
——是与钻压、 钻速有关的参数, 常规参数施工时, k2=1.0, 当增加钻压或增力钻速时k2=1.0~1.15
先按照钻孔中心点的十字记号线方向放置底板, 然后将基础钢梁利用基础预留的浇筑孔固定, 初凝两天, 即可把主机利用吊车放置在基础钢梁上, 将主机底座与钢梁用高强度的螺栓连接固定, 然后可等接电后立钻机也能够利用吊车直接把钻机立起来。
3.2.2操作台、 油箱副泵站及泥浆泵的就位
根据施工现场的环境合理布置操作台、 油箱副泵站及泥浆泵。最终位置如现场布置图。需要注意以下几点:
(1) 操作台的位置应选在操作手视线较好的地方, 便于操作钻机;
(2) 油箱副泵站不能距离主机和操作车太远, 以免油管长度不够;
(3) 泥浆泵要靠近泥浆池;
(4) 以上设备摆放不得影响钻杆的放置。
3.2.3钻机的定位及角度调节
斜井导孔的偏斜度, 直接决定工程的成败, 此过程分为两步:
第一步: 调整钻机方位和垂直度。具体操作为:
先用后支撑拉杆将钻机顶起, 目测前后方向与地面大致垂直即可;
第二步: 调整钻机左、 右方向与地面精确垂直。具体操作为:
采用线垂测量法, 在钻架的左右边, 各悬挂一长两米的线垂, 经过在底板下方垫置斜铁等办法调整垂直度, 允许偏差0.2‰; 其次, 利用三角法调定钻机的偏斜, 严格按照钻井的角度来调定, 然后利用磁性万能倾斜仪和手持角度仪来验证钻机的角度是否与导井的角度一致, 必要时利用经纬仪再次验证钻机的倾斜角度。然后进行钻机基础的二次浇筑, 同时安装泥浆系统和冷却系统。
3.2.4反井钻机系统的调试
上述步骤都完成后, 再将水、 电及油管连接好就能够进行钻机的调试了。首先全面检查各部件安装连接是否正确, 然后再合上电闸启动电机。启动后先观察电机和油泵的运转是否正常, 再观察主、 副泵压力表; 其空载压力为: 主泵0.8-1.2MPa; 副泵0.1-0.2MPa; 若不正常应检查处理, 正常后再启动液压马达和推力油缸空载运行。一切无误后方可进行开孔钻进。
3.3反井钻机钻进导孔施工工艺及过程
导孔钻进的过程, 也是对地层的勘探过程, 反井钻机虽然不是取芯钻进, 但根据对钻进过程观测以及返出岩屑的情况, 根据以往的经验, 能够对地层有初步定性分析和了解, 为扩孔钻进、 孔壁维护以及最后扩挖到设计直径提供参考。导孔钻进也是反井钻井施工中最为关键的一个环节, 导孔偏斜率直接关系到钻孔的成败, 导孔成功就意味着反井施工成功了80%, 因此必须高度重视。
3.3.1开孔
开孔钻进时, 应首先将基础面凿出一个斜面, 使导孔钻头能垂直斜面开孔, 调整动力头出轴转速为低转速, 开孔钻杆选用直径与φ295mm的导孔钻头同等大小而且加工精细的稳定钻杆, 再配合扶正器慢速开孔, 第1根钻杆完全进入岩石后, 再接上一根同样的钻杆继续钻进, 第3根钻杆换用普通钻杆, 这样继续钻进, 始终保持稳定钻杆紧紧贴住孔壁, 直至无法继续钻进时, 提出所有钻杆, 卸下第1和第2根特殊稳定钻杆, 换上正常的稳定钻杆, 配合正常的钻具组合, 放入孔内, 继续钻进, 这样就结束了开孔, 开始正常的导孔钻进了。
导孔开口利用开孔扶正器和钻杆配合慢速开孔, 钻进过程中应每隔10-15 m加设钻杆稳定器。
3.3.2反井钻机钻进导孔钻具布置
开孔时, 钻具布置如下: 导孔钻头＋异型接头＋稳定钻杆⑹, 之后提钻, 调整钻具布置为:
导孔钻头＋异型接头＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑴＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑶＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑸＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑺＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑼＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑾
正常钻进的钻具布置如下:
导孔钻头＋异型接头＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑴＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑶＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑸＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆⑽＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆(25)＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆(50)＋稳定钻杆⑴＋普通钻杆。钻杆布置示意见图3-2

图3-2导孔钻进钻杆布置图
3.3.3导孔钻进
(1) 一般情况下, 导孔钻进钻速高于开孔钻速, 而且应将动力头出轴转速调整为高速, 钻进过程中还需注意以下几点:
(2) 根据岩石地质条件调整合理的钻压和转速; 钻进速度必须均匀, 切忌忽快忽慢;
(3) 密切观察孔内的返浆量, 发现问题要及时采取措施;
(4) 导孔钻进返出的岩渣应及时清理, 防止岩渣流入泥浆池;
(5) 一根钻杆完成后, 须等孔内的岩屑全部排出后, 才能停泵接卸钻杆;
(6) 钻压控制, 一般情况下, 对于松软地层和过渡地层宜采用低钻压, 对于硬岩和稳定地层宜采用高钻压。司机应能根据不同的岩层调节相应的钻压和转速, 但不能使钻压和转速忽高忽低, 不利于导孔的质量, 另外, 时刻注意返碴的情况, 如遇到地层结构的变化极大或不稳定地层( 即大裂隙或溶洞等) , 造成不返碴的时候, 应进行处理。钻进导孔时, 如发现钻具旋转困难, 可能遇到裂隙或岩层塌落, 此时应把钻具边旋转边提到一定高度, 再慢速向下扫孔, 若经重复扫孔, 仍无效果时, 一定要提钻, 查明原因进行处理。
(7) 在还剩2-3m导孔钻透的时候, 应逐渐降低钻压, 并通知下水平进行警戒, 不充许有人员或机械设备经过, 以防发生事故。
(8) 导孔钻透后, 停止水泵循环, 但钻机不能停转, 直到钻机转动平稳, 扭矩变化不大、 钻具上下自如时才能停钻。
(9) 在整个导孔钻进过程中, 不得出现中途停电、 停水等情况, 如有临时停电必须提前通知钻机司机, 进行停钻返渣工作, 防止沉渣埋钻或卡钻事故发生。
(10) 导孔钻透前, 距斜井中心10m之内不能有人员作业或经过, 施工机械距离钻井中心不得小于5m;
3.3.4导孔钻进偏斜保证措施
(1) 利用开孔扶正器, 保证开孔的精度。开孔钻进时采用低转速和小钻压; 开孔时使用稳定钻杆, 根据深度进行稳定钻杆的合理组合, 及时调整, 保证开孔精度; 根据岩石状况和返渣返浆情况控制钻进速度, 岩石破碎时快速经过, 岩石较硬时减缓进尺速度, 保证钻孔精度。
(2) 合理布置稳定钻杆, 针对上斜井地质围岩情况设计了斜井专用的不旋转稳定钻杆, 外圈稳定筋不旋转, 旋转筋条稳定钻杆, 以保证稳定钻杆能真正起到稳定的作用。
(3) 导孔三牙轮钻头选用硬岩保径三牙轮钻头, 保证钻孔过程中导孔不缩径, 能够使稳定钻杆顺利经过, 并保证孔的钻凿精度。图3-3为新型的导孔钻头, 从图中可看出钻头保径合金的数量和大小, 能够保证钻孔精度的要求。
图3-3硬岩保径三牙轮钻头
(4) 利用泥浆钻凿导孔, 对于长斜孔, 钻孔沉渣量的多少对钻孔偏斜率影响非常大, 因此本工程采用泥浆作为循环液携渣。泥浆在钻井中的作用有悬浮岩屑、 携带岩屑、 稳定井帮、 冷却刀具及钻头体和润滑钻杆减小与孔壁的摩擦等。
根据工程地质条件, 泥浆的主要功能被确定为携渣。将泥浆粘度、 动静切力、 含砂量等性能参数作为重点设计及实际控制。设计泥浆参数见表3-1。
表3-1 设计泥浆参数
参数
密度
(g/cm3)
粘度
(s)
含沙量
(%)
失水量
(mL/30min)
泥皮厚
(mm)
pH值

导孔钻进
1.02~1.05
20~30
≤2
≤40
≤5
≥8
密度测定。采用相对密度计测量, 正常使用时相对密度计每天校正一次。
粘度测定。采用野外漏斗粘度计测定, 仪器使用前采用清水校正, 每次测量完仪器必须清洗干净。
含沙量测定。采用沉淀法测砂仪测量。
泥浆制作机具及材料
制作及净化机具。采用NJ-800型泥浆搅拌桶制作泥浆, 净化采用长泥浆沟槽自然沉淀。
泥浆材料。根据泥浆主要性能要求, 采用水和纯达标膨润土, 不再掺其它添加剂。
泥浆调制, 第一次制作泥浆时, 泥浆在搅拌桶中搅拌。搅拌时, 先将定量的清水加入搅拌机, 然后慢慢地加进膨润土, 开动机械搅拌, 成浆后, 打开出浆门将泥浆流入泥浆池内的储浆池中。
泥浆的搅拌方法对膨润土的溶胀程度影响很大。搅拌不够充分, 泥浆的粘度和失水量都会受到影响。泥浆搅拌完全均匀所需的时间根据搅拌机的搅拌能力、 膨润土的质量以及加料方式不同而差异, 原则上要根据搅拌试验的结果在现场决定搅拌时间。
泥浆净化及循环, 采用TBW1200型泥浆泵, 将泥浆池泥浆泵入钻杆, 然后泥浆从孔底沿孔壁与钻杆间的环空上返, 经泥浆沟槽入泥浆沉淀池, 泥浆的净化经过其自然沉淀完成。施工时, 对泥浆粘度及含砂率等重要参数实时监控, 确保泥浆质量符合使用要求。
(5) 钻机导孔钻头开孔处做成与钻进方向垂直的斜面, 保证开孔时三牙轮钻头的一个牙轮都受力, 防止开孔就产生偏斜。
(6) 开孔结束, 导孔钻进阶段采用高转速低扭矩, 根据国内或国外的经验导孔转速提高能有效的防止钻孔的偏斜, 采用一个4升马达工作来实现BMC500反井钻机的高速输出。
(7) 偏斜的测量, 电子单多点测斜仪, 用于钻井施工中测量井眼井斜、 方位、 工具面等参数。它具有自动选择串口、 自动记录采样各点的时间, 具有精度高、 界面友好、 可靠性高、 使用方便等特点。它能够采用投测( 一般用于完井的多点测量) 或吊测( 一般用于单点定向) 或自浮( 装于自浮筒内) 等方式测量。现场人员只需设定好初始延时时间和测量间隔时间后将仪器下井, 便可自动测量并将数据存储在探管内的存储器中, 待探管提到地面后与计算机联机通讯, 进行测量数据处理得到井斜、 方位、 工具面等参数, 定向井工程师输入对应的井深后进一步计算能够得到井眼轨迹和狗腿度等数据。斜井偏斜测量宜采用导孔每钻进50m停钻, 使用测斜仪进行一次测斜工作。
(8) 恒压钻进是保证钻进导孔精度的另一个重要措施, 钻进过程中除非地质条件发生变化, 否则不得随意更改钻进参数, 防止钻进速度忽快忽慢, 造成人为的偏斜。
3.3.5纠偏方案
采用灌浆回退重新钻进的方式进行
(1) 偏斜量的重复测量: 如偏斜较严重, 即经测量, 出现了钻孔偏斜角度大于2°的偏斜。此时应向上提出导孔钻具, 对光壁导孔的内孔, 进行测量。测量前需进行仪器地面校准, 实施井斜复测, 以确认井斜角和井斜方位角。测量间距采用10m一测的方式进行。每隔10m测量一次井斜, 以确定井斜最初发生的深度。
(2) 灌浆至井斜开始突变增大的深度。灌浆过程中, 水泥砂浆中应加入速凝剂, 设计初凝时间在12h, 配比按照速凝剂说明书进行调配, 在水泥砂浆导入导孔之前, 混入速凝剂。
(3) 如导孔孔内有积存水, 应制作导孔内小型吊桶, 将水淘净后, 再进行灌浆。如有赋存地下水时, 应采取注浆等措施将导孔下段封闭。
(4) 初凝并有一定强度后, 按照纠偏钻具组合进行钻进。
(5) 纠偏钻具组合: 导孔钻头+异形转接+普通钻杆+普通钻杆+稳定钻杆+稳定钻杆+反井钻杆⑽+稳定钻杆+反井钻杆⒇+稳定钻杆+反井钻杆
(6) 重新钻进的过程中, 注意观察返渣情况, 如返渣中带有原始岩体, 宜每隔10m进行一次不提出钻具的测斜, 以确认是否实现了纠偏。
(7) 纠斜操作的终止: 当导孔钻进的方向指向设定的透孔位置时, 停止纠斜钻进。此时钻孔偏斜角度的计算公式为:

其中, P为水平偏距, HL为下水平深度, H为当前钻井深度。
考虑到有线随钻测斜仪处于斜向器的上方, 其测得的钻孔偏斜角度和方位角与钻头处所处的钻孔偏斜和方位角有所不同。需要经过修正方可使用测定值。修正钻孔偏斜示值的计算公式如下:

其中, 为斜向器方位角, 为上式中所计算的钻孔偏斜角度, A为修正系数取值0.9。
(8) 提钻进行光孔复测。
(9) 恢复正常钻进的钻具组合, 进行钻进。
3.3.6故障排查
施工过程中若遇机械设备故障只需更换零部件维修即可。若孔内返水量极少甚至不返水, 则说明遇到了断层、 裂隙或溶洞等地质构造, 应进行灌浆处理, 操作方法为: 将钻杆提出, 将水泥浆沿孔壁倒入, 直到灌满钻孔, 等待2天后方可重新开钻。
还有一种情况, 孔内不漏水, 但钻具旋转困难且不进尺, 有可能遇到了破碎带或岩层塌落, 也需要进行灌浆处理, 具体操作方法为: 将钻杆提出抽干孔内存水, 再将水泥浆倒入孔内, 直到将钻孔灌满为止, 2日后待水泥完全固化方可重新开钻。
BMC500反井钻机的优点, 能够经过调节钻进参数, 使导孔保持恒压钻进, 导孔钻进关键的参数部分是钻压、 转速的设定, 钻进参数合理可实现恒压钻进, 所有的参数都可经过计算机控制显示在显示屏, 方便操作人员对钻机进行控制, 遇到地层不稳定或是其它问题能够及时处理。
3.3.7应急预案
1) 导孔应急预案:
如果纠偏效果不理想或是没有效果, 只能采用定向钻进法钻凿导孔。导孔出现涌水, 采用注浆方法来止水。导孔过程中出现塌孔时采用灌浆的方法来经过塌孔地层。
2) 裂隙或断层应急预案:
本次斜井施工应用泥浆来进行导孔的钻进, 泥浆有护壁作用, 如果裂隙或断层较大, 很难经过时, 采用压力注浆来进行经过。
3.4反井钻机钻进扩孔施工工艺及过程
3.4.1扩孔钻进及故障排查
扩孔钻进时, 为防止先导孔孔壁因扰动而塌落岩块, 造成稳定钻具的堵塞等事故, 需要将孔内稳定钻具全部提出, 只保留扩孔钻头上部一或两根稳定钻具即可, 钻进过程中其它还需注意的有以下几点:
(1) 拆去洗井液胶管, 并把冷却器出水接到井口, 供给扩孔钻头, 以冷却扩孔钻头并消尘。
(2) 调节动力水龙头出轴转速为预定值, 即低转速。
(3) 在扩孔钻头刚接触岩石时, 因岩石表面不平整, 为防止扩孔钻头剧烈晃动而损坏刀具, 应采用低钻压、 低转速, 待扩孔钻头全部入孔后, 方可进行加压正常钻进。
(4) 扩孔钻压的大小是根据地层的具体情况及钻井的深度而定的, 从刀具的使用寿命来说, 一般不宜超过300kN。
(5) 在扩孔钻进开始前, 必须检查并处理距离钻孔中心2.25m范围内, 工作面的平整情况和有无锚杆, 对工作面凸起的岩石用风镐等找平, 有锚杆要取掉。并以每小时0.5m的钻进速度慢速钻进, 当钻头完全进入孔内后, 进行正常的扩孔钻进。
(6) 扩孔钻进时, 发现排渣不畅, 钻头激烈晃动, 压力不稳, 钻进困难时, 可能是有大块矸石落在刀具上挤压刀具所致, 此时将刀具下放一定距离, 多次高速旋转, 将矸石甩掉, 若无效果时, 把钻头下放到底进行处理。
(7) 正常扩孔时, 必须及时将岩渣清除运走, 下孔口不能堵塞。扩孔时, 工作人员绝对不允许到下口处5m范围内, 防止落石砸伤, 如果必须经过时, 应用电话通知上水平, 停止扩孔钻进, 然后经过, 经过后, 再通知上水平, 才能扩孔施工。
(8) 扩孔钻进时, 时刻观察冷却水的供给情况, 不允许打干孔, 防止损伤钻头。
(9) 正常扩孔时要根据进尺速度和导孔记录进行钻压和旋转压力的调节, 岩石较软时, 要低钻压、 高扭矩。岩石较硬时, 要高钻压、 低扭矩, 经常卡钻时, 要降低钻压, 在将扩透时, 必须降低钻压和扭矩, 直到扩孔钻头露出。
3.4.2扩孔施工过程
在安装扩孔钻头之前, 需要确定井下透孔位置无锚杆等金属支护结构。如有锚杆, 需要先行处理, 才能进行扩孔作业。接上扩孔钻头, 为了使大直径钻头平稳扩孔作业, 在开始扩孔工作开始后, 钻进参数设定为小扭矩、 小钻压进行最初扩孔, 待扩孔钻头完全入孔后, 开始正常的扩孔钻进。首先进行了多次系统参数调整试验, 经对钻进参数对比后, 选定了最合理的钻进参数确定为扩孔钻进的参数。
4 施工安排
4.1 进度控制目标
根据当前实际施工情况, 结合施工总进度计划安排, 并参考类似工程施工经验, 3#上斜井反井钻施工完工日期暂定为 1月31日。
4.2 质量控制目标
4.2.1 实体目标
工程合格率100%; 建筑工程单元工程优良率达到90%以上; 机电设备及金属结构安装工程单元工程优良率为93%以上; 不发生8级及以上工程质量事件, 杜绝较大质量缺陷。
4.2.2 质量管理目标
质量通病防治率90%及以上; 标准工艺应用率90%及以上; 强制性条文执行率100%。
4.3 职业健康安全管理控制目标
4.3.1安全管理目标
1、 员工( 包括外协队员工和临时用工) 岗前安全培训率100%、 操作技能培训率
100%;
2、 不发生违反《中央企业安全生产禁令》、 《隧道施工安全九条规定》和《企业安全生产应急管理九条规定》行为;
3、 重大事故隐患监控率达100％, 在规定的时间内安全隐患整改率100%;
4、 危险性较大的分部、 分项工程专项安全技术措施编制、 审批、 交底率100%;
5、 安全管理人员、 特种作业人员持证上岗率达100%;
6、 各施工区专、 兼职安全员到位率100%;
7、 特种设备检验率100%, 重要设施、 危险部位的安全防护设施完好率100%;
8、 生产安全事故综合预案、 专项预案、 现场处理方案编制率100%;
9、 按要求开展各项安全生产专项活动;
10、 贯标工作培训、 贯标标准普及率100%;
11、 职业病危险项目申报率100%;
12、 工作场所职业病告知率、 职业病危害因素检测率、 主要危害检测合格率100%;
13、 从事接触职业病危害作业劳动者的职业健康体检率100%;
14、 安全考核评定及时率100%;
15、 实现电力施工企业安全标准化项目达标评审标准。
4.3.2事故控制目标
1、 生产性事故死亡人数( 含民工) 为”零”;
2、 不发生重伤以上的安全责任事故或其它性质严重、 社会影响较大的安全事故, 轻伤率控制在3‰以内( 含民工) ;
3、 不发生分包商生产性责任事故、 负同责及以上的一般及以上的交通事故、 负管理责任的自然灾害事故、 火灾事故;
4、 不发生施工机械设备( 含特种设备) 、 财产损失事故; 不发生《电力生产事故调查暂行规定》所规定的重大及一般设备事故;
5、 不发生环境污染事故和环保违规事件;
6、 不发生事故瞒报、 谎报、 拖延不报等行为;
7、 不发生群体性伤害和非传统安全事件或其它性质严重、 社会影响较大的安全事故;
8、 不发生职业危害事故;
9、 不发生坍塌事故、 爆破事故;
10、 不发生火工材料丢失事件;
11、 不发生群体食物中毒事件;
12、 触电致伤事故发生率为”零”;
13、 不发生因质量问题引发的工程安全事故。
4.3.3环境方针和环境目标、 指标
环境方针: 科学管理 诚信守法 注重环保 持续改进
环境目标、 指标:
1、 施工污水排放符合GB 8978-1996二类二级及地方相关要求指标;
2、 施工场界噪声符合GB 12523- 标准;
3、 施工粉尘排放符合GB 16297-1996标准。
5 斜井反井钻施工进度
根据当前实际施工情况, 结合施工总进度计划安排, 并参考类似工程施工经验, 反井钻导孔施工强度7m/天, 反井钻导孔反扩施工强度5m/天, 3#上斜井反井钻施工初步计划 11月20日~ 3月15日完成, 总工期148天。
施工进度计划横道图见附图5。
6 资源配置
6.1 主要施工机械配置
斜井施工主要施工机械配置见表6-1。
表6-1 主要施工机械配置表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
反井钻
BMC500
台
1
172.5kw
2
泥浆泵
TBW-1200/7B
台
1
180kw
3
手拉葫芦
10t
台
2

4
手拉葫芦
5t
台
2

5
手拉葫芦
2t
台
2

6
手风钻
YT-28
台
5

7
空压机
20m3
台
3

8
侧翻装载机
LG850
台
1

9
反铲
921C
台
1

10
自卸汽车
15t
台
4

11
全站仪
莱卡402
台
1

12
潜水泵
2.2kw
台
3

13
注浆机
GS
台
1

14
砂浆搅拌机
HJ200
台
1

15
搅拌桶
ZL2×200
台
1

16
电焊机
BX-500
台
1

17
轴流通风机
2×55KW
台
1
中平洞
18
轴流通风机
37KW
台
2
中平段洞口
19
轴流通风机
2×110KW
台
1
上平洞
20
变压器
ZBW20-800kVA-10/0.4kV
台
1

21
柴油发电机
150KW
台
1

22
油罐车
8t
台
1

23
砼搅拌机
JS500
台
1

24
随钻测斜仪
SMWD-76S
套
1

25
液压自动上料喷浆车
WPZ-7×2
台
1
7m³×2/h
6.2 主要人力资源配置
斜井施工主要劳动力计划见表6-2。
表6-2 主要劳动力计划表
序号
工种名称
单位
数量
备注
1
反井钻司机
人
3

2
手风钻钻工
人
10

3
装载机司机
人
2

4
反铲司机
人
2

5
汽车司机
人
8

6
空压机工
人
2

7
水电工
人
2

8
修 理 工
人
2

9
技术、 测量、 管理人员
人
12

10
安全人员
人
3

合 计

46

6.3 主要施工材料表
表6-3 主要施工材料表
序号
名称
型号或规格
单 位
数 量
备 注
1
钢筋
Φ25/Φ22
t
0.5

2
水泥
PO42.5
t
10

3
砂

t
30

4
瓜米石

t
10

5
中小石

t
20

6
柴油
-20#
t
5

7
膨润土
灌浆专用

4

7 安全文明施工
7.1 施工现场面貌
1、 施工现场管理要规范, 干净整洁, 做到无积水、 无淤泥、 无杂物、 材料堆放整齐, 严格遵守”工完、 料尽、 场地净”的原则, 完成一处, 清理一处, 不留垃圾, 不留剩余施工材料和施工机具, 各种设备运转正常。
2、 施工现场临建设施布局设置符合业主统一规划, 并满足安全、 防火、 防盗和便于拆除移动的要求。
3、 工程主要作业场所实行管理区域责任制, 进行挂牌施工, 管理责任落实到人, 定期检查及评比。施工现场所有施工管理人员和操作人员必须着装统一整洁, 佩戴上岗证、 戴安全帽( 印有单位名称及明显标志) 进行作业。专业管理人员, 如专职安全工程师、 安全员、 质检人员等安全帽分别在帽正面印”安全监察”和”质检”字样标识, 兼职安全员右臂佩戴安全员专用红袖套, 保证现场管理规范有序。
7.2 施工现场设备和材料
1、 材料进场、 使用要登记清楚, 管理规范到位, 无漏登记、 规格出现偏差错误的情况发生。
2、