導孔在不良地質(zhì)的施工情況分析  利用反井鉆機導井法比用人工導井法安全、可靠，機械化程度高、速度快、效率高，在很大程度上能提高經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。但在施工鉆進(jìn)過(guò)程中可能會(huì )遇到斷層、裂隙、溶溝、溶槽或軟弱夾層等地質(zhì)不良段，輕則加大處理時(shí)間，影響施工進(jìn)度。重則導致卡鉆、埋鉆、掉鉆或鉆孔偏斜等惡性事故。我們在小灣電站、水布埡電站的反井鉆機豎井及斜井施工中均有發(fā)生。常見(jiàn)情況如下：  在斷層，破碎帶和煤層中鉆進(jìn)，有時(shí)會(huì )出現突然塌孔，巖塊稍大時(shí)會(huì )卡住鉆頭，此時(shí)如不加大循環(huán)水的水量和壓力，也可出現因細粒沉積卡鉆或埋鉆，被迫停止鉆進(jìn)。有輕微塌落時(shí)出現個(gè)別浮石卡住鉆桿，亦可使鉆桿不能正常旋轉，在清水鉆進(jìn)時(shí)經(jīng)常有此現象出現。  由于溶洞和裂隙等存在，導致循環(huán)水流失。由于外界水壓力不夠，致使孔內巖渣沉淀而堵塞，鉆進(jìn)無(wú)法繼續，嚴重會(huì )導致卡鉆、埋鉆。  在鉆機經(jīng)過(guò)軟弱夾層后，由于鉆機遇軟會(huì )偏斜的特點(diǎn)，導致鉆孔無(wú)法沿正常軸線(xiàn)鉆進(jìn)導致鉆孔無(wú)法滿(mǎn)足要求。  

常見(jiàn)情況的解決方法  （1）通過(guò)幾個(gè)工程的施工實(shí)踐，我們認為采用反井鉆機施工豎井、斜井時(shí)，首先應根據井位的柱狀圖對井筒所通過(guò)的巖性、斷層、溶洞、風(fēng)化帶厚度、含水層及地下水流動(dòng)情況等進(jìn)行詳細的了解與分析。對施工中可能出現的問(wèn)題和應采取的措施列入施工組織設計，并在施工前向施工人員進(jìn)行交底。負責施工的技術(shù)人員要及時(shí)掌握進(jìn)度，在預計不良地質(zhì)段前采取預防措施。具體措施如下：  （2）塌孔處理。這種現象多出現在斷層、破碎帶和松軟礫石層，一般表現為循環(huán)水正常，嚴重時(shí)循環(huán)水減少或堵塞，鉆進(jìn)扭矩增大，水泵壓力上升，此時(shí)應立即提鉆，然后再試探性鉆井，并用手扶住鉆桿，此時(shí)可感覺(jué)到井底碎石與鉆頭接觸情況，據此決定是否改清水鉆進(jìn)為泥漿鉆進(jìn)，并確定泥漿的參數以護壁。如系中間某處塌孔，應立即邊旋轉邊提升至塌孔上部，如遇巖塊阻卡導向器，可上下竄動(dòng)，不可強行提鉆，待浮石松動(dòng)后再徐徐掃孔，認為中繼續鉆進(jìn)時(shí)再將鉆頭下到孔底。否則亦應采用混漿護壁，此后方可正常鉆進(jìn)；  （3）導向器被卡。此種故障多出現于膨脹性巖層破碎帶和煤層中，此時(shí)扭矩增大。遇此情況也要進(jìn)行動(dòng)鉆提升，掃孔后繼續鉆進(jìn)，在一定時(shí)間內再行提鉆掃孔，并根據地層情況決定采用泥漿或清水鉆進(jìn)。若用泥漿鉆進(jìn)，應確定合理的泥漿參數。亦可在該段設置寬導向器護壁；  （4）鉆桿內孔堵塞。此時(shí)只有將全部鉆具提出井外進(jìn)行疏通，且應注意的是當鉆桿停轉時(shí)要將鉆頭提升至離孔底0.5m以上，以防孔底巖屑繼續堵孔。此外接鉆桿的時(shí)間應控制在5min之內；  （5）循環(huán)水流失。鉆進(jìn)中無(wú)循環(huán)水返回時(shí)可停鉆注水，如注入一定水量后循正常，說(shuō)明溶洞或裂隙與外界無(wú)水力聯(lián)系或聯(lián)系不大，此時(shí)可繼續鉆進(jìn)。如果循環(huán)水流失過(guò)多，而鉆進(jìn)扭矩又大，說(shuō)明巖渣向孔底堆積，此時(shí)應增加輔助壓氣管協(xié)助排渣。當鉆孔與外界水源相通，且水位高于鉆孔，循環(huán)水量增加，如壓力不大，流量恒定，但排渣不暢，亦可采用壓氣排渣；如流量較大，壓力很高，應立即停鉆封孔。

關(guān)鍵性技術(shù)的解決方法  在導孔鉆進(jìn)過(guò)程中有時(shí)會(huì )出現由于塌孔、水壓力不夠、停電等導致孔內石碴滯留堆積后出現卡鉆，或是導孔、擴孔施工過(guò)程中鉆桿斷裂后鉆桿、鉆頭滯留在孔內，這些情況處理起來(lái)相當困難，并且發(fā)生的頻率也較多，屬于反井鉆機導井法施工的難點(diǎn)及重點(diǎn)，在此我們根據經(jīng)驗談幾點(diǎn)體會(huì )。  1、導孔鉆進(jìn)過(guò)程中的卡鉆  我們采取了幾種方法進(jìn)行處理，其中一種方法是采取高壓水強行沖孔，在沖孔過(guò)程中起動(dòng)鉆機轉動(dòng)鉆桿，直至鉆桿轉動(dòng)提升。另外一種方法是導孔離下下平洞較近的情況下，從下往上人工打導井貫通導孔，貫通后用高壓水沖孔。  2、擴孔過(guò)程中的掉鉆  在擴孔過(guò)程中，由于鉆桿斷裂，如果擴孔鉆頭卡在已擴挖成形的孔內，此時(shí)若從下面處理非常危險。所以我們考慮從上面導孔中進(jìn)行，第一種方法：將鉆桿接上后采取鉆桿對鉆頭施加壓力使其自然墜落至下平洞。第二種方法：在孔口通過(guò)鋼絲繩將炸藥送入鉆頭卡住部位，引爆后將鉆頭震落至下平洞。該方法每次炸藥用量控制在5～8kg，對鉆頭不會(huì )構成大的損傷。  3、導孔施工過(guò)程中的鉆桿斷裂  部份長(cháng)期使用的鉆桿在導孔鉆進(jìn)及擴孔過(guò)程中可能會(huì )發(fā)生斷裂，反井鉆機單根鉆桿長(cháng)度為1m，重達180Kg。在鉆桿斷裂后，如果不將鉆桿取出，那么一方面要丟失鉆桿、鉆頭，造成經(jīng)濟。另一方面還得重新造孔，有些特殊部位還不允許重新造孔。因此如何打撈鉆具成了反井鉆機導井法施工的一個(gè)難題。為此我們發(fā)明了一種鉆桿打撈器，鉆桿打撈器的原理跟膨脹螺栓原理相同，其上部與鉆桿呈直螺紋連接，下部為椎形套，前進(jìn)過(guò)程中可以直接進(jìn)入已斷裂鉆桿的內壁，進(jìn)入內壁后，在打撈器提升過(guò)程中椎形套會(huì )張開(kāi)，與斷裂鉆桿內壁緊緊連接，越拉越緊，然后通過(guò)打撈器將孔內鉆桿提升到孔口用夾釬器固定后逐一取出鉆桿。該打撈器一次能提升40噸以上的重量。即能提取200m以上的鉆桿長(cháng)度?；灸軡M(mǎn)足取鉆要求。

 

不良地質(zhì)地層施工方法  經(jīng)過(guò)實(shí)踐，我局總結出以下兩種方法進(jìn)行不良地質(zhì)地層施工。 1、循環(huán)鉆灌成孔法   我局在小灣左岸砂石系統遇2#豎井、水布埡電站4#引水斜井、4#母線(xiàn)豎井、交通電梯井及三板溪電站的2#、4#引水豎井在鉆孔過(guò)程中遇到斷層、裂隙、溶溝、溶槽或軟弱夾層等地質(zhì)不良段，在鉆進(jìn)過(guò)程中不同程度的出現孔口不返水排碴現象。均采用循環(huán)鉆灌成孔法進(jìn)行處理。具體方法為在現場(chǎng)制備0.4~0.55水灰比的水泥砂漿或泥漿，通過(guò)灌漿設備或人工自流輸送漿液的方法進(jìn)行灌注，利用漿液填充斷層、裂隙、溶溝、溶槽，灌注漿液24小時(shí)后即可進(jìn)行鉆孔施工。這個(gè)方法實(shí)施較為安全可靠，但由于要反復取鉆、灌漿，對施工進(jìn)度影響較大。   2、強行成孔法  該方法適合于斷層、裂隙帶范圍不大，且處于豎井及斜井的深孔帶，該方法就是在豎井及斜井孔深超過(guò)100m后，在遇到斷層、裂隙后出現孔口不返水時(shí)，繼續鉆進(jìn)并不斷的用泥漿泵向孔內壓水，直至孔口返水。該方法的特點(diǎn)是利用水壓力將鉆孔時(shí)的積碴強行通過(guò)裂隙、斷層或孔口排除并堵塞裂隙里的滲水通道。我局在三板溪電站、小灣電站豎井施工均采用過(guò)該方法，對加快施工進(jìn)度方面非常有效。  在實(shí)際施工中，可根據情況兩種方法均酌情采用。