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    反井施工
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    LM-200型反井鉆機十三陵抽水蓄能電站施工案例

    來源:www.otosister.com 作者:admin 日期:2019-03-05 06:55:06 熱度:556 ℃
    十三陵抽水蓄能電站反井鉆機施工案例
    4.1
    概況
     十三陵抽水蓄能電站是為改變北京供電質量,興建的重點建設工程,位于北京昌平縣,十三陵水庫左岸。利用十三陵水庫為下池,在水庫左岸莽山上修建蓄能上池。在電站建設中,傾斜壓力管道工程施工難度大,是電站建設的關鍵。為加快施工速度,進行用反井鉆機鉆鑿壓力管道的工業性實驗。實驗段為2號壓力管道下斜,從壓力管道中部施工支洞到北探洞,開挖斷面D5-5.6m,凈斷面D4.4-3.8m,和水平夾角50°。穿過的巖石主要為復成份礫巖,巖體為微風化至新鮮狀態Ⅱ-Ⅳ巖體,裂隙發育。沿線有F、F15、F16、F14、F20斷層以及輝綠玢巖巖脈,斷層一般寬1-3m,影響帶2-5m,透水性好。
    4.2 反井鉆機選擇及改造
    根據2號壓力管道的工程條件,選擇LM-200型反井鉆機。通過對有關參數進行計算,該機基本能滿足工程要求。但由于該機是針對地下礦山井下條件設計,鉆孔傾角60-90°。本次試驗用其鉆鑿傾角50°的斜孔,需對鉆機進行改造,改造的主要部分為:主機、穩定鉆桿、和鉆桿輸送裝置等。
    4.3 防斜措施
    反井鉆井施工中導孔是關鍵,其成敗關系到整個鉆孔工作的成敗。本次是我國第一次用反井鉆機施工大傾角深孔工程,沒有成熟的經驗可借鑒,2號壓力管道下斜段巖石為復成份礫巖,巖石的均質性差,裂隙和構造十分發育。并且對于斜孔,不但鉆孔頂角變化會導致偏斜,方位變化對偏斜影響更大,所以必須從技術上作好準備,采取可靠的鉆進措施來控制鉆孔的偏斜。
    ⑴ 選擇適宜的鉆進參數
     影響鉆孔偏斜的主要因素是鉆壓,通過計算,對于LM-200型反井鉆機,當鉆壓大于60kN時,鉆桿可能失穩,因此鉆壓控制最好不超過此值。但在此鉆壓下,鉆進速度較低,可以通過增加穩定鉆桿,提高失穩壓力,加大鉆壓,提高鉆進速度。對于復成份礫巖,鉆壓控制在10kN,鉆進速度約1.0-1.5m/h。在本次試驗鉆井參數控制的原則是:鉆孔前50m采用低鉆壓,高轉速和恒鉆速。隨著鉆孔深度的增加,摩擦阻力增長很快,逐步減低轉速,適當增加鉆壓,保持鉆速均勻。
    ⑵ 增設穩定鉆桿
        穩定鉆桿的外徑和鉆孔直徑基本相同,它保持鉆具居于井中心,減少由于鉆壓增加引起鉆具彎曲所造成的鉆孔偏斜。為達到防斜目的,至少布置3根穩定鉆桿,即近鉆頭穩定鉆桿、中穩定鉆桿和上穩定鉆桿。根據壓力管道具體情況,適當增加穩定鉆桿,并根據測斜結果進行調整。
    ⑶ 泥漿參數控制
     2號壓力管道下斜段的地質條件復雜,各種構造發育,可能會發生漏漿、塌孔、埋鉆等孔內事故。為避免或減少孔內事故的發生,采用優質NV-1鈉土配制泥漿作為洗井液。設計泥漿參數如表4。在鉆孔過程中根據地層條件,對泥漿數作進一步調整 。
    表4                          設計泥漿參數表
    泥漿參數 控制范圍 泥漿參數 控制范圍
    粘度/s 20-30 比重 1.04-1.10
    失水量/ml(30min)-1 10-15 泥皮厚度/mm 0.7-1.4
    切力/mg cm-2 0-40 PH值 8-9
    含砂量/% 1 膠體率/% >97
    為保證鉆孔方位 ,導孔鉆進時先后進行了3次測斜工作。所用的測量儀器為JJX-3型井斜儀,采用電磁原理,以螺盤定位和360°電路完成的方位機構。它不存在漂移問題。該儀器的誤差指標:方位誤差:±2°,頂角誤差:±10'。
    4.4 鉆進工作
    完成對LM-200型反井鉆機的改造后,鉆機運到現場,1992-06-04進行安裝,6月26日開鉆導孔鉆進,8月4日安裝擴孔鉆頭,8月17日完成了深203m直徑1.4m,傾角50°的2號壓力管道下斜導井。鉆孔的技術統計見表5。此后,又施工了1號壓力管道下斜段和大朝山電站2號壓力管道。
    表5              反井鉆機鉆鑿2號壓力管道導井統計
    工作內容 工作量 工作時間/h 達到指標
    導孔鉆進 直徑216mm,深203m 370.75 0.55m/h
    接擴孔鉆頭   6  
    擴孔鉆進 直徑1.4m,深191m 240.75 0.79m/h
    擴孔破巖 293.87m3 240.75 1.22m3/h
    成孔速度     130m/月
    純成孔速度     222.7m/月
    鉆孔偏斜率     1.1%

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