反井钻施工方案（2021年整理）

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1、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

2、 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 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、

3、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295，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 1-13# 高压管道上斜井反井钻施工导井主要工程量表,1,1.2 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 127330m。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

4、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，NE1060SE （NW）3080，走向以 NE3050居多，中、陡倾角；NW280310NE（SW）40 70，走向以NW300310居多，中、陡倾角。地下水埋深为 5294m。 组裂隙与洞向呈小角度相交，组裂隙与洞向交角为 4575，、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。另组裂隙在上、下斜段与洞室斜交,2,其中倾向SW 的裂隙与斜井同向，且角度相近，对顶拱稳定

5、不利。 压力管道受、组裂隙切割，岩体主要为次块状结构，围岩主要为b 类，断层出 露部位为类。 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b 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 2.196.19MPa 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-H4-6-2-16）； 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

6、强施工方案编制与审批管理的通知（新源基建2015115 号）； 5、环境空气质量标准（GB3095-2012）； 6、水电水利工程施工地质规程（NB/T35007-2013）； 7、水利水电工程斜井斜井施工规范（DL/T5407-2009）； 8、水利水电工程施工安全防护设施技术规范（DL/T5162-2013） 9、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）； 10、水利水电工程施工测量规范（DL/T5173-2012）； 11、水利水电工程施工通用安全技术规程（DL/T5370-2007）； 12、水利水电工程土建施工安全技术规程（DL/T5371-2007）； 13、水利水电工

7、程施工作业人员安全操作规程（DL/T5373-2007）； 施工布置 施工道路及渣场布置 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。 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,3,1、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。 施工风、水、电布置 供

8、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： 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； 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。 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

9、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。 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善洞内通风环境，并定期 对风带和通风机进行维护。 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

10、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 50mm 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,4,水沟内的泥浆岩屑进行清理。 通讯 各工作面通过采用无线电话和对讲机进行对外通讯联络。 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 13。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+15

11、2.807 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22，L=3m，外露 10cm，间排距 1.5m1.5m，喷 10cm 厚C20 砼封闭岩体，岩 石破碎处铺设82020cm 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25 锚杆作为天锚， 每组采用 4 根入岩 4m，外露 50cm 的25 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

12、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22， 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 45 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。 通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+16 9.0m 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

13、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+157.4S3 1+164，进洞方向洞轴线左侧，宽 2m，底部开挖至设计高 压管

14、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。 施工方法 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 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

15、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。 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，通过经验 公式确定。其经验公式如下,5,6,=0 -k1 k2 k3 为实际反井钻机开口角度； 0 设计斜井角度； 调整角度值； k1 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； k2 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

16、-300 米每增加 10m，取值增加 0.07-0.1。 k2 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=1.01.15 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可以利用吊车直接把钻机立起来。 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： 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； 泥浆泵要靠近泥浆池； 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