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1、反井钻施工方案目 录1 概述11.1 工程概况11.2 工程地质条件21.3 编制依据22 施工布置32.1 施工道路及渣场布置32.2 施工风、水、电布置32.3 通讯42.4反井钻施工工艺准备43 施工方法53.1 施工工序流程53.2反井钻机的安装调试63.3反井钻机钻进导孔施工工艺及过程73.4反井钻机钻进扩孔施工工艺及过程134 施工安排144.1 进度控制目标144.2 质量控制目标144.3 职业健康安全管理控制目标155 斜井反井钻施工进度166 资源配置166.1 主要施工机械配置166.2 主要人力资源配置186.3 主要施工材料表197 安全文明施工197.1 施工现场面
2、貌197.2 施工现场设备和材料208 主要施工管理措施208.1 组织方面208.2 质量保证措施208.3 安全保证措施209 执行以下强制性条文2111 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198.06
3、4m，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1-1 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m8752斜井上弯段扩挖m2683斜井上弯扩挖区C20喷射砼m2010cm厚4斜井上弯扩挖区支护锚杆22，L=3m根120入岩2.9m，间排距1.5m1.5m5反井钻机水平锚点锚杆22，L=3m根20入岩2.6m，间排距1.5m/3m6反井钻机垂直起吊锚点锚杆25，L=4.5m根30入岩4.0m，间排距1.0m/1.5m7反井钻机底座基础混凝土m14C25，厚度30cm8反井钻机泥浆池及
4、排浆沟砖墙m7.52cm厚砂浆抹面951.2 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）4070，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
5、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，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、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
6、、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）；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(ZBW20-80
7、0kVA-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善洞内通风环境，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，
8、定期对集水坑和排水沟内的泥浆岩屑进行清理。2.3 通讯各工作面通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+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
9、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
10、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+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
11、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
12、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，通过经验公式确定。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
13、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=1.01.15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。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
14、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，通过在底板下方垫置斜铁等办法调整垂直度，允许
15、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、电及油管连接好就可以进行钻机的调试了。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
