针对反井钻机在索普拉多拉水电站超深电缆竖井开挖中的应用

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1、小水电!"#0年第!期（总第#(!期）技术交流反井钻机在索普拉多拉水电站超深电缆竖井开挖中的应用周兴（北京中煤矿山工程有限公司，北京市#"""#6）摘要：大直径789$""反井钻机在索普拉多拉水电站6/!+超深电缆竖井全段高一次性钻井（!#3$+）成功，改变了超深竖井开挖需增加水平支洞的技术方案，从而极大地降低了经济和工期成本，综合效益明显。表!个。关键词：水电站；超深竖井；反井钻机；应用英片岩和小石英云母片岩互层、云母片岩和石英云!引言母片岩互层、小石英片岩和石英云母片岩互层，存目前，水电站建设大多为地下厂房式发电，各在!组微

2、弱裂隙B!&C)D=)!6!C和B/"C)DB:!&$C，类竖井工程众多，竖井工程是水电站建设的重要节无大断层通过。整体围岩较为稳定，岩石强度$"点工程，尤其是6""+以上的超深竖井开挖，事关E&"8F,，具备较好的成洞条件。整个工期建设。大量的实践证明，反井钻井施工法#开挖施工总体方案是保证竖井工期建设的重要技术措施，但在超过6""+的深竖井施工中，用反井钻机一次钻孔成井电缆竖井开挖采用“反井钻机导井法”和“人并无先例。789$""反井钻机在厄瓜多尔索普拉多工溜渣井G自上而下扩挖”的施工方案。施工程序拉水电站6/!+超深竖井一

3、次性钻孔成功，大大降为：反井钻机导孔!!/"++"反井钻机扩孔!#3$+低了工期和成本费用，无论是钻机性能还是施工技"人工自下而上扩挖!63$+溜渣井"人工自上而下术水平都达到国际先进，具有很强的示范作用。全断面扩挖及支护。水电站电缆竖井达6/!+，属于超深竖井。因"工程概况岩层条件、地质缺陷等潜在因素影响，开挖是否能索普拉多拉水电站位于南美洲厄瓜多尔共和国准确连接下水平电缆廊道非常重要。因此开挖前设境内，是保特河流域上的重要梯级水电站，为地下计了!种方案：第一，用反井钻机对竖井全高段一厂房式。电站由6台混流式发电机组成，发电水

4、头次钻孔开挖；第二，增加水平支洞，分段进行竖井为6/03&+，单机容量#&!3&8:，总装机容量开挖。$(/3(8:。方案一，用反井钻机全高段一次性完成竖井钻电缆竖井起点位于;<=开关站内，末端为电缆孔。此方案优点是机械化程度高，安全速度快，竖廊道起点，电缆井成型断面直径/+，断面面积井开挖提升系统及辅助设备只需安装和拆卸一次，!，开挖深度6/!+。地质情况为>?@*#A小石6(3$(+可减少工期和节约因增加水平支洞造成的费用。缺点是反井钻井的偏斜率精度要求非常高，要求控制收稿日期：!"#$%#!%!&在#H，一旦偏斜过大就有可

5、能成废孔，造成工期作者简介：周兴（#’($%）男，助理工程师，主要从事反井钻井工程技术与研究工作。和成本的加大。)*+,-.：!$/0#/’(122345+方案二，增加水平支洞，分段开挖。该方案需·0·技术交流G*?HH=IEJKAK;LJ($!&!"#$，%"&’(!"#)*$增加!条"#$%水平支洞（&%’&%，城门洞型），"施工过程将竖井分两段施工。该方案优点是能够控制竖井与下水平段的准确连接，降低了因竖井偏斜过大重新（!）供电。厄瓜多尔当地电压等级为##$<，电源频率为2$=>，而反井钻机是"3$<和&$=>。为钻孔的工

6、期风险。缺点是增加了水平支洞的费用，适应当地施工环境的要求，在出国前对钻机设备进以及反井钻机、竖井开挖提升系统及辅助设备的安行了改造，采用了国际先进的变频技术，专门研发装和拆卸带来的重复工期。变频启动配电柜，并加"个?))变频器来适应这综合比较(种方案及施工经验，决定采用方案种供电制式，可对各用电设备进行配电、启动、调一，确定钻机型号为)*+#$$反井钻机。速和保护等。（(）供水。保证供水的连续性，每小时不小于!方案的实施!$/!&%"。反井钻井法主要分导孔钻进和扩孔钻进(个阶（"）表土处理。电缆竖井有近2$%的表土层，段，其施

7、工工艺是将反井钻机安装在上部浇筑好的岩石风化、破碎，还有少量的枯石。国外条件有混凝土基础上或巷道上水平，从上向下进行导孔施限，没有进行传统的表土开挖打基桩，于是采用固工，采用清水或泥浆正循环洗井排渣。导孔透孔结灌浆处理，首先用地质钻造灌浆孔，然后进行水后，在下水平接换扩孔钻头，再由下向上进行扩孔泥浆灌浆施工。先在反井钻机导孔中心（电缆井的中心点）及周围半径为-&@%的圆上钻设灌浆孔施工，岩渣由钻孔落入下水平，在下水平运走。（孔径!!"$%%，孔深约&$%），然后在灌浆孔内灌反井钻机最大的缺点是无自动纠偏能力，对于注水泥浆，灌浆压

8、力为(.$*AB。精度要求高的深井来讲，对钻机性能和施工技术水（#）钻机基础施工。反井钻机是连续的机械化平都提出了非常高的要求。通过对电缆竖井的地质施工，表土需要承受钻机自重和钻头钻进工作面的条件研究，决定采用)*+#$$反井钻机（见表!）。拉力作用。鉴于电缆竖