BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用-2006.3.21修改.doc

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1、BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用摘要：溪洛渡地下排风斜井长约216.00m，通风竖井长约208m，围岩为玄武岩，岩石强度达300Mpa以上，如何在坚硬围岩条件下开挖斜（竖）井，目前在水电工程中尚无成熟的施工经验，水电七局溪洛渡施工局率先使用BMC300型反井钻机成功的完成了斜（竖）井导井施工，为在坚硬围岩条件下机械成井积累了施工经验，值得借鉴。关键词：BMC300反井钻机坚硬围岩成井技术偏斜纠偏1、概述1.1工程简述金沙江溪洛渡水电站是金沙江下游河段规划开发的第三个梯级电站，该工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益。电站枢纽由拦河大坝、泄洪建筑物及引水发电建筑物组成

2、。电站总装机容量为12600MW，设有单机容量700MW水轮发电机组18台。电站厂房为地下式，分别布置在两岸。左、右岸地下厂房通排风系统均由送、排风系统及空调运输道等组成，以保证厂区地下洞室空气清新、洁净。其中左岸地下厂房永久通排风系统有通风平洞、通风竖井、排风平洞、排风斜井等组成。其中排风斜井长约216m，开挖直径5.7m。斜井与水平方向夹角75°40′37″；通风竖井长207.98m，开挖直径8.2m。1.2工程地质条件坝址区河床基岩及两岸谷坡均由二叠系上统峨眉山玄武岩(P2β)组成。峨眉山玄武岩为间歇性多期喷溢的陆相基性火山岩流，总厚度490～520m，可分14个岩流层。岩流层一般厚25

3、～40m，其中P2β6和P2β12厚度最大，平均厚72m和82m，P2β10和P2β11厚度最小，平均厚14m和13m，同一岩流层厚度相对稳定，起伏差一般小于5m，层间、层内错动带发育。岩流层下部由玄武质熔岩组成（简称玄武岩），岩性主要为致密状玄武岩、含斑玄武岩，斑状玄武岩；上部为玄武质角砾(集块)熔岩，上下岩性渐变过渡。玄武岩室内岩石物理力学试验参数见表1。岩性密度（g/cm3）吸水率（%）声波波速Vp（m/s）弹性模量E（Gpa）抗压强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）干湿干湿玄武岩2.930.08～0.125910～607062.6～73.5250～332214～3249.1～16.18.4

4、～12.6玄武岩室内岩石物理力学性质表表12、施工方案的选择溪洛渡水电站地下厂房通风竖井井深207.96m，最大开挖直径8.20m；地下厂房排风斜井长215.48m，最大开挖直径5.70m。由于斜（竖）井施工工期仅为7～8个月，采用传统的正井法、爬罐法、反井法施工速度慢、安全隐患大、施工成本高、工期长，无法满足施工工期要求。根据以往工程经验，采用正井法、爬罐法、反井法等常规工艺，一般适用于深度为100m以下的斜井（竖井）施工。若采用上述方案，预计工期约12～15月，无法满足控制工期要求。采用反井法+LM200钻机法：即，井下50～100m采用人工开挖Ф200cm小井，上部100～150m采用L

5、M-200型反井钻机正向钻孔，贯通后再人工自上而下扩挖成型。预计工期10～12个月。通过较常规方法施工无法满足合同控制工期要求，通过比较选择BMC300型反井钻机进行斜（竖）井导井施工,比采用常规方法或常规+LM200钻机法施工提前约3～4个月工期。因此通风竖井和排风斜井采用BMC300型反井钻机进行施工。3、BMC300型反井钻机施工3.1施工程序由上而下钻导孔BCM300反井钻机安装调试BCM300反井钻机基础和水池施工场地平整测斜纠偏导孔贯通后，拆除钻头，换上扩孔钻头，由下向上反扩拆除钻机，做好井口防护BCM300反井钻机施工程序图3.2斜井开口定位与导孔施工斜井开口坐标和倾斜角度根据地

6、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：α=α0-K1×K2×K3×βα：为实际反井钻机开口角度。α0：设计斜井角度。β：调整角度值，当α0≥60°时β=30′～60′，当50°≤α0＜60°时β=60′～100′。　　K1：是与围岩抗压强度有关的参数，一般K1=0.95～1.20，软岩取大值，坚硬围岩取小值。K2：是与钻杆重量有关的参数。当采用LM200反井钻钻深度为100m以下的斜井时K2=1.0～1.20。对于斜井深度在100m≤h＜150m时，每增加10m，K2取值增加0.05～0.07；在150m≤h＜200m时，每增加10m，K2取值增加0.07～0.

7、10；当200m≤h＜250m时，每增加10m，K2取值增加0.10～0.15；当h≥250m时，每增加10m，K2取值增加0.15～0.22。对于BMC300与LM200采用钻杆重量换算法。K3：是与钻压、钻速有关的参数，在施工中使用厂家推荐参数时取K3=1.0；当增加钻压或增加钻速时K3=1.0～1.15。　导孔施工：导孔开口利用开孔扶正器和钻杆配合慢速开孔，钻进过程中应每隔10～15m加设钻