地下水封洞库超深水幕孔施工工法 - 隧道及地下工程科技信息平台.pdf

地下水封洞库超深水幕孔施工工法 中铁隧道集团一处有限公司 李锐 安博 郭泉 刘龙卫 刘明 1.前言 水幕孔是地下水封洞库水封系统中重要载体，是确保洞罐四周岩石裂隙中裂隙水正常补给的最 重要手段。中铁隧道集团一处有限公司负责施工烟台LPG 工程、惠州及湛江国储地下水封洞库工程， 水幕孔深度较大，多为100m 左右，且倾斜和孔底偏差精度要求高，施工技术难度大，偏差过大时 需注浆回填，并重新打孔。 目前国内外水幕孔施工多采用调整开孔上仰角、初始方位角、控制风压及钻速的方式进行水幕 孔钻孔精度控制，施工水幕孔深度多为60m 左右。在水幕孔施工过程中，钻头运动轨迹为抛物线， 施工至一定深度后将向下偏移至设计轴线高程位置，并随着钻孔深度增加继续向下偏移，若水幕孔 深度过深，则孔底偏移量将超过允许公差，难以满足深度超100m 的水幕孔施工。 中铁隧道集团有限公司结合科研课题的实施，在惠州国储500 万m³地下水封洞库项目中，开展 了超深水幕孔施工工艺攻关 ，结合专利技术“利用扶正器组施工超深水平钻孔的方法”（申请号： 201610074397.8 ），提高了钻孔精度，取得了良好的经济效益。该技术在烟台LPG 工程、惠州国储 500 万m³地下洞库水幕孔施工中成功推广应用，通过对施工工艺进行总结归纳，形成本工法。 2.工法特点 2.1 钻机与孔口间安装可调节支撑杆，提高开孔精度；安装多个扶正器，平衡钻头及前端钻杆 下挠量，并减小钻头、钻杆在孔内跳动量，保持前端钻头轴线与设计轴线吻合，减小钻孔误差，提 高钻孔精度。 2.2 无需增加额外特殊设备，施工成本低。采用全机械化作业，劳动力投入较少，相对一次性 成孔精度高。 2.3 适合在水幕巷道狭窄的场地进行施工，钻孔深度深，工艺简单，操作容易 ，便于现场实施。 2.4 采用防灭尘装置，全程杜绝粉尘，利于操作人员健康和环境保护。 3.适用范围 适用于地下水封洞库硬岩地层90m 以上超深水平水幕孔施工，也可应用于隧道与地下工程其他 类水平钻孔作业。 4.工艺原理 利用成孔设备提供的冲击力和扭矩实现硬岩超深孔钻凿 ，并适应水幕巷道狭小空间作业需要； 通过采用大刚度钻杆和扶正器组，减小钻头下挠量，减小钻孔误差，并在钻进过程中对即将超限孔 进行纠偏，提高施工精度。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程图（见图5.1 ） 测量定位 设备选型与试钻 钻机就位 钻杆角度调整 钻机前臂安装支撑杆 测孔斜 开 孔 回 钻机尾部配重 填 安装防灭尘装置 否 合格 冲击钻进 10m 左右 封 是 安装扶正器组 堵 纠偏 继续冲击钻进 图5.1 超深水幕孔施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 测量定位 采用全站仪按照设计孔口坐标确定水幕孔设计开孔点进行标识，孔口中心允许误差不大于 100mm。在对应水幕巷道另一侧边墙放出该水幕孔孔位后视点做出标识（便于后期采用全站仪两点 定位法进行方位角调整