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倒垂孔双金属标孔施工组织设计水利方案

1.工程概况

本工程位于水利枢纽工程大坝监测系统建设项目中，主要施工内容为倒垂孔双金属标孔的钻探、安装与调试。倒垂孔作为大坝安全监测系统的重要组成部分，其施工质量直接关系到大坝变形监测数据的准确性和可靠性。工程区域地质条件复杂，岩层以花岗岩为主，局部存在破碎带，钻孔深度设计为45m，孔径Φ168mm，双金属标管采用不锈钢与铝合金复合结构，外径Φ146mm，内径Φ127mm，壁厚9.5mm。施工区域地下水位较高，最大水头压力达0.8MPa，对钻孔护壁和标管安装提出了较高要求。

2.编制依据

《水利水电工程钻孔施工规范》（SL312006）

《大坝安全监测技术规范》（SL5512012）

《倒垂线装置技术条件》（GB/T340142017）

《金属结构焊接质量检验标准》（GB/T

水利枢纽工程大坝安全监测系统设计图纸（图号：SJ2023045）

水利枢纽工程地质勘察报告（报告编号：DZ2022018）

《建设工程安全生产管理条例》（国务院令第393号）

《水利水电工程施工组织设计规范》（SL3032017）

3.施工准备

3.1技术准备

组织技术人员熟悉设计图纸、技术规范和地质资料，编制详细的施工工艺流程和质量控制要点。对施工人员进行专项技术交底，重点讲解钻孔垂直度控制、双金属标管安装精度要求、焊接工艺标准等内容。建立施工测量控制网，确定钻孔定位基准点，确保钻孔位置偏差控制在±10mm以内。

3.2设备准备

主要施工设备包括：XY4型岩心钻机1台、BW250型泥浆泵2台、电焊机2台、经纬仪1台、测斜仪1套、吊车1台（25t）、发电机1台（50kW）。所有设备进场前进行全面检查和维护保养，确保设备性能满足施工要求。特别对钻机垂直度调节装置进行校准，确保钻孔垂直度偏差控制在1/1000以内。

3.3材料准备

双金属标管采用不锈钢（06Cr19Ni10）与铝合金（6061T6）复合结构，按设计长度6m/根进行加工，共计8根。焊接材料选用不锈钢焊条（E30816）和铝合金焊丝（ER5356），所有材料均需提供质量证明文件，并按规定进行进场检验。护壁泥浆采用膨润土配制，添加适量纤维素和纯碱，控制泥浆比重1.051.25g/cm3，粘度2535s。

3.4人员准备

组建专业施工队伍，包括项目经理1名、技术负责人1名、钻探工程师2名、焊工2名、测量员1名、安全员1名、普工4名。所有特种作业人员必须持证上岗，施工前进行安全技术培训和应急演练，确保人员具备相应的专业技能和安全意识。

4.施工工艺流程

4.1总体施工流程

本工程采用先钻孔、后安装、再调试的施工顺序，具体流程为：施工准备→测量放样→钻机就位→钻孔施工→孔壁处理→标管安装→焊接连接→注浆固结→设备安装→调试测试→验收移交。各工序间严格执行三检制，确保每道工序质量合格后方可进入下道工序施工。

4.2钻孔施工工艺

4.2.1钻孔定位

4.2.2钻进参数控制

开孔采用Φ172mm硬质合金钻头，钻进压力控制在812kN，转速6080r/min，泵量80100L/min。钻进至完整基岩后更换Φ168mm金刚石钻头，钻进压力调整为1520kN，转速提高至120150r/min。钻进过程中每钻进2m进行一次孔斜测量，当孔斜超过1/1000时及时进行纠偏处理。

4.2.3泥浆循环系统

采用正循环钻进工艺，泥浆经泥浆池→泥浆泵→钻杆→孔底→环空→沉淀池→泥浆池的循环路径。泥浆性能指标实时监测，每2小时检测一次泥浆比重、粘度和含砂量。当泥浆性能下降时及时添加处理剂进行调整，确保孔壁稳定和钻屑有效清除。

4.3双金属标管安装工艺

4.3.1标管预处理

标管安装前进行外观检查，确保管体无变形、裂纹等缺陷。对管端进行坡口加工，不锈钢管坡口角度30°±2°，铝合金管坡口角度35°±2°。管内壁用丙酮清洗干净，外壁除锈后涂刷防锈漆，涂层厚度均匀，无流挂现象。

4.3.2吊装就位

采用25t吊车进行标管吊装，使用专用吊具确保吊装过程中管体不变形。第一根标管底部安装导向靴，缓慢下放至孔底。后续标管采用对接方式安装，每安装一根标管后进行垂直度测量，确保整体垂直度偏差控制在1/1000以内。

4.3.3焊接工艺

不锈钢管对接采用TIG焊，焊接电流90120A，电压1014V，焊接速度812cm/min。铝合金管对接采用MIG焊，焊接电流180220A，电压2024V，焊接速度1520cm/min。焊接前进行预热处理，不锈钢预热温度100150℃，铝合金预热温度80120℃。每道焊缝进行100%外观检查和20%超声波探伤，确保焊接质量符合Ⅰ级标准。

4.4注浆固结工艺

4.4.1注浆材料配制

采用42.5级普