一種深豎井反井鉆機(jī)開(kāi)挖偏移處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程施工領(lǐng)域，尤其涉及較深豎井開(kāi)挖領(lǐng)域，特別涉及一種深豎井反井鉆機(jī)開(kāi)挖偏移處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水利水電壓力豎井、調(diào)壓井及煤礦豎井開(kāi)挖的傳統(tǒng)施工方法是，從上至下測(cè)量定位、人工鉆爆開(kāi)挖，該方法雖然精度高但只有一個(gè)凌空面爆破效果不好且吊裝出渣不便，墜落事故發(fā)生率，高危險(xiǎn)性較大、工期長(zhǎng)、成本高。目前深豎井開(kāi)挖中普遍的施工方法是:用反井鉆機(jī)從上平洞沿豎井中心線鉆挖溜渣導(dǎo)井連通下平洞，從上至下測(cè)量定位、人工鉆爆、沿溜渣導(dǎo)井溜渣至下平洞由裝載機(jī)裝運(yùn)出渣。反井鉆機(jī)施工的過(guò)程是:在連接豎井頂部的上水平洞或者地面及連接豎井底端的下水平洞開(kāi)挖完成后，用反井鉆機(jī)從豎井頂部中心線進(jìn)行先導(dǎo)孔的鉆挖，先導(dǎo)孔鉆挖貫通豎井至下水平洞頂后，在下平洞拆掉先導(dǎo)孔鉆頭，連接上擴(kuò)孔刀盤，開(kāi)始自下而上的提拉擴(kuò)孔形成溜渣導(dǎo)井，擴(kuò)孔鉆挖溜渣導(dǎo)井時(shí)破碎下來(lái)的巖肩靠自重落到下平洞，由裝載機(jī)或者其他裝載設(shè)備運(yùn)出。溜渣導(dǎo)井貫通后從上至下進(jìn)行人工鉆爆開(kāi)挖豎井剩余部分，爆破產(chǎn)生的碎石在自重的作用下沿溜渣導(dǎo)井落到下平洞，用裝運(yùn)設(shè)備將爆破碎石從下水平洞運(yùn)出。
[0003]反井鉆機(jī)開(kāi)挖豎井的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)鉆挖形成溜渣導(dǎo)井，出渣容易、開(kāi)挖進(jìn)度快、安全度較高。缺點(diǎn)是在反井鉆機(jī)在鉆挖先導(dǎo)孔中由于工程地質(zhì)復(fù)雜、軟弱夾層、機(jī)械精度、操作熟練程度等原因都會(huì)導(dǎo)致先導(dǎo)孔或多或少偏離豎井的設(shè)計(jì)中心線，先導(dǎo)孔在豎井底部偏離下平洞之外時(shí)根據(jù)先導(dǎo)孔鉆挖的溜渣導(dǎo)井不能施工，需要重新鉆挖先導(dǎo)孔其次在溜渣導(dǎo)井偏移到豎井開(kāi)挖輪廓線以外的情況下，當(dāng)自上而下人工鉆爆垂直開(kāi)挖豎井時(shí)，豎井與溜渣導(dǎo)井之間沒(méi)有連通則不能起到出渣的作用。或者溜渣導(dǎo)井在豎井輪廓線上而不是在豎井中心線上導(dǎo)致出渣入口變小降低出渣能力。如果先導(dǎo)孔偏移就重新鉆挖先導(dǎo)孔則會(huì)導(dǎo)致將使工期滯后、面臨罰款、增加施工成本。因此在反井鉆機(jī)施工中采用合適的糾偏措施使溜渣導(dǎo)井一次施工完成將有效縮短豎井施工工期。目前國(guó)內(nèi)最深的壓力豎井不超過(guò)400米且洞徑較大，大洞徑豎井施工反井鉆機(jī)施工難度相對(duì)不大，且豎井越深反井鉆機(jī)鉆挖先導(dǎo)孔時(shí)偏移豎井中心線的距離就越大，發(fā)生偏移的概率就越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開(kāi)了一種深豎井反井鉆機(jī)開(kāi)挖偏移處理方法，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種在豎井開(kāi)挖中利用反井鉆機(jī)鉆挖的先導(dǎo)孔發(fā)生偏移時(shí)通過(guò)擴(kuò)挖底部通道及豎井輪廓線與溜渣導(dǎo)井之間巖體保證溜渣導(dǎo)井的溜渣功能，同時(shí)滿足豎井垂直開(kāi)挖并安裝回填而不需要反復(fù)鉆挖先導(dǎo)孔耽擱工期的一種方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種深豎井開(kāi)挖偏移處理方法，其特點(diǎn)是豎井開(kāi)挖中利用反井鉆機(jī)鉆挖先導(dǎo)孔發(fā)生偏移時(shí)，首先根據(jù)鉆桿偏斜角度及豎井高度等參數(shù)確定下水平洞高程處先導(dǎo)洞末端鉆頭位置，對(duì)下水平洞進(jìn)行擴(kuò)挖至先導(dǎo)洞末端位置形成溜渣導(dǎo)井施工空間及溜渣導(dǎo)井連通下水平洞的出渣通道；然后將先導(dǎo)孔鉆頭去掉換上擴(kuò)孔刀盤鉆挖形成溜渣導(dǎo)井，溜渣導(dǎo)井貫通后從上水平洞沿豎井設(shè)計(jì)輪廓線從上至下人工鉆爆開(kāi)挖豎井，在鉆爆開(kāi)挖中當(dāng)溜渣導(dǎo)井偏離豎井開(kāi)挖輪廓線而失去溜渣功能或者溜渣不暢時(shí)，對(duì)豎井與溜渣導(dǎo)井中間部位進(jìn)行擴(kuò)挖，使溜渣導(dǎo)井能有效、順利溜渣；開(kāi)挖完成后用等標(biāo)號(hào)壓力鋼管回填混凝土對(duì)偏移擴(kuò)挖部位進(jìn)行回填，滿足豎井垂直度及壓力鋼管安裝對(duì)豎井垂直度的要求。
[0007]本發(fā)明有益性，本發(fā)明一種反井鉆機(jī)開(kāi)挖深豎井糾偏處理方法能在先導(dǎo)孔發(fā)生偏移的情況下保證溜渣導(dǎo)井有效溜渣并保證豎井的垂直度，通常用在水利水電工程壓力豎井、調(diào)壓井的施工當(dāng)中。因其具有減少重復(fù)鉆挖先導(dǎo)孔、縮短工期、強(qiáng)化壓力豎井底部壓力鋼管后回填區(qū)的強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在工期緊張的小直徑深豎井、斜井施工中。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】和【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]圖1是理想施工狀態(tài)下反井鉆機(jī)鉆挖先導(dǎo)孔示意圖；
[0010]圖2是理想施工狀態(tài)下完成先導(dǎo)孔不意圖；
[0011]圖3是理想施工狀態(tài)下用反井鉆機(jī)鉆挖溜渣導(dǎo)井示意圖；
[0012]圖4是理想施工狀態(tài)下反井鉆機(jī)完成溜渣導(dǎo)井示意圖；
[0013]圖5是理想施工狀態(tài)下人工鉆爆開(kāi)挖豎井示意圖；
[0014]圖6是理想施工狀態(tài)下完成豎井開(kāi)挖示意圖；
[0015]圖7是理想施工狀態(tài)下豎井壓力鋼管回填襯砌示意圖；
[0016]圖8是實(shí)際施工狀態(tài)下反井鉆機(jī)鉆挖先導(dǎo)孔不意圖；
[0017]圖9是擴(kuò)挖下平洞至偏斜的先導(dǎo)孔底部形成施工及運(yùn)輸空間斷面圖A-A ;
[0018]圖10是實(shí)際施工狀態(tài)下反井鉆機(jī)鉆挖溜渣導(dǎo)井示意圖；
[0019]圖11是實(shí)際施工狀態(tài)下反井鉆機(jī)完成溜漁導(dǎo)井不意圖；
[0020]圖12是實(shí)際施工狀態(tài)下人工鉆爆開(kāi)挖豎井示意圖；
[0021]圖13是實(shí)際施工狀態(tài)下豎井開(kāi)挖斷面示意圖B-B ;
[0022]圖14是實(shí)際施工狀態(tài)下完成開(kāi)挖示意圖；
[0023]圖15是實(shí)際施工狀態(tài)下溜渣導(dǎo)井偏移部位完成豎井開(kāi)挖后橫斷面C-C示意圖；
[0024]圖16是實(shí)際施工狀態(tài)下豎井開(kāi)挖、襯砌、回填混凝土后縱斷面示意圖；
[0025]圖中，I是豎井，2是反井鉆機(jī)，3是中心線，4是先導(dǎo)孔，5是溜渣導(dǎo)井，6是上平洞，7是下平洞，8是擴(kuò)挖區(qū)，9是人工開(kāi)挖區(qū)，10是壓力鋼管，11是回填混凝土，12是反井鉆機(jī)擴(kuò)孔刀盤。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]結(jié)合圖1至圖16。
[0028]利用反井鉆機(jī)進(jìn)行豎井開(kāi)挖的過(guò)程:豎井I開(kāi)挖施工中當(dāng)上平洞6及下平洞7開(kāi)挖完成后，在上平洞6內(nèi)從豎井I的頂部利用反井鉆機(jī)2從豎井I中心線3自上而下鉆挖先導(dǎo)孔4，根據(jù)鉆桿的傾角、鉆桿長(zhǎng)度、豎井I的深度可以計(jì)算出鉆頭的位置，當(dāng)鉆頭鉆挖至下平洞7的高程但偏離出豎井I底部輪廓線以外時(shí)，從下平洞7開(kāi)始擴(kuò)挖至鉆頭位置形成溜渣導(dǎo)井5施工空間及連接先導(dǎo)孔4和下平洞7的出渣通道。將先導(dǎo)孔鉆頭去掉換成反井鉆機(jī)擴(kuò)孔刀盤12，利用反井鉆機(jī)2進(jìn)行提拉擴(kuò)挖先導(dǎo)孔4形成溜渣導(dǎo)井5。當(dāng)溜渣導(dǎo)井5貫通后，按照豎井I的開(kāi)挖輪廓線從上至下人工鉆挖剩余未開(kāi)挖部分9，當(dāng)溜渣導(dǎo)井5未發(fā)生偏移或者雖然發(fā)生偏移但溜渣導(dǎo)井在豎井I的開(kāi)挖輪廓線以內(nèi)及輪廓線上時(shí)，人工鉆爆開(kāi)挖豎井I中每次沿開(kāi)挖輪廓線爆破后產(chǎn)生的破碎巖石就會(huì)順溜渣導(dǎo)井5落到下平洞7內(nèi)，然后用裝運(yùn)設(shè)備將爆破開(kāi)挖的土石運(yùn)出下平洞7。隨著豎井I開(kāi)挖深度的增加，溜渣導(dǎo)井5傾斜度也逐漸增加并偏離豎井I的中心線3或偏離至豎井I開(kāi)挖輪廓線以外，當(dāng)按照設(shè)計(jì)輪廓線人工鉆爆豎井I后，豎井I與溜渣導(dǎo)井5之間由巖石擴(kuò)挖區(qū)8隔開(kāi)不能貫通，從而不能起到溜渣作用，因此在每次按照設(shè)計(jì)輪廓線人工鉆爆豎井I的同時(shí)將擴(kuò)挖區(qū)8進(jìn)行鉆孔爆破打通豎井I和溜渣導(dǎo)井5之間的通道，使溜渣導(dǎo)井5在偏移的情況下依然能發(fā)揮作用。在豎井I底部溜渣導(dǎo)井5偏差量最大，開(kāi)挖后豎井I底部的擴(kuò)挖量最大，人工鉆爆開(kāi)挖至下水平洞7后豎井I開(kāi)挖完成，但溜渣導(dǎo)井5偏移至豎井I開(kāi)挖輪廓線外的豎井長(zhǎng)度內(nèi)巖石超挖形成超挖區(qū)。當(dāng)按照設(shè)計(jì)要求安裝壓力鋼管10后需要用回填混凝土 11填充壓力鋼管10及豎井巖石之間的空間，在填充回填混凝土 11時(shí)也將擴(kuò)挖區(qū)8部分進(jìn)行回填，完成反井鉆機(jī)開(kāi)挖豎井偏移的處理。
[0029]采用本發(fā)明糾偏方法，在利用反井鉆機(jī)開(kāi)挖豎井中先導(dǎo)孔及溜渣導(dǎo)井發(fā)生偏移的情況下依然能保證按照豎井的設(shè)計(jì)輪廓線垂直開(kāi)挖，避免豎井傾斜造成水頭損失的發(fā)生；同時(shí)也可以避免重新開(kāi)挖先導(dǎo)孔及溜渣導(dǎo)井對(duì)豎井施工工期的影響；在豎井下部糾偏擴(kuò)挖部位后期用混凝土回填，回填混凝土的強(qiáng)度比相應(yīng)部位原巖石的強(qiáng)度高，符合豎井下部壓力鋼管基巖承受水壓力較大的情況，有利于提高工程運(yùn)行的安全度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深豎井反井鉆機(jī)開(kāi)挖偏移處理方法，其特點(diǎn)是: 豎井開(kāi)挖中利用反井鉆機(jī)鉆挖先導(dǎo)孔發(fā)生偏移時(shí)； 首先根據(jù)鉆桿偏斜角度及豎井高度等參數(shù)確定下水平洞高程處先導(dǎo)洞末端鉆頭位置，對(duì)下水平洞進(jìn)行擴(kuò)挖至先導(dǎo)洞末端位置形成溜渣導(dǎo)井施工空間及溜渣導(dǎo)井連通下水平洞的出渣通道； 然后將先導(dǎo)孔鉆頭去掉換上擴(kuò)孔刀盤鉆挖形成溜渣導(dǎo)井，溜渣導(dǎo)井貫通后從上水平洞沿豎井設(shè)計(jì)輪廓線從上至下人工鉆爆開(kāi)挖豎井，在鉆爆開(kāi)挖中當(dāng)溜渣導(dǎo)井偏離豎井開(kāi)挖輪廓線而失去溜渣功能或者溜渣不暢時(shí)，對(duì)豎井及溜渣導(dǎo)井中間部位進(jìn)行擴(kuò)挖，使溜渣導(dǎo)井能有效、順利溜渣； 開(kāi)挖完成后用等標(biāo)號(hào)壓力鋼管回填混凝土對(duì)偏移擴(kuò)挖部位進(jìn)行回填，滿足豎井垂直度及壓力鋼管安裝對(duì)豎井垂直度的要求。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種深豎井反井鉆機(jī)開(kāi)挖偏移處理方法，本發(fā)明根據(jù)鉆桿偏斜角度及豎井高度等參數(shù)確定先導(dǎo)洞末端鉆頭位置，擴(kuò)挖形成溜渣導(dǎo)井和出渣通道；然后形成溜渣導(dǎo)井、鉆爆開(kāi)挖豎井，當(dāng)溜渣導(dǎo)井偏離失去溜渣功能或者溜渣不暢時(shí)，對(duì)豎井與溜渣導(dǎo)井中間部位進(jìn)行擴(kuò)挖，使溜渣導(dǎo)井能有效、順利溜渣；開(kāi)挖完成后對(duì)偏移擴(kuò)挖部位進(jìn)行回填，滿足豎井垂直度及壓力鋼管安裝對(duì)豎井垂直度的要求。本發(fā)明在先導(dǎo)孔發(fā)生偏移的情況下保證溜渣導(dǎo)井有效溜渣并保證豎井的垂直度，在水利水電工程壓力豎井、調(diào)壓井的施工當(dāng)中，因其具有減少重復(fù)鉆挖先導(dǎo)孔、縮短工期、強(qiáng)化壓力豎井底部壓力鋼管后回填區(qū)的強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在工期緊張的小直徑深豎井、斜井施工中。
【IPC分類】E21D3/00, E21D1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105298499
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510770195
【發(fā)明人】向建, 吳旭, 姚坤
【申請(qǐng)人】中國(guó)水利水電第七工程局有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日