摘要：在我国社会经济快速发展的今天，我国各地政府加大了对地方基建的投入，尤其是水利设施的建设，对于当地的民生和经济发展都大有裨益。抽水蓄能电站对于我国农业建设和发展有着重要意义，而做好其长斜井开挖工作，对于整体工程的质量有着重要保障作用。目前我国长斜井开挖通常以阿力马克爬罐与反井钻机这两种施工方案为主。笔者将结合自身工作经验，对这两种施工方案进行阐述，并提出对应建议。
关键词：长斜井；爬罐；反井钻机
1前言
在我国社会经济快速发展的今天，各级政府都加大了对于基础设施建设的投入，尤其是水利工程的投资，因为这关系到我国农业发展和人口粮食需求。截至目前，我国已经有抽水蓄能电站座四十多座，为人口供水和农业用水提供了巨大帮助。在现有技术水平下，我国的抽水蓄能电站引水系统一般都是选择大坡度、长斜井的设计，无论从土方开挖还是工期而言，都是较为复杂和困难的，也面临着较大的施工风险，属于抽水蓄能电站中的重难点部分。
现在笔者以尤溪抽水蓄能电站为例，对长斜井开挖的两种方案进行分析。该电站位于福建尤溪县内，总装机容量为6000MW，总共由5台MW机组构成。引水系统选择三洞六机斜井式布置，主要建筑物有压力管道、引水隧洞等，下斜井长度为406米，坡度平均为60度。
2开挖施工方案比较
目前我国长斜井的开挖方案以阿力马克爬罐和反井钻机两种施工方案为主。前者因为爬罐施工导井工程量较大，容易耽误施工进度同时施工较为危险，尤其是在其高程超过240M以后通风排烟极为不便。而后者则由于施工成本较低、施工进度快而更受施工单位欢迎，不过同样在高程超过240米以后，导孔的偏斜率不易控制，这也是其主要弊端。笔者在对国内长斜井施工情况进行调查，并结合该工程的地质条件、施工成本等因素，最后决定选择反井钻机与爬罐施工二者结合的施工方案。
方案一是通过反井钻机在斜井顶部钻出一个合适的通气孔，然后结合施工情况确定斜井开挖长度，接着爬罐再顺着斜井底部向上开挖，直到和通气孔接通，从而解决爬罐的通风不畅的问题。方案二则是在斜井中上部增加施工支洞，这样就将斜井分成两部分进行施工，上部利用反井钻孔，下部则是两者结合的方式进行施工，在导井开挖完成后，再由正井扩挖向下直至完成。方案三则是由反井钻机空钻出导孔，同时爬罐开挖导井一定的断面，接着在斜井中部对接后通过爬罐安装反井钻机，通过反井钻机在上部导井扩挖，将爬罐拆除转移到其他斜井继续施工。该方案的缺点在于对于斜井偏斜率的精度要求不低，当然，优势就在于施工量小，能够两部分施工共同推进，减少了施工风险。
在和相关技术人员探讨并试验后，决定上斜井施工采取方案二，在已完成的施工支洞基础上继续施工，从而减少反井钻机与爬罐的施工量，确保施工进度不会延误；而下斜井因为缺少施工支洞，所以选择方案一，该方案使用反井钻机主要是为爬罐提供通气孔从而推动整体施工。
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3施工技术与控制措施
3.1设备参数与控制重点
斜井反井钻机选用LM-500型，预定钻孔深度为400米，钻机最大扭矩为85kN?m，钻机拉力为1500kN，钻机推力600kN，转速最大为每分钟50转，单根钻杆有效长度为150cm，重量为200kg。阿力马克爬罐由加拿大公司生产，其型号为999，施工反导井尺寸达到长3m，宽2.5米。
该工程中的重难点部分主要在于爬罐开挖导井断面大小是一定的，而反井钻机通气孔最后需要同断面对接，这样才能达到施工目的，需要结合通气孔与挖开断面的尺寸来确定反井钻机的偏斜率，如果偏斜率超过了百分之一，那么可能就无法实现对接，意味着施工失败。
3.2反井钻机施工技术
反井钻机在施工现场暗转完成后，由施工人员先进行测量放线，随后以爬罐导井线为轴线开始钻孔，在这过程中需要对钻杆角度进行调整以确保与设计开孔角度吻合。此外，在施工中还需要及时地通过电子单点测斜仪对孔斜情况进行测量从而保证钻机偏斜率满足施工要求。
开孔位置设定在爬罐导井的中线上，开孔角度确定为55度。在施工前需要确保钻杆配置稳定，开孔钻具采用钻头后连续安装实物跟稳定钻杆，这样就组成了开孔钻具组，稳定钻杆的作用在于确保钻孔方向不偏离。在钻机深入三十米后，就需要抽离钻头进行检测，测量孔斜，最后反井钻到空在孔深116米出和爬罐导相连接，偏斜了0.8米，偏斜率为0.82%，达到了施工要求。
3.3爬罐施工技术
在爬罐安装工作开始前，在下弯段反导井井口先进行领先导井开挖工作，从而让爬罐可以顺利通入斜井段。领先导井内由工作人员利用脚手架来搭设钻工平台，手风钻造孔开挖，开挖至八米左右时停止，并且当做导井开挖钻爆参数试验区。领先导井开挖结束后，爬罐由领先导井进入斜井段接着实施反导井开挖工作，开挖面积为2.5平方米。
爬罐反导井开挖爆破设计。斜井反导井的开挖钻爆参数需要结合该工程施工所在地的地质、水文条件，施工要求以及投资情况，确定合适的爆破技术，单循环进尺选定为两米。选择十字四空孔掏槽法，周边孔光面爆破。爆破器材主要与乳化炸药、毫秒非电管起爆、排间微差爆破。在实际施工中，爆破参数需要不断调整，主要以爆破试验和爆破实际效果为依据。
4结语
尤溪抽水蓄能电站工程斜井开挖工程在考察了国内各工程的施工情况后，选择了多个方案相结合的最优结果，同时考虑到爬罐的通风不畅情况，选择增加施工支洞和反井钻机与爬罐多途径施工的方案，从而提高了施工效率，保证了施工安全，为后续的斜井开挖工程提供了可贵的参考。
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论文作者:肖亚男
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/17
标签：斜井论文; 钻机论文; 电站论文; 通气孔论文; 方案论文; 钻杆论文; 尤溪论文; 《防护工程》2017年第35期论文;