LM－200反井鉆機是鉆鑿暗井（通風(fēng)孔，延深井筒和溜煤眼等）的高效設(shè)備，能施工直徑1.2，1.4，2.0m的豎井及傾角不小于60o的斜井。鉆機采用全液壓驅(qū)動，先自上而下形成φ216mm正導(dǎo)孔，然后在井底改換鑲齒滾刀鉆頭，再由下而上通過滾刀旋轉(zhuǎn)對巖石切削完成豎井或斜井的反擴(kuò)孔。 
關(guān)鍵詞：LM－200型反井鉆機；豎井導(dǎo)洞開挖；地質(zhì)補勘孔；汗華工程 
1 工程概況 汗華水電站是巴基斯坦政府投資，水電開發(fā)署承建的一座引水式高水頭發(fā)電站。該電站位于印度河上游巴基斯坦西北邊境省思瓦特區(qū)，壩區(qū)位于印度河右側(cè)支流汗華河上，廠房位于印度河右岸，兩者之間通過長約5Km的引水系統(tǒng)連接。庫區(qū)總庫容105萬m3，總裝機容量為72MW。 電站主要建筑物包括：大壩、取水口結(jié)構(gòu)、發(fā)電廠房、開關(guān)站、引水隧洞、上下調(diào)壓室、調(diào)壓豎井、壓力豎井、壓力隧洞等。調(diào)壓豎井深約56米，壓力豎井深約180米，其布置見圖1。 工程區(qū)位于Besham板塊，其主要由前寒武紀(jì)Besham組片麻巖組成，Besham組由花崗巖、富含黑云母的正片麻巖，以及一系列的變質(zhì)沉積的片麻巖、片巖、大理石和閃巖組成異質(zhì)混合體。 工程區(qū)地層被一個斷層不整合面分成兩組，即分布在西側(cè)的（Khan Khwar河谷）Karora組地層，和分布在東側(cè)的（Indus河谷）Besham組地層。Karora組地層主要由花崗千枚巖、碎屑巖質(zhì)云母片巖、碳酸鹽、石英巖。壓力系統(tǒng)及調(diào)壓系統(tǒng)均位于Besham地層組。 
2 機械設(shè)備配置 本工程主要采用的是防爆型LM－200型反井鉆機，該鉆機采用全液壓驅(qū)動，主要由主機、操作車、泵車、鉆具等組成。其中鉆具包括導(dǎo)孔鉆頭、φ1.4m鉆頭，鉆桿（開孔鉆桿、穩(wěn)定鉆桿和普通鉆桿）等。 為滿足施工需要，另需配置泥漿泵、潛水泵、混凝土攪拌機、吊車等設(shè)備。 
3 施工準(zhǔn)備 
3.1 風(fēng)、水、電布置 
1）施工用風(fēng)：利用原引水隧洞下游端和上調(diào)壓室交通洞開挖階段布置的供風(fēng)系統(tǒng)，洞口采用SDDY60-Ⅱ6型軸流式風(fēng)機集中供風(fēng)。 
2）施工用水：主要用于沖洗排碴、冷卻鉆頭、冷卻液壓油等。沉碴池、泥漿池緊連鉆機基礎(chǔ)混凝土布置；循環(huán)水系統(tǒng)所需洗井液池容積不低于5m3，將水源引入蓄水池后用潛水泵送入油泵車的冷卻水箱，油泵車出水口設(shè)置一個三通接頭，三通接頭的一端接入蓄水池，另一端接入孔口。 
3）施工用電：由引水隧洞交通洞洞口500KW發(fā)電機集中供給。

3.2 鉆機基礎(chǔ)施工及軌道鋪設(shè) 根據(jù)反井鉆機施工要求，反井鉆機布置首先應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)面開挖和混凝土澆筑施工。 當(dāng)混凝土達(dá)到7天齡期強度后，進(jìn)行軌道安裝，鋼軌（22kg/m、10m/根）對稱布置于井孔兩邊，軌距69cm，輕軌之間采用接頭夾板（魚尾板）連接，在鉆機車后輪以外鋼軌采用錨桿與基礎(chǔ)固定。待軌道鋪裝完成、鉆機吊裝就位并調(diào)平后再澆筑二期混凝土。 
3.3 洞內(nèi)天錨施工 隧洞內(nèi)主機吊裝采用手動葫蘆，在洞頂巖石較好部位預(yù)裝φ28錨桿，錨桿同垂直方向成45＆#176;夾角。在錨桿端部焊接封閉性掛鉤，焊接掛鉤盡量靠近開挖巖層邊緣，以減少其所占空間。 
4 施工程序及方法 反井鉆機僅用于豎井導(dǎo)井施工，根據(jù)本工程特點及工期要求，導(dǎo)井作業(yè)分為二序進(jìn)行，即先鉆進(jìn)正導(dǎo)孔，再進(jìn)行反擴(kuò)孔的施工。其施工程序如圖2。 
4.1 反井鉆機就位 鉆機車運輸?shù)跹b就位是整個反井鉆機安裝運輸?shù)年P(guān)鍵工序。反井鉆機主機進(jìn)場順序依次為：鉆機車、操作車、泵車，當(dāng)所有部件吊卸完成后，由鉆機車牽引操作車、泵車沿輕軌推引至工作面。 反井鉆機基本就位后，接通工作電源，啟動鉆機車，操作鉆機臂架，使其中心軸線與水平面夾角置于60＆#176;或90＆#176;，與洞中心軸線吻合，鉆頭對準(zhǔn)測量預(yù)先放樣的起孔點。測量再次對鉆桿傾角及中心線復(fù)測，精確定位，其偏差通過地腳螺栓微調(diào)。通過復(fù)查滿足施工精度后，鎖緊地腳螺栓，并回填混凝土。主機工作面基礎(chǔ)澆筑混凝土。 
圖2 LM－200型反井鉆機施工示意圖 
4.2 正導(dǎo)孔施工 在進(jìn)行正導(dǎo)孔施工前先進(jìn)行開孔鉆進(jìn)，深度約為5m。待開孔結(jié)束后拆去扶正器和開孔鉆桿，換上正常鉆進(jìn)的鉆具組合。 正導(dǎo)孔開始鉆進(jìn)時采用高轉(zhuǎn)速低鉆壓，隨后在鉆進(jìn)過程中視地質(zhì)情況合理調(diào)節(jié)鉆壓。 在每根鉆桿鉆進(jìn)結(jié)束時，上下方向提動鉆頭，待孔內(nèi)的石屑沖洗并排完后再接鉆桿鉆進(jìn)。
4.3 反擴(kuò)孔施工 正導(dǎo)孔鉆穿巖層后，在下平洞拆下導(dǎo)孔鉆頭和鉆桿，換接上φ1.4m反擴(kuò)孔鉆頭，并在鉆桿末端套接上事先加工好的絲扣掛鉤。 同時調(diào)節(jié)動力水頭出軸轉(zhuǎn)速，并拆去洗液軟管，用三通管將冷卻水泵的水分出一股引至擴(kuò)孔鉆頭以冷卻鉆頭和降塵。 在擴(kuò)孔鉆頭未全部進(jìn)入鉆進(jìn)時，為防止鉆頭劇烈晃動而損壞機具，采用低鉆壓和低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，待鉆頭全部鉆進(jìn)時再加壓。 
4.4 反井鉆機撤場 除φ1.4m擴(kuò)孔鉆頭由上部工作面撤場外，其余部件撤場方法與進(jìn)場方案相同，但拆除步驟與安裝步驟基本相反。 當(dāng)導(dǎo)井?dāng)U挖至井口附近時，由于反井鉆機自身的技術(shù)要求，擴(kuò)挖鉆頭不能直接提出井口，擴(kuò)孔結(jié)束后，拆去鉆桿，將鉆頭固定在軌道上。并在井口留3m以上的巖體和混凝土，在反井鉆機整體安全撤離后，再進(jìn)行開挖。采用手風(fēng)鉆鉆孔對預(yù)留層及基礎(chǔ)混凝土以灌注靜態(tài)爆破劑（8~10kg/m3）等方式進(jìn)行爆破，以保證擴(kuò)挖鉆頭能安全從井口提出。 
5 注意事項 
5.1 安全保證措施
(1) 對各反井鉆機操作工作洞段的圍巖進(jìn)行必要的加強支護(hù)； 
(2) 在鉆頭提升過程中，導(dǎo)井內(nèi)操作人員佩戴安全帽、安全繩、手套、膠鞋等攀緣防護(hù)用品。若鉆頭發(fā)生卡殼，應(yīng)從鉆頭上部進(jìn)行處理； 
(3) 導(dǎo)孔施工時因故需要停機，導(dǎo)孔深度20m以下時卸掉鉆桿3~5m，導(dǎo)孔深度20m以上時卸掉鉆7~10m； 
(4)卷揚機鋼絲繩要先試運轉(zhuǎn)并檢查其完好度。 
5.2 質(zhì)量保證措施 
(1) 預(yù)埋錨鉤或安置鋼軌前由測量放線，將其精確定位在平洞中心線上； 
(2) 導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程中不得停水、停電，當(dāng)導(dǎo)孔深度超過50m時突然停水、停電會造成鉆桿、鉆頭、導(dǎo)孔報廢； 
(3) 鉆機車的安裝應(yīng)由測量放線精確控制鉆機車位置及鉆桿角度、起孔點； 
(4)擴(kuò)孔過程中應(yīng)及時清理掉孔底的積碴料和洞內(nèi)散落的石碴，保證洞內(nèi)道路平整、暢通，并保證下平洞排水暢通，洞內(nèi)無積水。 
6 特殊情況處理 
前期對壓力豎井進(jìn)行了地質(zhì)勘探孔施工，勘探結(jié)果表明，在豎井下部15m范圍內(nèi)裂隙極為發(fā)育，導(dǎo)孔施工時，將使孔口不能正常地返水和排碴。為此，在開孔前對該地質(zhì)勘探孔和下部裂隙發(fā)育段進(jìn)行了水泥砂漿灌注處理。水泥雙色球走勢圖砂漿配合比為1：1：1.6(水:水泥:砂)，砂漿灌注2天后開鉆，整個鉆進(jìn)過程較為順利。 
7 結(jié) 語 
LM－200型反井鉆機在施工中具有鉆井工藝簡單、施工安全可靠、施工配置人員少、成井速度快等特點，能夠有效降低施工危險性。該鉆機在本工程中的應(yīng)用極大地縮短了豎井的開挖工期，為豎井二次擴(kuò)挖創(chuàng)造了較好的工作環(huán)境。