關(guān)于反井鉆機(jī)
 LM-200型反井鉆機(jī)。主要由鉆機(jī)車、操作車、泵車、鉆具等四部分組成,配套輔助設(shè)備為洗井泵一臺,斜井專用裝置一套。
廠家提供的反井鉆機(jī)主要技術(shù)性能如下:
        (1)導(dǎo)孔直徑(mm):216
        (2)導(dǎo)孔直徑(mm):1 400,2 000(二次擴(kuò)孔)
        (3)鉆井深度(m):200,小于150 (φ2 m擴(kuò)孔)
        (4)總功率(kW):82.5
        (5)主機(jī)外型尺寸(長×寬×高)
    運(yùn)輸(mm):2 950×1 370×1 570
    工作(mm):3 230×1 770×3 448
        (6)主機(jī)重量(kg):8 277
1施工布置
1.1反井鉆機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)
    反井鉆機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)由:洗井泵(泥漿泵)、水池、水溝組成。距反井鉆機(jī)基礎(chǔ)15 m處設(shè)置一個(gè)5 m3水池,水池中間設(shè)一隔墻,將水池分隔成清水池和沉淀池。混凝土基礎(chǔ)和水池之間由一水溝連接,導(dǎo)孔施工出現(xiàn)的回水、細(xì)沙沿此溝回流至沉淀池。洗井泵設(shè)置在鉆機(jī)車與水池之間。具體布置見圖1。
1.2反井鉆機(jī)運(yùn)輸軌道的安裝
    為方便反井鉆機(jī)就位、定位,在洞內(nèi)卸機(jī)部位地面安裝運(yùn)輸軌道,軌距60 cm,軌道為24kg/m的輕軌,枕木為10 cm×10 cm方木,間距為50 cm/根。
1.3反井鉆機(jī)的安裝基礎(chǔ)
    反井鉆機(jī)安裝在平段與斜井相交部位,主機(jī)起鉆孔口與斜井中心線延長線吻合。操作車、泵車依次停放在擴(kuò)挖過后的盲洞內(nèi),操作車距起鉆孔口有大于1 m的安全距離。基礎(chǔ)采用C20混凝土分二期澆筑而成,一期形成基礎(chǔ)并預(yù)留反井鉆機(jī)地腳螺栓坑,待機(jī)體到位并進(jìn)行初校后,回填二期混凝土,以確保反井鉆機(jī)與基礎(chǔ)牢固銜接,不發(fā)生移位。
2反井鉆機(jī)施工程序
    基礎(chǔ)澆筑(一期含循環(huán)水池)→反井鉆機(jī)進(jìn)場安裝(包括高壓洗井泵)測量初定位φ216 mm先導(dǎo)孔施工→鉆頭在預(yù)定深度出露(若未出露擴(kuò)挖找鉆頭)→擴(kuò)孔鉆頭安裝平臺施工→擴(kuò)孔鉆頭提升→擴(kuò)孔鉆頭安裝→安裝平臺撤出→φ1 200擴(kuò)孔施工→擴(kuò)孔鉆頭拆卸→反井鉆機(jī)撤除。
3施工過程及方法
3.1反井鉆機(jī)的安裝
    反井鉆機(jī)采用實(shí)際載重能力在10 t以上的平板貨車,貨箱的長度不宜超過5.5 m,離地高度不宜超過1.2 m。
3.2φ216 mm先導(dǎo)孔施工
    反井鉆機(jī)施工的關(guān)鍵在于先導(dǎo)孔鉆孔質(zhì)量。最終導(dǎo)孔能否鉆通,鉆通后的偏離誤差大小在開鉆后無法進(jìn)行中間檢測和控制,只能依靠經(jīng)驗(yàn),針對不同的圍巖類別,實(shí)施不同的主、副泵工作壓力、轉(zhuǎn)速和適時(shí)裝配穩(wěn)定鉆桿進(jìn)行控制。反井鉆機(jī)的鉆桿分為普通鉆桿(1 m)和穩(wěn)定鉆桿(0.5 m),差別在于后者比前者外周多了均勻分布的四條3 cm厚的鋼肋板,其作用是導(dǎo)向,防止鉆桿隨深度的增加旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生過大彎曲、過大擺幅,起到穩(wěn)定的作用,同時(shí)保護(hù)鉆桿與孔壁的接觸磨損。采用的穩(wěn)定鉆桿的加設(shè)方法如下:鉆進(jìn)2 m時(shí)必須加設(shè)1根,鉆進(jìn)8~10 m時(shí)再加設(shè)1根,然后每鉆進(jìn)20 m加設(shè)1根。上述方法較為合理、穩(wěn)妥。鉆桿加設(shè)時(shí)一般采用副泵提供的較小動(dòng)力運(yùn)行,鉆桿絲扣之間力度適中,過緊容易損傷絲扣,過松鉆桿容易脫落。為了便于拆卸鉆桿,可在鉆桿套接前于絲扣處加設(shè)少量10號鉛絲。先導(dǎo)孔開始施工時(shí)一般采用副泵提供較小的、均勻的動(dòng)力,以免孔口周壁因振動(dòng)過大開裂而難以成型。主、副泵在不同圍巖類別、不同鉆孔深度等條件下的工作壓力經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。
3.3φ1 200 mm擴(kuò)孔施工
    擴(kuò)孔開始施工時(shí)一般圍巖破壞嚴(yán)重,鉆頭周圈難以均勻受力。因此,采用副泵提供較小的、均勻的動(dòng)力,進(jìn)尺較慢,控制在10 cm/h,以防鉆頭偏心受力過大而扭斷鉆桿。鉆進(jìn)施工中要求有較為穩(wěn)定供水量,以使刀具能得到水冷卻,供水量要求不小于7.8 m3/h。擴(kuò)孔施工時(shí),鉆桿的拆卸要特別注意鉆桿卡瓦正確擺放及自身的完好程度,以免出現(xiàn)卡瓦突然斷裂,造成擴(kuò)孔鉆頭、鉆桿脫落。反井鉆機(jī)在各種條件下,進(jìn)行擴(kuò)孔施工的工作壓力經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。
4人力資源配置
    斜井導(dǎo)孔、擴(kuò)孔施工時(shí)現(xiàn)場人力資源配置為:操作班由6人組成,2人一組進(jìn)行三班倒,6人中有機(jī)械技術(shù)員三名。另設(shè)一名機(jī)械工長期跟蹤服務(wù),適時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。
5結(jié)語
    將反井鉆機(jī)應(yīng)用于長斜井,同時(shí)在未來水電工程施工應(yīng)用中前景廣闊,特別是在保證施工安全方面,該方法值得借鑒與推廣。
        (1)反井鉆機(jī)的工作原理較為先進(jìn),能適用于大傾角、長深度的斜(豎)井施工,與其他導(dǎo)井施工方法相比較,具有一定的進(jìn)度優(yōu)勢和明顯的安全優(yōu)勢;
        (2)加設(shè)、拆卸鉆桿時(shí)要特別注意施工方法,鉆機(jī)壓力應(yīng)適中、均勻,以防鉆桿脫落,造成難以處理的工程事故;
        (3)施工中要注意鉆進(jìn)速度,不能盲目追求高進(jìn)尺,否則容易造成導(dǎo)孔偏斜率偏高而難以控制,甚至扭斷鉆桿;
        (4)就現(xiàn)有的性能而言,LM-200型反井鉆機(jī)適用于深度在150 m以下、可一次性貫通、并且在斜井施工中具有足夠的安裝工作面。