【摘 要】從非洲加納布維水電站的實(shí)際施工出發(fā)，對高精度鉆孔面臨的偏斜度問題進(jìn)行了原因分析，詳細(xì)介紹了高精度鉆孔要求下如何有效的保證鉆孔的偏斜度，給出了總結(jié)的糾偏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】高精度造孔；偏斜度；糾偏；控制

0.引言

加納布維水電站位于加納北部和科特迪瓦交界處，在沃爾特水庫（世界最大水庫之一）上游150KM的青沃爾特河上，該電站建成后將成為加納的第二大水電站，由中國水電建設(shè)集團(tuán)負(fù)責(zé)實(shí)施，該水電站總設(shè)計高精度鉆孔任務(wù)5孔，總設(shè)計孔深為183米，單孔最大設(shè)計孔深深度為45M，設(shè)計有效孔徑？準(zhǔn)194以上。在高精度鉆孔過程中，孔的中心會因?yàn)樵O(shè)備、材料、地質(zhì)本身或者人員操作不當(dāng)?shù)仍驎l(fā)生一定的偏斜，這在鉆進(jìn)過程當(dāng)中都屬于正常情況，如何在發(fā)生偏斜后，能夠在正常鉆進(jìn)過程中進(jìn)行有效的糾偏來控制偏斜率是本文介紹的重點(diǎn)，本文主要依據(jù)該電站高精度鉆孔的過程控制情況分析進(jìn)行的糾偏技術(shù)。

1.施工基本情況介紹

加納布維水電站高精度鉆孔總經(jīng)歷日歷天416天，其中施工準(zhǔn)備時間為日歷天63天，純施工時間日歷天353天，其他移機(jī)施工干擾及等待時間未包含在內(nèi)，施工順序?yàn)镮P4→IP2→IP3→IP1→IP5，具體的施工日歷天情況見表1。

表1 施工日歷天情況

2.高精度鉆孔偏斜的原因

高精度鉆孔和常規(guī)性鉆孔的主要區(qū)別在于高精度鉆孔孔徑大、偏斜率控制非常高（若？準(zhǔn)219開孔孔徑，一般偏斜率不大于千分之二），其鉆孔設(shè)備和方法與一般鉆孔不同，重點(diǎn)在于預(yù)防偏斜產(chǎn)生以及發(fā)生偏斜后如何有效的糾偏從而保證偏斜率。長期施工經(jīng)驗(yàn)了解到，影響鉆孔偏斜率過大的原因主要有以下三點(diǎn)。

（1）施工前準(zhǔn)備工作是否充分。包括鉆機(jī)安裝是否水平穩(wěn)定；鉆機(jī)的立軸是否垂直；鉆桿、鉆具的剛度是否達(dá)到要求；旋轉(zhuǎn)過程中接頭、鉆桿、鉆具的同心度是否滿足要求。

（2）鉆進(jìn)過程中的各項指標(biāo)控制是否滿足要求。各項指標(biāo)主要包括鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度、給水量的大小等。

（3）地質(zhì)本身的好壞程度。

3.高精度鉆孔偏斜控制

通過分析影響鉆孔偏斜率過大的原因，就可以進(jìn)行針對性的控制。

（1）鉆機(jī)安裝的水平程度，立軸的垂直程度可通過檢測儀器（如：水平儀、經(jīng)緯儀）或者吊線陀進(jìn)行檢測；接頭鉆桿鉆具的同心度可通過管車床進(jìn)行檢測或者搭設(shè)簡易的檢測平臺進(jìn)行彎曲度的檢測。

（2）鉆進(jìn)過程中壓力要適中，一般選用2KG/CM2～4KG/CM2壓力為宜，在鉆進(jìn)的過程中要掌握孔內(nèi)鉆桿鉆具的數(shù)量，計算壓力時要根據(jù)鉆孔深度考慮鉆桿鉆具本身的重量。

（3）全孔鉆進(jìn)易采用低轉(zhuǎn)速，檔位控制在2檔以內(nèi)，控制轉(zhuǎn)速300R/MIN以內(nèi)，以免高轉(zhuǎn)速造成偏斜過大。

（4）鉆進(jìn)的給水量應(yīng)該根據(jù)孔深進(jìn)行調(diào)整，隨著孔深的增加，適當(dāng)增加給水壓力，以保障巖粉能正常排出為宜。

在完成基本的檢測和掌握基本的施工參數(shù)后，通過對高精度鉆孔技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，最終鉆孔結(jié)果是否滿足要求，關(guān)鍵在于是否具有成熟的糾偏技術(shù)，糾偏技術(shù)是高精度鉆孔技術(shù)的核心。

4.高精度鉆孔糾偏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

高精度鉆孔糾偏技術(shù)，主要是探索在保證正常鉆進(jìn)的過程中如何進(jìn)行有效的糾偏，結(jié)合本工程施工實(shí)際情況，本文將從兩個方面介紹本工程總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。

4.1施工前的準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備除了前面提到各項檢測外，另一重點(diǎn)為鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)孔的中心偏斜后進(jìn)行有效的糾偏創(chuàng)造條件。

通過表1可以看出IP4和IP2準(zhǔn)備時間平均有17.5天，而IP3、IP1、IP5的準(zhǔn)備時間平均只有8天，其差別的主要原因在于固機(jī)方式的改變，前者采用砼包裹機(jī)架來保證鉆機(jī)底座的水平和穩(wěn)定，后者則采用螺桿固定機(jī)架來保證鉆機(jī)底座的水平和穩(wěn)定。兩者的相同點(diǎn)都是利用機(jī)架保證固機(jī)的水平和穩(wěn)定，不同點(diǎn)在于前者固機(jī)后，鉆機(jī)只能保持前后移動，后者在改良后可以前后左右移動，為糾偏創(chuàng)造了良好的條件。另外，后者完成鉆孔任務(wù)后拆除簡單高效，為施工準(zhǔn)備節(jié)約了時間和成本，前者將在砼凝期等待及拆除過程中耗費(fèi)時間和成本。

4.2施工過程糾偏處理

在固機(jī)方式發(fā)生改變后，糾偏的方式同樣也發(fā)生了改變，下面介紹在施工中用到的糾偏方法。在施工過程中IP4和IP2的糾偏方法是一樣的，通過表1可以看出來，IP4的和IP2的開孔孔徑都為？準(zhǔn)329，在鉆進(jìn)過程中若檢測發(fā)現(xiàn)孔的中心發(fā)生偏移（一般控制在每鉆進(jìn)0.8-1.5M進(jìn)行一次檢測）。首先，采用在鉆機(jī)底座與機(jī)架之間墊薄鐵板的方式進(jìn)行原空位糾偏，該糾偏方式效果不明顯，且耗時廢成本。其次，當(dāng)該糾偏方式達(dá)不到鉆孔要求時或者繼續(xù)鉆孔發(fā)現(xiàn)偏移繼續(xù)擴(kuò)大時，一般采用回填砼和變徑的方式，兩者的區(qū)別在于當(dāng)無法用變徑到達(dá)最終偏斜要求或者變徑失敗時采用回填砼的方式，回填砼的深度一般根據(jù)前面所測偏移的結(jié)果進(jìn)行回填（注意回填砼的等級匹配）。在實(shí)際施工中IP4和IP2兩孔都用到了以上的糾偏方法，最終達(dá)到終孔條件，但耗費(fèi)了大量的精力及投入。從經(jīng)濟(jì)角度來說，這兩孔是失敗的，但從技術(shù)探索角度來說，為后面的孔施工獲得了寶貴的施工參數(shù)和糾偏經(jīng)驗(yàn)。

IP3、IP1、IP5三孔在總結(jié)前面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，直接開孔孔徑采用？準(zhǔn)279。鉆孔過程中采用鉆機(jī)底座與機(jī)架之間墊薄鐵板的方式進(jìn)行糾偏，若該糾偏方式效果不理想或偏斜相對較大（根據(jù)孔深來測算，在允許偏斜范圍內(nèi)）時，可用鉆機(jī)平移法來糾偏（本文前面提到的機(jī)架改良后的糾偏方式），若所測孔朝一方向發(fā)生偏移，鉆機(jī)則向相同的方向進(jìn)行平移，平移的距離根據(jù)實(shí)際偏斜距離來確定，不宜過大；通過IP3、IP1、IP5的糾偏情況來看該方法在實(shí)際糾偏過程中效果很好。

5.結(jié)語

通過對實(shí)際施工過程情況的分析，可以發(fā)現(xiàn)整個施工過程糾偏鉆進(jìn)占用了施工大部分的時間，因此，如何正確有效的掌握糾偏技術(shù)是高精度鉆孔成敗與否的關(guān)鍵。掌握正確有效的糾偏技術(shù)不僅可以大大提高施工效率，節(jié)約工期，同時也為施工企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益。

本文根據(jù)實(shí)際施工高精度鉆孔遇到的偏斜問題，及時改進(jìn)，總結(jié)的高精度鉆孔糾偏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，希望能對遇到相同的問題同行起到抱磚引玉的作用。