CN111254910A - 一种尾矿坝排渗管施工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种涉及尾矿坝体浸润线控制技术领域的尾矿坝排渗管施工工艺，包含以下步骤①测量放点：设计水平排渗管施工图，根据施工图测量确定钻孔的起始位置；②反力墩基础制作：首先挖出基坑，然后放入制作好的钢筋笼，同时预埋地脚螺栓，浇筑混凝土，待混凝土凝固形成混凝土反力墩；③安装水平钻机：通过起重设备将水平钻机安装于步骤②所述的混凝土反力墩位置，使水平钻机与混凝土反力墩预埋的地脚螺栓对应紧固连接，并保证水平钻机能够以2～2.5°仰角钻进；④钻孔：在水平钻机的钻进端逐段安装钻杆，并在钻杆前端安装螺旋钻头；本发明有效解决了传统方式铺设水平排渗管难度较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿坝体浸润线控制技术领域，尤其是涉及一种尾矿坝排渗管施工工艺。
背景技术
公知的，目前尾矿坝的堆筑方式多采用上游充填式，主要是通过充填形成的尾矿砂形成滤水结构，从而排去浸入坝体内部的渗透水，一旦滤水结构因某些原因遭到破坏，坝体内部的浸润线就会被抬高，渗透水就可能从坝坡溢出，在坝面形成沼泽地，甚至引起溃坝；《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）中明确规定应合理确定浸润线位置，如浸润线超过控制线，应经技术论证增设或更新排渗措施，浸润线是影响尾矿坝的一个最重要因素，浸润线每下降1m，可使稳定性安全因数增加0.05甚至更多，因此，尾矿坝的渗流分析是十分重要的，应控制浸润线的高度以确保不会发生渗透破坏，保证尾矿坝的安全进行；目前降低浸润线的方式主要有建造垂直排渗井和铺设水平排渗管，垂直排渗井的前期建造及后期维护成本较高，而铺设水平排渗管的施工难度较大，此种现象是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种尾矿坝排渗管施工工艺。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种尾矿坝排渗管施工工艺，包含以下步骤
①测量放点：设计水平排渗管施工图，根据施工图测量确定钻孔的起始位置；
②反力墩基础制作：首先挖出基坑，然后放入制作好的钢筋笼，同时预埋地脚螺栓，浇筑混凝土，待混凝土凝固形成混凝土反力墩；
③安装水平钻机：通过起重设备将水平钻机安装于步骤②所述的混凝土反力墩位置，使水平钻机与混凝土反力墩预埋的地脚螺栓对应紧固连接，并保证水平钻机能够以2～2.5°仰角钻进；
④钻孔：在水平钻机的钻进端逐段安装钻杆，并在钻杆前端安装螺旋钻头，钻导向孔直至设计深度，空转钻杆及螺旋钻头进行排渣至成导向孔；排渣结束后退出钻杆，将螺旋钻头替换为变径钻头，并在钻杆外逐段套设套管，使变径钻头的钻径扩张至大于套管的管径，沿导向孔钻进直至设计深度，在钻进的同时逐段向前推进套管，直至达到设计深度，且相邻两段套管对应紧固连接，然后空转钻杆进行排渣，排渣结束后使变径钻头的钻径缩小至小于套管的孔径，退出钻杆以及变径钻头；
⑤洗孔：在钻杆前端安装封孔器，沿套管钻进，直至封孔器到达最前一段套管开口端的端部，利用封孔器封堵最前一段套管开口端的端部，向套管通入高压水管道直至高压水管道的出水口到达封孔器位置，通过高压水管道向套管内通入高压水，将套管内遗留的尾砂土冲洗干净，然后退出钻杆及封孔器；
⑥安装排渗管：在套管内利用承接方式逐段插入排渗管直至排渗管管长达到设计深度，安装前堵塞第一段排渗管开口端端部，然后拔出套管，在排渗管出水口建造排水沟。
优选的，所述变径钻头包含钻体、凸块、水囊和环形弹簧，所述钻体的一端为尖端，另一端为连接端，钻体中部设有贯穿钻体连接端的环形空腔，环形空腔内设有水囊，且水囊的进水端与对应位于钻体连接端的环形空腔内壁对应紧贴，水囊外侧间隔环设有多个活动贯穿钻体的凸块，所述凸块两侧台阶面均设有用于嵌设环形弹簧的凹槽。
优选的，所述变径钻头的尖端设有螺旋叶片。
优选的，所述水囊的进水端外壁与环形空腔内壁之间设有密封圈。
优选的，所述排渗管穿坝部分完整无孔洞，排渗管位于尾矿库区尾砂内部分在排渗管的上部三分之一侧面交错排列钻渗水孔，排渗管钻孔管段外表面包裹400g/m2土工布一层，并捆扎固定。
优选的，所述步骤③在安装钻机时，先测定水平孔轴线及控制点，采用拉线法指导水平钻机安装，然后进行试车。
优选的，所述步骤⑤中高压水管道的出水口设有用于清洗管道的清洗器。
优选的，所述步骤⑥中相邻两段排渗管通过管箍连接，管箍外依次缠绕土工布和尼龙网，并利用多段铁丝捆扎，以确保连接强度。
优选的，所述步骤⑥在拔出套管前先利用顶杆顶紧排渗管，拔出全部套管后用小块土工布封堵排渗管外侧孔口，逐层捣实，直至排渗管管外不流水。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的一种尾矿坝排渗管施工工艺，施工工艺简单，所述钻体的一端为尖端，另一端为连接端，所述变径钻头的尖端设有螺旋叶片，钻体中部设有贯穿钻体连接端的环形空腔，环形空腔内设有水囊，且水囊的进水端与对应位于钻体连接端的环形空腔内壁对应紧贴，且所述水囊的进水端外壁与环形空腔内壁之间设有密封圈，水囊外侧间隔环设有多个活动贯穿钻体的凸块，所述凸块两侧台阶面均设有用于嵌设环形弹簧的凹槽，即在钻进过程中，向水囊内充满高压水，水囊膨胀进而挤压凸块向外扩张，以达到增大钻径的目的，当需要退出变径钻头时，能够排放水囊内的水，水囊缩小，凸块在环形弹簧的作用下收缩回环形空腔内，以实现缩小钻径的目的，即可进行退钻操作；与传统需要钻头钻出地面进行反向钻进铺设套管的方式相比，大大降低了施工难度。
附图说明
图1为变径钻头的结构示意图；
图2为变径钻头的剖视图。
图中：1、钻体；2、凸块；3、水囊；4、环形空腔；5、环形弹簧；6、密封圈；。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种尾矿坝排渗管施工工艺，包含以下步骤
①测量放点：设计水平排渗管施工图，根据施工图测量确定钻孔的起始位置；
②反力墩基础制作：首先挖出基坑，然后放入制作好的钢筋笼，同时预埋地脚螺栓，浇筑混凝土，待混凝土凝固形成混凝土反力墩；
③安装水平钻机：通过起重设备将水平钻机安装于步骤②所述的混凝土反力墩位置，使水平钻机与混凝土反力墩预埋的地脚螺栓对应紧固连接，并保证水平钻机能够以2～2.5°仰角钻进；根据需要，在安装钻机时，先测定水平孔轴线及控制点，采用拉线法指导水平钻机安装，然后进行试车
④钻孔：在水平钻机的钻进端逐段安装钻杆，并在钻杆前端安装螺旋钻头，钻导向孔直至设计深度，空转钻杆及螺旋钻头进行排渣至成导向孔；排渣结束后退出钻杆，将螺旋钻头替换为变径钻头，并在钻杆外逐段套设套管，使变径钻头的钻径扩张至大于套管的管径，沿导向孔钻进直至设计深度，在钻进的同时逐段向前推进套管，直至达到设计深度，且相邻两段套管对应紧固连接，然后空转钻杆进行排渣，排渣结束后使变径钻头的钻径缩小至小于套管的孔径，退出钻杆以及变径钻头；根据需要，所述变径钻头包含钻体1、凸块2、水囊3和环形弹簧5，所述钻体1的一端为尖端，另一端为连接端，所述变径钻头的尖端设有螺旋叶片，钻体1中部设有贯穿钻体1连接端的环形空腔4，环形空腔4内设有水囊3，且水囊3的进水端与对应位于钻体1连接端的环形空腔4内壁对应紧贴，且所述水囊3的进水端外壁与环形空腔4内壁之间设有密封圈6，水囊3外侧间隔环设有多个活动贯穿钻体1的凸块2，所述凸块2两侧台阶面均设有用于嵌设环形弹簧5的凹槽，即在钻进过程中，向水囊3内充满高压水，水囊3膨胀进而挤压凸块2向外扩张，以达到增大钻径的目的，当需要退出变径钻头时，能够排放水囊3内的水，水囊3缩小，凸块2在环形弹簧5的作用下收缩回环形空腔4内，以实现缩小钻径的目的，即可进行退钻操作；与传统需要钻头钻出地面进行反向钻进铺设套管的方式相比，大大降低了施工难度；
⑤洗孔：在钻杆前端安装封孔器，沿套管钻进，直至封孔器到达最前一段套管开口端的端部，利用封孔器封堵最前一段套管开口端的端部，向套管通入高压水管道直至高压水管道的出水口到达封孔器位置，通过高压水管道向套管内通入高压水，将套管内遗留的尾砂土冲洗干净，然后退出钻杆及封孔器；根据需要，所述高压水管道的出水口设有用于清洗管道的清洗器
⑥安装排渗管：在套管内利用承接方式逐段插入排渗管直至排渗管管长达到设计深度，安装前堵塞第一段排渗管开口端端部，然后拔出套管，在排渗管出水口建造排水沟；根据需要，所述排渗管穿坝部分完整无孔洞，排渗管位于尾矿库区尾砂内部分在排渗管的上部三分之一侧面交错排列钻渗水孔，排渗管钻孔管段外表面包裹400g/m2土工布一层，并捆扎固定；相邻两段排渗管通过管箍连接，管箍外依次缠绕土工布和尼龙网，并利用多段铁丝捆扎，以确保连接强度；在拔出套管前先利用顶杆顶紧排渗管，拔出全部套管后用小块土工布封堵排渗管外侧孔口，逐层捣实，直至排渗管管外不流水。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (9)
1.一种尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：包含以下步骤
①测量放点：设计水平排渗管施工图，根据施工图测量确定钻孔的起始位置；
②反力墩基础制作：首先挖出基坑，然后放入制作好的钢筋笼，同时预埋地脚螺栓，浇筑混凝土，待混凝土凝固形成混凝土反力墩；
③安装水平钻机：通过起重设备将水平钻机安装于步骤②所述的混凝土反力墩位置，使水平钻机与混凝土反力墩预埋的地脚螺栓对应紧固连接，并保证水平钻机能够以2～2.5°仰角钻进；
④钻孔：在水平钻机的钻进端逐段安装钻杆，并在钻杆前端安装螺旋钻头，钻导向孔直至设计深度，空转钻杆及螺旋钻头进行排渣至成导向孔；排渣结束后退出钻杆，将螺旋钻头替换为变径钻头，并在钻杆外逐段套设套管，使变径钻头的钻径扩张至大于套管的管径，沿导向孔钻进直至设计深度，在钻进的同时逐段向前推进套管，直至达到设计深度，且相邻两段套管对应紧固连接，然后空转钻杆进行排渣，排渣结束后使变径钻头的钻径缩小至小于套管的孔径，退出钻杆以及变径钻头；
⑤洗孔：在钻杆前端安装封孔器，沿套管钻进，直至封孔器到达最前一段套管开口端的端部，利用封孔器封堵最前一段套管开口端的端部，向套管通入高压水管道直至高压水管道的出水口到达封孔器位置，通过高压水管道向套管内通入高压水，将套管内遗留的尾砂土冲洗干净，然后退出钻杆及封孔器；
⑥安装排渗管：在套管内利用承接方式逐段插入排渗管直至排渗管管长达到设计深度，安装前堵塞第一段排渗管开口端端部，然后拔出套管，在排渗管出水口建造排水沟。
2.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述变径钻头包含钻体（1）、凸块（2）、水囊（3）和环形弹簧（5），所述钻体（1）的一端为尖端，另一端为连接端，钻体（1）中部设有贯穿钻体（1）连接端的环形空腔（4），环形空腔（4）内设有水囊（3），且水囊（3）的进水端与对应位于钻体（1）连接端的环形空腔（4）内壁对应紧贴，水囊（3）外侧间隔环设有多个活动贯穿钻体（1）的凸块（2），所述凸块（2）两侧台阶面均设有用于嵌设环形弹簧（5）的凹槽。
3.如权利要求2所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述变径钻头的尖端设有螺旋叶片。
4.如权利要求2所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述水囊（3）的进水端外壁与环形空腔（4）内壁之间设有密封圈（6）。
5.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述排渗管穿坝部分完整无孔洞，排渗管位于尾矿库区尾砂内部分在排渗管的上部三分之一侧面交错排列钻渗水孔，排渗管钻孔管段外表面包裹400g/m2土工布一层，并捆扎固定。
6.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述步骤③在安装钻机时，先测定水平孔轴线及控制点，采用拉线法指导水平钻机安装，然后进行试车。
7.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述步骤⑤中高压水管道的出水口设有用于清洗管道的清洗器。
8.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述步骤⑥中相邻两段排渗管通过管箍连接，管箍外依次缠绕土工布和尼龙网，并利用多段铁丝捆扎，以确保连接强度。
9.如权利要求1所述的尾矿坝排渗管施工工艺，其特征是：所述步骤⑥在拔出套管前先利用顶杆顶紧排渗管，拔出全部套管后用小块土工布封堵排渗管外侧孔口，逐层捣实，直至排渗管管外不流水。
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