CN112031738A - 一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法 - Google Patents

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戴忠雄
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Abstract

本发明提供一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，包括以下步骤：在与隧洞相对应的地面上布置反井钻机，先在反井钻机上安装一根稳定钻杆，沿着自上而下的方向向地下岩体内钻进深度至少2m后，再随着钻进深度的增加在稳定钻杆后级连多根常规钻杆和多根稳定钻杆继续钻进，获得与隧洞连通的先导孔，通过反井钻机对先导孔进行扩挖形成溜渣井，然后对溜渣井进行爆破扩挖形成竖井，在竖井形成过程中使石渣通过溜渣井滑落至隧洞内再排出。采用本发明的技术方案，首先使反井钻机安装平稳，再通过交替级联使常规钻杆和稳定钻杆，提升了先导孔钻孔精度，再通过采用挖掘斗容量小于0.04立方米的挖掘机进行翻渣后运出石渣，提高了施工安全性。

Description

一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法
技术领域
本发明属于竖井工程技术领域，尤其是一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法。
背景技术
在水利水电地下工程施工中，采用竖井结构型式的水工建筑物较多，常见的主要有引水系统中的竖井、调压井、闸门井、出线井、通风井及交通井等。由于竖井施工具有工作面窄小、通风困难，工人高空作业、受到炮烟、落石、淋水和粉尘的危害等不安全因素较多。因此针对断面小、深度大的竖井施工历来都是水利水电施工行业的难点和重点。现有技术中，竖井施工溜渣井一般布置于竖井中部，扩挖爆破后由于受作业空间限制无法采用机械排险、溜渣，只能采用人工排险、溜渣，然而，这种方式溜渣速度慢，并且爆破后极易对围岩结构造成破坏，造成围岩滑塌，人工排险、溜渣易引发安全事故。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，包括以下步骤：
步骤一：地下岩体内挖掘有隧洞，在与所述隧洞相对应的地面上布置反井钻机，提供钻头、多根稳定钻杆和常规钻杆，所述常规钻杆外径小于所述钻头公称直径，所述稳定钻杆外径与所述钻头公称直径相同；
步骤二：先将所述钻头安装在所述反井钻机上，再在所述钻头尾端固定连接一根稳定钻杆组成复合钻杆，使该复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内钻进深度至少2m；
步骤三：在步骤二中所述复合钻杆尾端固定连接一根稳定钻杆或常规钻杆组成新的复合钻杆，使新的复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内持续钻进适当深度；
步骤四：重复步骤三，直至获得与所述隧洞连通的先导孔，然后通过反井钻机沿着自下而上的方向对所述先导孔进行扩挖形成溜渣井；
步骤五：沿着自上而下的方向对所述溜渣井进行爆破扩挖形成竖井，并且在所述竖井形成过程中使挖掘出的石渣通过所述溜渣井滑落至所述隧洞内再排出。
所述溜渣井中心轴线与所述竖井中心轴线不重合。
所述反井钻机型号为LM-300型。
所述先导孔孔径为φ250mm。
所述溜渣井内径为φ1.4m。
步骤二至步骤三的过程中，控制所述复合钻杆转速小于20r/min，控制所述复合钻杆钻进速度小于1.5m/h。
所述直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法还包括以下步骤：
在与所述隧洞相对应的地面上布置反井钻机的过程中，先使用强度等级不低于C25的混凝土浇筑形成基础平台，再使用地脚螺栓将所述反井钻机固定于基础平台上，然后再使用强度等级不低于C25的混凝土将所有地脚螺栓完全封盖。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过采用反井钻机先钻攻先导孔，通过反井钻机沿着自下而上的方向对所述先导孔进行扩挖形成溜渣井，再对溜渣井进行扩挖形成竖井，在对溜渣井进行扩挖的过程中挖掘的石渣采用挖掘斗容量小于0.04立方米的挖掘机进行翻渣处理，而后使石渣经过所述溜渣井滑落至所述竖井底部隧洞内再排出，有利于简化了施工工艺，提升施工效率，在使用反井钻机钻进的过程中，通过预先对地质条件的勘察，严格控制钻杆转速、钻进速度，以及使用二次浇筑方式使反井钻机安装平稳和使用与钻头直径相同的稳定钻杆进行钻孔，能够有效提升先导孔钻进精度，减少钻孔偏差，保证了施工作业的顺利进行，提高了安全性。
附图说明
图1是本发明施工方法的示意图。
图中：1-隧洞，2-反井钻机，3-先导孔，4-溜渣井，5-竖井， 6-基础平台。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，本发明提供一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，包括以下步骤：
步骤一：地下岩体内挖掘有隧洞1，在与隧洞1相对应的地面上布置反井钻机2，提供钻头、多根稳定钻杆和常规钻杆，常规钻杆外径小于钻头公称直径，稳定钻杆外径与钻头公称直径相同；进一步地，优选反井钻机2型号为LM-300型；
步骤二：先将钻头安装在反井钻机2上，再在钻头尾端固定连接一根稳定钻杆组成复合钻杆，使该复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内钻进深度至少2m；
步骤三：在步骤二中复合钻杆尾端固定连接一根稳定钻杆或常规钻杆组成新的复合钻杆，使新的复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内持续钻进适当深度；
步骤四：重复步骤三，直至获得与隧洞1连通的先导孔3，然后通过反井钻机2沿着自下而上的方向对先导孔3进行扩挖形成溜渣井4；先导孔3孔径为φ250mm。溜渣井4内径为φ1.4m。
步骤五：沿着自上而下的方向对溜渣井4进行爆破扩挖形成竖井 5，并且在竖井5形成过程中使挖掘出的石渣通过溜渣井4滑落至隧洞1 内再排出。其中，溜渣井4中心轴线与竖井5中心轴线不重合。
另外，直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法还包括以下步骤：
在通过反井钻机2钻进多次并获得先导孔3的过程中，首次钻进时，反井钻机2上安装的是稳定钻杆。在步骤二至步骤三的过程中，控制复合钻杆转速小于20r/min，控制复合钻杆钻进速度小于1.5m/h。直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法还包括以下步骤：在钻攻先导孔3的过程中，当反井钻机2每钻进10～20m时，在反井钻机2 上安装一根稳定钻杆。稳定钻杆外径与钻头公称直径相同。
此外，直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法还包括以下步骤：
在与隧洞1相对应的地面上布置反井钻机2的过程中，先使用强度等级不低于C25的混凝土浇筑形成基础平台6，再使用地脚螺栓将反井钻机2固定于基础平台6上，然后再使用强度等级不低于C25的混凝土将所有地脚螺栓完全封盖。
采用本发明的技术方案，通过采用反井钻机先钻攻先导孔，通过反井钻机沿着自下而上的方向对先导孔进行扩挖形成溜渣井，再对溜渣井进行扩挖形成竖井，在对溜渣井进行扩挖的过程中挖掘的石渣采用挖掘斗容量小于0.04立方米的挖掘机进行翻渣处理，而后使石渣经过溜渣井滑落至竖井底部隧洞内再排出，有利于简化了施工工艺，提升施工效率，在使用反井钻机钻进的过程中，通过预先对地质条件的勘察，严格控制钻杆转速、钻进速度，以及使用二次浇筑方式使反井钻机安装平稳和使用与钻头直径相同的稳定钻杆进行钻孔，能够有效提升先导孔钻进精度，减少钻孔偏差，保证了施工作业的顺利进行，提高了安全性。

Claims (7)

1.一种直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：地下岩体内挖掘有隧洞(1)，在与所述隧洞(1)相对应的地面上布置反井钻机(2)，提供钻头、多根稳定钻杆和常规钻杆，所述常规钻杆外径小于所述钻头公称直径，所述稳定钻杆外径与所述钻头公称直径相同；
步骤二：先将所述钻头安装在所述反井钻机(2)上，再在所述钻头尾端固定连接一根稳定钻杆组成复合钻杆，使该复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内钻进深度至少2m；
步骤三：在步骤二中所述复合钻杆尾端固定连接一根稳定钻杆或常规钻杆组成新的复合钻杆，使新的复合钻杆沿着自上而下的方向向地下岩体内持续钻进适当深度；
步骤四：重复步骤三，直至获得与所述隧洞(1)连通的先导孔(3)，然后通过反井钻机(2)沿着自下而上的方向对所述先导孔(3)进行扩挖形成溜渣井(4)；
步骤五：沿着自上而下的方向对所述溜渣井(4)进行爆破扩挖形成竖井(5)，并且在所述竖井(5)形成过程中使挖掘出的石渣通过所述溜渣井(4)滑落至所述隧洞(1)内再排出。
2.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：所述溜渣井(4)中心轴线与所述竖井(5)中心轴线不重合。
3.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：所述反井钻机(2)型号为LM-300型。
4.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：所述先导孔(3)孔径为φ250mm。
5.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：所述溜渣井(4)内径为φ1.4m。
6.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：
步骤二至步骤三的过程中，控制所述复合钻杆转速小于20r/min，控制所述复合钻杆钻进速度小于1.5m/h。
7.如权利要求1所述的直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法，其特征在于：所述直径为4米至6米的竖井溜渣井反井钻机施工方法还包括以下步骤：
在与所述隧洞(1)相对应的地面上布置反井钻机(2)的过程中，先使用强度等级不低于C25的混凝土浇筑形成基础平台(6)，再使用地脚螺栓将所述反井钻机(2)固定于基础平台(6)上，然后再使用强度等级不低于C25的混凝土将所有地脚螺栓完全封盖。
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