钻孔偏斜控制需从钻机选型、钻具组合工艺、冻结管打设方法等方面综合考虑。水平冻结孔施工有以下特点:

　　(1)水平冻结孔密集,偏率精度要求高。

　　(2)钻孔定位空间小。钻孔均在隧道的边缘,上下左右操作空间受限。

　　(3)导向孔拉管法难以实现,采用一次性导向跟管钻进法。

　　(4)应使用抗电磁干扰的水平测斜仪和导向仪。本工程使用的水平钻孔轨迹仪,精确度较高。

　　32 技术方案和措施

　　总体方案是选用HW-4型钻机,采用一次性导向跟管钻进法的技术方案,钻杆采用Φ108×8mm无缝钢管,兼作冻结管,螺纹加焊接连接,配用110mm的削板钻头,泥浆循环钻进。

　　水平冻结孔偏斜的原因取决于:钻进中受钻具自重影响,钻具前端会产生下垂;水平钻具顺时针旋转,产生右旋力;安装和开孔的误差。为确保钻孔精度,采取了以下技术措施:

　　(1)准确确定水平孔开孔孔位(偏差≤±50mm),控制水平孔开孔角度是保证水平孔偏斜的保证。

　　(2)给出水平方位角与仰俯角以合理的纠偏值:钻孔开孔方位角=冻结管设计方位角±钻进纠偏水平角;钻孔开孔仰角=设计仰(俯)角±钻进纠偏垂直角。

　　(3)采用冻结管兼作钻杆,非但增加了钻杆的钢度,而且直径的抗弯钢度也有所增加。

　　(4)采用螺纹连接确保钻杆连接的同心度,同时接口加焊,既确保密封性能又增加接口钢度。

　　(5)控制泵压与泵量、泥浆稠度,以保证岩粉碎渣在强悬浮力的作用下冲出孔外。

　　(6)控制钻压、钻速;以保持快速钻进为宜。

　　(7)采用低泵压、小水量、慢转速,并加强孔口密封装置,尽量减少地下水和砂流出。

　　(8)通过试验冻结孔,回归分析钻进中技术参数和冻结孔偏斜规律,为加快打钻速度,保证钻孔质量提供准确可靠的工艺参数,并依此计算出精确的冻结孔开孔角度。

　　(9)在基坑砼壁上开孔、埋设孔口管、导向管、密封管等措施,预防水平孔偏斜。

　　(10)钻进过程中采用“有线仪器导向,一次性跟管钻进”这种新工法打设超长水平冻结孔。

　　(11)采用削板式钻头。

　　4冻结孔施工中的风险及处理

　　冻结孔施工中存在的风险主要有:

　　(1)长距离水平施工;

　　(2)钻进过程中涌水和涌沙;

　　(3)开孔时,地下水或地层泥砂大量涌出;

　　(4)钻进中,地下水和地层泥沙大量涌出。针对以上4个方面的风险,所采取的解决办法及工程技术措施如下:

　　(1)水平冻结孔施工是冻结施工中的技术关键,也关系到冻结工程的成败。72m长的水平冻结孔国内外没有先例,但是在工程结束时,所有冻结孔均具备所要求的技术水平,且最大偏斜率均小于设计规范10‰。

　　(2)通过孔口管侧面的卸压阀观察孔口处地层压力的具体情况,判断涌沙、涌泥的可能性。决定是否进行孔口加固注浆,注浆时用泥浆泵给地层中注入水泥浆或化学浆液,待地层凝固后二次重新开孔,下管。

　　(3)立即停止开孔,迅速拔出开孔钻具;将孔口管立即打入孔内,发现地下水、砂压力较大时,可将回水阀打开卸压,然后快速将孔口管打设到位,将孔口管与砼壁相连接,并按好闸阀,然后关闭闸阀。

　　(4)在钻头处安装单向阀,可以正向从钻杆内通入泥浆进行,在不供泥浆时,单向阀自动关闭,避免地层中的水土逆向涌出,从而防止正常钻进涌水、涌泥;根据地层稳定情况,在孔口管和密封装置之间安装6分闸阀,必要时关闭;在软土层中可实现不循环钻进,控制水土流失;在钻杆打设完成后,及时利用孔口管上的旁通阀注浆,浆液选用单液水泥浆或水泥-水玻璃浆液。其作用可固定冻结管,堵住孔口的涌泥通道;注浆浆液注入钻孔环状断面内,补充流失的水土,并对地层有压密作用,起到压密注浆的作用,减少地面沉降。

　　5 水平冻结孔施工的结果

　　水平冻结孔自2004年5月18日~5月25日进行了水平钻孔实验,5月26日正式水平冻结孔的开钻,到2005年5月13日工程结束,工期历时12个月。中途除去工作井未移交南北衔接不上占用3个月及协调所用工期外,纯施工速度一般1.5d完成1个孔,包括钻机的定位、一开、二开、钻进、30m前灯光测斜、终孔注浆、孔口注浆、冲孔、密封、打压试漏、终孔陀螺仪测斜等11道工序。实际完成

上一页  [1] [2] [3] 下一页