摘 要：为了保证防渗帷幕的整体有效连续，深孔帷幕灌浆孔斜控制是重点也是难点。本文结合溪洛渡厂区帷幕灌浆实践，分析孔斜成因并有针对性地提出孔斜的预防和处理措施。
关键词：溪洛渡，深孔帷幕 ， 孔斜控制
1、工程概况
金沙江溪洛渡水电站是我国西电东送中线的骨干电源之一，位于金沙江干流四川省雷波县与云南省永善县之间。溪洛渡水电站混凝土双曲拱坝最大坝高285.5m，厂房左右岸对称布置在山体内，各安装9台单机容量为770MW的水轮机发电机组，总装机容量1386万KW，为国内第二、世界第三大型水电站。溪洛渡水电站枢纽防渗帷幕由大坝基础帷幕、左右岸厂房帷幕及二道坝帷幕共三部分组成。厂房防渗帷幕与导流洞堵头、大坝基础防渗排水帷幕系统相连，形成厂坝整体防渗帷幕。从600m高程至324m高程，设5层灌浆廊道。廊道高程(编号)自上而下分别为600m(PGR6)、545m(PGR5)、485m(PGR4)、425m(PGR3)、385m(PGR2)，每层灌浆廊道长1099.89m。为保证地下厂房、大坝水库安全，深孔帷幕灌浆质量至关重要。由于多种原因，钻孔实测方向与设计方向总是产生偏差。如果偏斜严重，会影响连续帷幕的形成，使灌浆质量不能达到要求。本文根据溪洛渡水电站深孔帷幕施工实际经验，讨论深孔帷幕灌浆孔斜成因并提出了预防和处理措施，值得其他类似工程参考借鉴。
2 、孔斜成因分析
孔斜偏差产生的影响因素较多，归纳起来主要受地质条件、机具器材、操作方法的影响。
2.1 地质条件
溪洛渡坝区基岩为岩性坚硬的峨眉山玄武岩，分成14个岩流层，产状平缓，以3～5°缓倾下游偏左岸，枢纽区内未发现规模较大的断层，主要发育有岩流层层间和层内的构造错动带。除底层廊道外帷幕均向迎水面倾6～11°，叠加后钻孔方向与岩层的夹角为10～15°。在这样有一定倾角、软硬交替的岩石中钻进，钻头总会顺坡打滑偏离期望的钻进方向,选用出刃良好的金刚石钻头低压力慢钻速可以减小这种偏差。
2.2机具器材
（1）选择了不适宜的钻机款型及技术状态不好的钻机。对孔斜要求较高的帷幕钻孔宜选用地质钻机配小口径金刚石钻头钻进成孔工艺。地质钻机的设计性能、实际能达到的技术参数、维护保养程度对孔斜的影响也较大。钻机应固定牢靠，使用过长的立轴钻杆与磨损较严重的立轴钻杆定向套管，容易使立轴产生较大的摆动，直接影响到钻头在孔底钻进时的不稳定性；
（2）使用了不适宜的钻具。弯曲的钻具或过短的岩心管，都会使钻具连接后不正，从而影响钻进的方向。使用过短的岩心管，在孔内歪斜时，比长岩心管的歪斜度更大，产生的孔斜度也更为严重；
（3）使用了不适宜的金刚石钻头。缺牙掉齿、孕镶金刚石和表镶合金条分布不均匀、胎体硬度不一致的金刚石钻头，在高转速高压力下的离心摆动太大、容易造成孔斜偏差。
（4）钻杆与孔壁间隙大、钻杆及连接手不同心，受压钻杆产生的弯曲、拉伸、扭曲也会增大，使钻头在孔底钻进时不稳定性增强，从而使钻进方向发生变化；
2.3 操作方法
（1）钻进时盲目加压，使钻杆弯曲在孔壁多处点接触，产生多段的严重弯曲，钻速过快、增加钻头摆动，产生偏斜；
（2）孔底掉块、使用未出刃及磨损过度的金刚石钻头钻进，会因金刚石钻头打滑，容易改变钻头的钻进方向；
（3）在松散易坍塌的岩层中钻进，水量过大，压力过高，会较严重地破坏孔壁，造成局部的孔径扩大。由于钻杆弯曲、钻具偏斜引起钻孔偏斜。
3、孔斜的预防与处理措施
基于以上分析、影响孔斜的因素较多，控制孔斜是一系列非常困难的包括众多繁琐细节的工作。防止钻孔偏斜措施及产生严重偏斜后的处理方法，都必须围绕影响钻孔偏斜的3方面因素结合成本、效率、质量要求等全面考虑。应始终坚持“防斜为主、定时测斜、及时纠偏”的原则，逐步探索研究试验、找到经济适用的钻孔偏斜控制措施和纠偏方法。
3.1 预防孔斜的措施
（1）选用适宜的钻机、并做好维护保养确保优良的技术状态。钻机的安装要牢固平稳，地面应预先找平、后期垫平，严禁钻机机台木与地面呈点接触，必要时采用地锚及水平钢管联合支撑固定。用地质罗盘和水平尺校正立轴与钻孔开孔倾角和方位角应在同一条中心线上，以使钻进中不摇晃；
（2）埋设孔口管必须使用对中环保证上下同轴心。钻进斜孔帷幕时，钻杆钻具由于自重作用，顶角必然会逐步减小、回到铅垂线方向，应结合设计倾角、地层走向、钻机性能等提前在孔口段比设计顶角大1～2°方向钻进。在钻进中，立轴钻杆不能太高、液压卡盘不宜满标尺举高，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大；
（3）使用导向性能良好的金刚石钻头、长钻具、长扩孔器，每次起下钻前均要求仔细检查钻杆钻具的磨损情况，如发现有弯曲的钻具或有磨损较严重的立轴导管、岩心管、钻杆时，应及时更换；
（4）钻孔较深以后，要综合考虑孔内钻杆、钻具总重，注意钻压的调整、必要时减速减压钻进，盲目高钻速加压力钻进会使钻杆弯曲改变钻孔方向；
（5）结合勘探地质资料和先导孔加强对地层的预测和判断为及时变更工艺参数提供依据。钻进中，当岩石换层时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压慢速钻进，对其进尺的速度和水量及压力也应加以适当的控制；
（6）钻进中，应勤检查钻机有无移动、地锚、平撑有无松动，立轴钻进的方向有无变化，发现问题应及时纠正；为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经验。应对孔斜及时测量，特别是孔口段及前20米更应逐段测斜，及时准确地掌握钻孔的偏斜情况，以利于及时处理。
（7）加强操作工人的技术培训工作，以便能根据不同的地层、采用不同的钻速、钻压、水量等工艺参数。提高他们质量意识，以便更好地按照规定的操作规程作业、保证钻孔质量。制定科学的劳动竞赛考评和奖罚激励措施，鼓励操作人员发挥自己的主观能动性积极思考、摸索适宜的预防和处理方法。
3.2 孔斜的处理措施
3.2.1短钻具纠偏
短钻具在较大孔径内较易改变方向。钻孔产生偏斜后，用长度短于1.5 m的的粗径钻具从偏斜处进行矫正。主要通过用轻压力慢转速的操作方法钻进3~5 m后进行钻孔测斜。如果孔斜度已减少，则可使用正常钻具钻进；如果没有矫正过来，则可用长钻具纠偏。
3.2.2长钻具纠偏
长钻具纠偏主要是在短钻具矫偏无效，或还有不多的距离就抵达终孔的情况下应用。一般情况下，加长后的钻具不小于原钻具的2倍。加长钻具后，无疑会增大孔壁对整个钻具按原方向继续钻进的控制力，使原有的孔斜度不再继续扩大。
3.2.3封孔扫孔法
扫孔法是发现偏斜值超过允许值较多时，先不进行纠偏处理，按正常程序继续进行灌浆，当灌浆结束后时，用比例为0.5∶1的浓浆（可加适量的速凝剂）置换出孔内稀浆，并待凝24~48 h后再扫孔，扫孔时注意控制钻压并随时检测孔斜，可使已偏斜的钻孔段得到有效的纠正。
3.2.4补孔法
补孔法分灌浆阶段补孔和检查阶段补孔有两种情况：在灌浆施工中，当发现钻孔偏斜严重时，为防止严重的孔斜对灌浆质量产生影响，可在该孔附近补钻新的灌浆孔。灌浆施工结束布置检查孔位置时，可结合灌浆施工资料的综合分析，在因孔斜超标可能漏灌的地方布置检查孔，使其得到补强。
4、结语
帷幕灌浆是一种施工技术，注重经验的积累，是结合地质条件逐步摸索的过程。确定工艺参数应注意与地质条件、机具设备、人员技术水平相适应。应重视帷幕灌浆试验与施工相结合的特点，经常学习研究、总经经验提高、吸取教训改进、调整完善找到经济、合理、满足质量要求的施工工艺。本文结合溪洛渡厂区帷幕灌浆实践，分析孔斜成因并有针对性地提出孔斜的预防和处理措施，在溪洛渡水电站厂房防渗深孔帷幕施工中得到了很好的应用，做到了成本、效率、质量各方面的平衡统一，对于类似工程也有很好的借鉴和参考价值。
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