豎井鉆井法施工綜合技術(shù)方案一、施工總體部署1.1工程概況本工程為直徑6.0m、深度350m的圓形豎井，采用鉆井法施工工藝，井筒穿越第四系松散土層（厚度約85m）及二疊系砂巖地層（厚度265m）。設(shè)計井壁為鋼筋混凝土預制結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級C40，壁厚350mm，壁后充填采用C25細石混凝土與碎石交替填充工藝。根據(jù)GB51227-2017規(guī)范要求，井筒進入不透水穩(wěn)定巖層深度需達到12m，鉆井偏斜率控制在0.5%以內(nèi)。1.2施工分區(qū)規(guī)劃鉆機場區(qū)：布置AD130/1000型豎井鉆機主機（軌距16m），配套18m跨度門式起重機（提升能力300t），設(shè)置雙軌式鉆桿倉（容量50根×10m）泥漿系統(tǒng)：建設(shè)四級凈化循環(huán)系統(tǒng)，包括400m3沉淀池（分3格串聯(lián)）、200m3儲備池及泥漿處理車間（配備2臺ZJ300型振動篩）井壁預制區(qū)：設(shè)置2個鋼模臺座（直徑6.8m×高度2.5m），配置自動布料機及蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)輔助設(shè)施：布置35kV變電站、空壓機房（4臺20m3/min空壓機）、機修車間及材料倉庫二、施工準備與測量控制2.1臨時鎖口施工結(jié)構(gòu)參數(shù)：采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑6.8m（大于鉆井直徑0.4m），深度5m，配置Φ20mm@200mm雙層鋼筋網(wǎng)施工工藝：采用SMW工法樁（Φ850mm@600mm三軸攪拌樁）進行基坑支護分兩層澆筑鎖口混凝土（每層2.5m），設(shè)置4個Φ200mm預埋注漿管頂部安裝鋼質(zhì)鎖口盤（厚度20mm），預留鉆桿通過孔（Φ600mm）及測量基準點2.2測量控制系統(tǒng)平面控制：建立三等三角網(wǎng)，采用LeicaTS60全站儀進行井位放樣，點位誤差≤15mm高程控制：布設(shè)四等水準路線，使用TrimbleDiNi03電子水準儀傳遞高程鉆井導向：井口安裝強制對中裝置，設(shè)置3個光學測站采用JDT3型測斜儀進行隨鉆監(jiān)測（測量間隔≤50m）井壁下沉階段使用“大線”（Φ3mm尼龍繩）進行中心線控制，偏差報警值±50mm三、鉆井施工核心技術(shù)3.1分級擴孔鉆進工藝采用四級擴孔方案，具體參數(shù)如下表：鉆進階段鉆頭直徑(mm)鉆壓(kN)轉(zhuǎn)速(rpm)洗井方式預計進尺(m/h)超前孔60001200-15008-10反循環(huán)1.2-1.5一級擴孔90001800-22006-8反循環(huán)0.8-1.0二級擴孔110002500-30004-6反循環(huán)0.5-0.7三級擴孔130003200-38002-4反循環(huán)0.3-0.5鉆頭配置：超前孔采用十字形牙輪鉆頭，擴孔階段使用組合式滾刀鉆頭（刀圈直徑432mm，數(shù)量36-48個）鉆進控制：采用恒鉆壓自動進給系統(tǒng)，鉆壓波動控制在±5%以內(nèi)每鉆進10m進行一次頂角測量，偏斜超過0.3°時啟動糾偏程序砂巖地層采用“輕壓快轉(zhuǎn)”參數(shù)（鉆壓2500kN，轉(zhuǎn)速6rpm），松散層采用“重壓慢轉(zhuǎn)”（鉆壓3500kN，轉(zhuǎn)速3rpm）3.2泥漿制備與循環(huán)系統(tǒng)3.2.1基礎(chǔ)配方設(shè)計地層類型膨潤土(kg/m3)CMC(kg/m3)純堿(kg/m3)重晶石(kg/m3)性能指標黏土層250.51.5-密度1.05g/cm3，黏度40s砂層350.82.050密度1.15g/cm3，黏度55s破碎巖層451.22.5100密度1.25g/cm3，黏度65s3.2.2循環(huán)系統(tǒng)運行工藝流程：壓氣反循環(huán)洗井（工作氣壓0.7MPa，風量15m3/min）鉆屑經(jīng)Φ500mm鉆桿內(nèi)腔提升至地面，進入振動篩（篩孔0.3mm）泥漿依次通過旋流器（分離粒度20-40μm）、離心機（分離粒度5-10μm）凈化處理后泥漿泵入儲備池，經(jīng)檢測合格后重新使用性能監(jiān)測：每2小時測定一次黏度（馬氏漏斗）、密度（泥漿天平）及含砂量（體積法），日報表包含濾失量（API標準，≤15mL/30min）3.3井壁預制與下沉3.3.1預制井壁結(jié)構(gòu)標準段：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（C40，抗?jié)B等級P8），高度2.5m，配置Φ25mm縱向鋼筋（HRB400E）及Φ16mm環(huán)向鋼筋@150mm特殊段：表土段采用鋼板混凝土復合井壁（內(nèi)層6mm鋼板+100mm泡沫板緩沖層）含水層段設(shè)置止水帶（遇水膨脹橡膠，寬度300mm）及預埋注漿管井底段采用球墨鑄鐵刃腳（高度1.5m，壁厚50mm）3.3.2漂浮下沉工藝準備工作：井壁底注水至設(shè)計液位（水頭差1.2m），安裝4臺同步注漿泵檢查“大線”垂直度（偏差≤10mm），設(shè)置8個液壓糾偏千斤頂下沉控制：采用“充水減重法”調(diào)節(jié)下沉速度（設(shè)計速度0.5-1.0m/h）每接長一節(jié)井壁（2.5m）進行一次姿態(tài)校正，偏斜率控制≤0.2%井底距設(shè)計標高5m時轉(zhuǎn)為低速下沉（≤0.3m/h），最終就位誤差≤100mm四、設(shè)備配置與參數(shù)控制4.1主要施工設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格關(guān)鍵參數(shù)數(shù)量豎井鉆機AD130/1000提升力8000kN，扭矩600kNm，液壓系統(tǒng)25MPa1臺傘形鉆架SJZ6.106臂，YGZ70鑿巖機，推進行程4.3m1臺門式起重機MQ300/18起重量300t，跨度18m，提升高度17m1臺泥漿泵3NB-350排量350m3/h，工作壓力12MPa4臺混凝土輸送泵HBT90理論排量90m3/h，出口壓力16MPa2臺4.2鉆具系統(tǒng)配置鉆桿：Φ500×20mm合金鋼管（35CrMoA），長度10m，法蘭連接（螺栓M30×200mm，8.8級）鉆頭：超前孔：十字形牙輪鉆頭（Φ6000mm，重量8t）擴孔鉆頭：組合式滾刀鉆頭（Φ13000mm，重量28t，配備36個Φ432mm滾刀）導向裝置：每50m鉆桿段設(shè)置1個穩(wěn)定器（外徑Φ590mm，長度2m）五、質(zhì)量控制與安全保障5.1關(guān)鍵質(zhì)量控制點項目控制指標檢驗方法標準依據(jù)鉆井直徑≥13.0m（設(shè)計值+0.2m）井徑儀（JXY-5型）GB51227-20174.3.2井壁混凝土強度標準養(yǎng)護試塊≥40MPa回彈法+鉆芯取樣GB/T50107-2010壁后充填密實度≥95%聲波透射法GB51227-20177.2.4井筒偏斜率全深≤0.5%，且單段≤0.3%測斜儀（JDT3型）GB51227-20178.1.35.2安全防護體系防坍塌措施：松散地層鉆進時，泥漿密度提高1.15-1.20倍，黏度≥60s設(shè)置井幫位移監(jiān)測系統(tǒng)（精度0.1mm），預警值30mm/24h設(shè)備安全：鉆機設(shè)置過載保護（扭矩上限660kNm，提升力上限8800kN）高壓油管采用鋼絲編織層（工作壓力35MPa），每500h進行耐壓試驗人員防護：井口設(shè)置雙層防護網(wǎng)（下層鋼筋網(wǎng)Φ16mm@100mm，上層尼龍網(wǎng)Φ10mm）井架安裝防墜器（制動距離≤1.5m）及風速報警儀（限值15m/s）六、施工進度計劃與管理6.1進度計劃（總工期180天）準備階段：30天（鎖口施工15天，設(shè)備安裝調(diào)試15天）鉆井階段：90天（分級鉆進平均日進尺3.5m）井壁工程：45天（預制35段×2.5m，下沉對接10天）固井與收尾：15天（壁后注漿7天，設(shè)備拆除8天）6.2進度保障措施資源保障：儲備2套備用鉆頭（滾刀數(shù)量144個）及500m鉆桿泥漿材料庫存滿足15天用量（膨潤土500t，CMC50t）技術(shù)保障：建立BIM進度模擬系統(tǒng)，每周進行進度偏差分析實施“雙班制”連續(xù)作業(yè)（每班12小時，鉆機組人員30人）應(yīng)急保障：配置2臺備用泥漿泵（與主泵同型號）建立24小時應(yīng)急小組，儲備Φ200mm應(yīng)急注漿管100m七、環(huán)境保護與文明施工7.1泥漿處理系統(tǒng)鉆屑處理：采用板框壓濾機（過濾面積200m2）進行脫水，干泥餅含水率≤30%水循環(huán)：設(shè)置三級沉淀池+過濾器，排放水SS≤100mg/L，pH值6-9噪聲控制：破碎機安裝隔音罩（降噪量≥25dB），空壓機設(shè)置消聲器7.2綠色施工措施粉塵防治：出碴車輛必須覆蓋篷布，洗車平臺配置高壓沖洗設(shè)備堆場設(shè)置6m高圍擋及霧炮機（覆蓋率100%）節(jié)能措施：照明系統(tǒng)采用LED燈具（節(jié)能率≥50%）鉆機液壓系統(tǒng)安裝能量回收裝置（節(jié)電15%）生態(tài)保護：施工區(qū)周邊種