大直径硬质基岩井钻进7.ppt

各种品质优良的大口径钻头实物 探孔预爆法：即在大井原位，用小直径风动潜孔锤钻凿小孔，既是补充详勘，探明岩性及孤石、漂石分布情况(如遇到大孤石、漂石)又可作为装药爆破的炮眼。待大岩块炸碎后、再用大直径潜孔锤直接钻进。钻进工艺过程见图7－12所示。 探孔预爆法是在原岩中进行预爆，装药量可大一些，爆破效果会更好，也不需顾忌孔壁的坍塌问题，此法在长江三峡水利枢纽工程一期围堰防渗墙施工中，共爆破62个孔，取得了十分理想的效果。 云南国土资源职业学院 云南国土资源职业学院 筒状钻头进行环槽破碎岩石+爆破+反循环排渣：用筒状钻头钻进，形成岩心，再从钻杆中下入炸药包炸碎炸裂岩心，再送风使潜孔锤工作，由筒状钻头顶部冲碎岩心，再用泵吸反循环排屑。这样反复钻进成孔，钻进工艺见图7－13。爆破方法有打眼爆破及聚能爆破两种。 打眼爆破法：即在钻孔钻进遇到大孤石、漂石时，再在岩块上钻一个或多个小孔，在小孔内装药爆破。这种方法对比探孔预爆法虽可节省钻进工作量，但是在大孔内钻小孔必须先下小套管，同样会产生钻具偏斜，难于固定套管等问题。在实践中曾采用小口径金刚石钻头钻进，由于无法提高转速，结果不仅效率低，钻头寿命短，成本很高，而且实现上述钻小孔时，必须将孔中大直径潜孔锤钻具提出，增加了辅助时间。 云南国土资源职业学院 云南国土资源职业学院 聚能爆破法：利用药包(柱)一端的孔穴来提高炸药的爆破破坏作用效应，称为聚能爆破。影响聚能爆破的威力，与下列因素有关：①炸药性能；②药包(柱)下端型罩的材料、形状、锥角、壁厚等；③炸高；④药包(柱)的壳体及几何形状。图7一14a是药包柱端部不带锥形孔穴的罩，爆炸产物沿近似垂直于药柱表面向四周飞散，作用于底面上的仅仅是从药柱一端飞散出的爆炸物，约等于药柱端面面积，所以，在底端只炸出一个很浅的凹坑。图7一14b药包(柱)药量虽然比a药包少，但由于在下端有一锥形孔，爆炸后在底部炸出一个较深凹坑；图7—14c是药包柱下端锥形孔穴表面嵌装一个金属锥形衬套(又称药形罩)，这种药包爆炸后在底部炸出一个更深的凹坑。实验表明：不同底部锥形罩破坏效果不同。 云南国土资源职业学院 云南国土资源职业学院 * * 大直径硬质基岩井钻进 一、大直径井的界定标准 大直径井： 钻孔直径φ≥800 mm； 中等直径井：钻孔直径φ =250～800 mm； 小直径井： 钻孔直径φ ≤250 mm。 二、大直径基岩井的应用 桥梁、水工建筑、高层建筑基础、矿山通风井、国防工程用的地下核试验井、导弹发射井、雷达天线井、自来水工程的集水井、环境保护污水处理井等等。 云南国土资源职业学院 三、工程实例 我国于1954年在修建武汉长江大桥时，曾采用钢粒钻进口径为φ2.5 m的桥梁桩。到1960年前后，该项技术用于水利工程地质勘探井、工程质量检查井，后来由于国防需要，施工了深达数百米，井径为φ2.5～4m的地下核试验井。 我国煤炭系统特殊钻凿工程公司曾采用钻井法施工井径φ9.3 m、井深476 m及井径φ9.0m、井深508.2m的大直径井，曾荣获国家科技进步一等奖和煤炭部科技进步一等奖。 云南国土资源职业学院 四、机械化钻进施工大直径井的优越性 与用人工凿岩挖井相比，具有无井下作业，劳动强度轻、效率高、成本低、生产安全等优点。 五、大直径井施工存在的问题 大直径井在工程上的启用，还是近些年，其范畴为井径在0.5～5m之间，井深在百米范围之内，多用于桥梁基础、高层建筑基础、抗滑桩以及水工建筑的基础。而且要求越来越高，将原来的摩擦桩改为端承桩，这样就遇到了钻入基岩的问题。 云南国土资源职业学院 六、大直径基岩井钻进特点 井的直径大又较浅：钻压很难满足要求； 钻井穿越地层复杂：软层要解决护壁问题，基岩要解决提高钻进效率问题； 钻进时产生的岩屑多：所选钻进方法应有利排粉； 钻进的阻力大：随井径的增大，扭矩成级数增加，所以配备的钻井设备庞大，功率消耗也大； 施工机具和辅助设施增大：引起设备及台班费用的增加。 云南国土资源职业学院 七、大直径基岩井碎岩方法分类 全断面破碎钻进：即将孔底岩石全断面破碎； 半无岩心钻进：即指岩心直径相对于孔径而言所占的比例较小，换句话说是大直径钻孔采取小直径岩心。钻头内径与外径比值为1:5； 环状取心钻进：由于破碎岩石面积减少，钻压和扭矩可减小，所以总功率相对较小，因而钻进效率高。大直径井环状钻进取心难点是在中硬以上硬岩中折断岩心和提取岩心。 云南国土资源职业学院 八、大直径基岩井一般的施工方法 挖掘法成孔：只能用于浅孔、干孔及孔壁较稳定的地层； 硬质合金钻进：适于钻进表土层、淤泥层、砂土层、风化基岩层等