大朝山電站通風(fēng)豎井反井鉆機(jī)施工案例
1.1  工程概況
大朝山水電站是瀾滄江中下游河上的又一座大型梯級(jí)電站,位于滇西云縣和景東交界處, 在漫灣水電站下游。電站樞紐工程主要包括攔河壩和地下廠房系統(tǒng)。攔河為碾壓砼重力壩,壩頂高程△906.0m,最大壩高△118.0m,壩頂長(zhǎng)481.0m。水庫(kù)總庫(kù)容9.4億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容3.67億m3,為季調(diào)節(jié)水庫(kù)。水電站裝6臺(tái)22.5萬(wàn)kW水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為1.35MW。小灣電站建成前保證出力為36.31萬(wàn)kW,年平均發(fā)電量為59.31億kW.h。小灣電站建成后, 保證出力72.35萬(wàn)kW,多年平均發(fā)電量為70.21億kWh。
大朝山水電站尾水隧洞是電站的重要建筑物,包括出口土石方明挖和支護(hù)、閘門(mén)啟閉機(jī)安裝、兩條尾水隧洞石方洞挖和混凝土襯砌、通風(fēng)豎井等工程。兩條尾水隧洞分別為1362.3×φ17m和1258.9×φ17m。`施工長(zhǎng)大尾水隧洞，建設(shè)時(shí)期的通風(fēng)成為制約進(jìn)度的關(guān)鍵之一，為此，在施工支洞附近設(shè)計(jì)四條通風(fēng)豎井，深度從95到140m。
豎井施工特別是小斷面豎井，施工難度大。前期曾采用人工正井法開(kāi)挖，工程進(jìn)展緩慢，制約了尾水隧洞主體工程進(jìn)度，為此，將原通風(fēng)豎井人工正井法，改為反井鉆機(jī)法機(jī)械施工，以加快豎井施工速度，搶回工期，為主體工程施工創(chuàng)造良好條件。
1997年10月反井鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)，到1998年9月，先后完成尾水隧洞、廠房、尾調(diào)室通風(fēng)豎井6條和壓力管道1條，總鉆孔深度825.07m。
2.2工程條件
尾水隧洞通風(fēng)豎井布置在施工支洞和主洞相交位置附近，上部在廠區(qū)公路邊，那戈河兩側(cè)。巖石主要為玄武巖，夾部分凝灰?guī)r，為Ⅲ到Ⅴ圍巖，地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于那戈河的影響，水文條件可能復(fù)雜。
尾調(diào)室通風(fēng)井布置既要考慮位置，又要考慮上部鉆機(jī)運(yùn)輸和安裝方便，經(jīng)過(guò)多次修改，最后確定尾調(diào)室通風(fēng)井上口在10號(hào)公路。巖石主要為玄武巖，夾部分凝灰?guī)r，為Ⅲ到Ⅴ圍巖，巖石堅(jiān)硬。
2.3施工設(shè)備簡(jiǎn)介
根據(jù)通風(fēng)豎井條件，選用LM-200型反井鉆機(jī)，該機(jī)是LM系列反井鉆機(jī)之一，是由煤炭科學(xué)研究總院北京建井研究所研制，主要用于煤炭深井和水電系統(tǒng)長(zhǎng)大壓力管道施工，該機(jī)曾獲得原能源部煤炭科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、獲電力部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、獲華北電力集團(tuán)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
2.4施工情況及技術(shù)統(tǒng)計(jì)                      
大朝山電站尾水隧洞開(kāi)挖，首先開(kāi)挖施工支洞，當(dāng)其達(dá)到主洞位置后，向地下廠房和出口兩個(gè)方向開(kāi)挖主洞，此時(shí)，通風(fēng)效果很差，影響正常施工。設(shè)計(jì)的T4通風(fēng)豎井，采用人工正井法施工，月進(jìn)只有幾米，完成138m通風(fēng)豎井需要一年多，難以解決通風(fēng)問(wèn)題。反井鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，調(diào)整井位，并利用原人工開(kāi)挖的6m的小井，作為泥漿池，用8天時(shí)間完成導(dǎo)孔，此時(shí)，施工導(dǎo)洞還沒(méi)到位，等4天后導(dǎo)洞開(kāi)挖到位，接1.4m直徑擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔，用15天完成138.08m擴(kuò)孔。在主洞開(kāi)始開(kāi)挖時(shí)，自然通風(fēng)效果已能滿足施工要求，距離較長(zhǎng)時(shí)，在鉆孔上部安裝通風(fēng)機(jī)，抽出式通風(fēng)，效果非常好，放炮后即可進(jìn)洞出渣。
次后又根據(jù)工程進(jìn)展的需要，先后完成T2通風(fēng)豎井、壓力管道導(dǎo)井、尾調(diào)室通風(fēng)豎井、T1和T3通風(fēng)豎井、廠房通風(fēng)豎井等工程，為大朝山電站整體地下工程建設(shè)和后期安裝創(chuàng)造良好的施工條件，技術(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。
表5-4-6        反井鉆機(jī)施工大朝山電站通風(fēng)豎井技術(shù)統(tǒng)計(jì)

工程名稱	T4通風(fēng)豎井	T2通風(fēng)豎井	T3通風(fēng)豎井	T1通風(fēng)豎井	尾調(diào)室通風(fēng)豎井	廠房通風(fēng)豎井
導(dǎo)孔深度 （m）	138.08	130.75	109.5	101	162.18	133.56
擴(kuò)孔深度 （m）	138.08	130.75	109.5	101	162.18	133.56
鉆孔傾角（度）	90	90	84	73	90	87.167
導(dǎo)孔直徑（mm）	216	216	216	216	216	216
擴(kuò)孔直徑（mm）	1.4	1.4	1.4	1.4	1.4	1.4
開(kāi)鉆日期	97.10.22	97.11.26	98.3.4	98.6.25	98.5.2	98.8.9
完工日期	97.11.18	97.12.25	98.3.26	98.7.26	98.6.20	98.8.26
導(dǎo)孔時(shí)間(天)	8	6	4	7	9	5
擴(kuò)孔時(shí)間(天)	15	24	15	23	30	13
導(dǎo)孔平均鉆速(m/天)	17.26	21.8	27.38	14.43	18	26.6
擴(kuò)孔平均鉆速(m/天)	9.2	5.4	7.3	4.39	5.4	10.23
月成孔速度	180.1	130.75	172.9	101	124.6	221.67