反井鉆機法在豎井施工中的應用

趙志凌

（河北省煤田地質局第四地質隊，河北 張家口 075100）

建筑技術體系不斷成熟，使得我國建筑項目的規(guī)模也在不斷擴大。與此同時，地下工程數(shù)量的增多，對于施工技術也提出了更高的要求。在地下工程中，通過優(yōu)化豎井施工技術，對提高豎井施工質量，降低安全施工發(fā)生概率有著積極的意義。

1 豎井施工方法分類

1.1 正井法

正井法屬于豎井施工中比較常用的施工方法，該方法的具體施工步驟如下：第一，對作業(yè)區(qū)環(huán)境進行考察，根據(jù)考察結果合理選擇作業(yè)區(qū)的爆破點，對所選位置進行打眼和裝藥的操作。第二，完成火藥裝填后爆破人員開始設置爆破引線，完成此類操作后爆破人員需要對現(xiàn)場進行清理，確定沒有人員在場后，在安全位置對其進行爆破。第三，完成爆破后，施工人員開始對現(xiàn)場進行清理，同時在清理的過程中需要設置臨時支護結構，從而提高作業(yè)區(qū)施工環(huán)境的穩(wěn)定性。該作業(yè)技術比較適用于圍巖基礎較好的區(qū)域環(huán)境，并且該作業(yè)方式操作成本較低，是許多工程都會應用到的施工技術。不足之處在于該方法的應用安全等級較低，并且所需要的時間成本較高。

1.2 吊罐法

在豎井施工過程中，吊罐法也是應用相對較廣泛的豎井施工方法。該施工方法的具體操作步驟如下：首先，對作業(yè)區(qū)環(huán)境進行考察，選取合適的鉆繩點，對所選位置進行打眼和鉆繩的操作。其次，完成繩眼鉆取操作之后，技術人員開始在現(xiàn)場安裝絞車，安裝工序需要嚴格遵照相應的施工要求。最后，對區(qū)域進行打眼，同時在所打眼位置中裝填炸藥，完成此類操作后需要對現(xiàn)場進行清理，在安全位置對其進行爆破。該作業(yè)技術適用于爆破區(qū)域圍巖基礎較好的區(qū)域環(huán)境，并且該作業(yè)方式所使用的施工設備非常簡單，但是該施工方法的應用安全等級較低，很容易發(fā)生安全操作事故[1]。

1.3 深孔分段爆破法

相比于上述兩種施工技術，深孔分段爆破法的施工工序非常簡單，第一，對作業(yè)區(qū)環(huán)境進行考察，根據(jù)考察結果合理選擇作業(yè)區(qū)的爆破點，對所選位置進行鉆孔操作。第二，完成火藥裝填后爆破人員開始設置爆破引線，確定沒有人員在場后，在安全位置對其進行爆破。完成爆破操作之后，技術人員開始對下一層結構進行施工，采取同樣的施工工序進行操作。該作業(yè)技術同樣適用于爆破區(qū)域圍巖基礎較好的區(qū)域環(huán)境，并且該作業(yè)方式最大的應用優(yōu)勢在于施工操作安全等級非常高，但是由于是分層施工，因此每層施工質量無法得到保證，有時需要對已施工區(qū)域進行返工操作[2]。

1.4 反井鉆機法

反井鉆機法屬于新型豎井施工技術，在具體使用過程中，其需要遵循以下施工步驟：首先，在作業(yè)區(qū)中選擇恰當?shù)你@機安裝位置，安裝位置需要確?；A結構的穩(wěn)定性，并且安裝位置圍巖穩(wěn)定性能夠確保施工的順利進行。其次，利用鉆機鉆取導孔，導孔可以起到探測地質結構屬性的作用，在鉆取導孔的時候需要及時清理雜物，防止雜物掉入導孔，影響后續(xù)的施工效果。最后，采用設備對鉆孔進行擴孔操作，擴孔的鉆進方向需要和基礎結構保持一致。該施工方法在操作過程中，不需要施工人員在場監(jiān)督，操作安全性非常高，不足之處在于該技術的設備成本投入較高，并且需要匹配相應水平的操作人員進行現(xiàn)場施工[3]。

2 反井鉆機法在豎井施工中的應用

2.1 選擇合適的鉆機

通過選擇合適的鉆機，一方面，可以提高豎井的施工效率，另一方面，能夠有效提高鉆孔的施工效果。在具體操作過程中，技術人員需要注意以下幾方面內容：第一，需要選擇扭矩較大的鉆機設備，扭矩較大的鉆機設備可以為鉆機提供較大的鉆進力，從而提高鉆頭工作時的鉆取效果。第二，在選擇鉆取刀具時，需要對現(xiàn)場實際作業(yè)情況進行調研，根據(jù)調研結果來選擇適合區(qū)域施工的鉆取刀具，如可以選用鐮齒盤型滾刀作為鉆取刀具，此類刀具掘進能力強，同時鉆取半徑較大，可以破開硬度較大的巖石。第三，對冷凝系統(tǒng)和液壓油過濾系統(tǒng)的應用能力進行綜合考量，選取性能較高的鉆機設備，從而有效提升鉆機工作過程的穩(wěn)定性。

2.2 做好施工前準備工作

通過做好施工前準備工作，不僅可以為后續(xù)施工過程的順利推進奠定基礎，而且可以減少后續(xù)施工問題的發(fā)生概率，提升建筑豎井施工過程的穩(wěn)定性。在具體施工過程中，技術人員需要注意以下幾方面內容：第一，對井口作業(yè)環(huán)境進行清理，將所有雜物清除出作業(yè)區(qū)域，同時在作業(yè)區(qū)內澆筑混凝土基礎，以作為鉆機應用的基礎結構，確保鉆機安裝的穩(wěn)定性。第二，在固定鉆機的過程中，需要提前預留的排水通道，并且合理規(guī)劃鉆機的安裝時間，一般情況下，在混凝土結構強度達到預期70%以上時，便可以進行鉆機的安裝。第三，主機的安裝需要和豎井中心坐標垂直，同時鉆機位置需要保持平穩(wěn)，為了提升最終鉆取結果的精確度，一般基礎平整度誤差需要控制在3 mm以內，安裝后的誤差應控制在1 mm以內。

2.3 進行導孔的施工

在反井法施工工程中，導孔施工質量直接影響到整體的施工效果，該施工環(huán)節(jié)也是反井法施工的核心環(huán)節(jié)。在具體施工中需要注意以下幾方面內容：第一，對作業(yè)區(qū)基本環(huán)境進行調研，根據(jù)調研結果來選擇恰當?shù)你@取刀具，尤其是巖溶地區(qū)或破碎巖層地區(qū)的施工，需要對前期調研工作進行細致化研究，從而提升最終的鉆取效果。第二，在鉆取過程中，為了防止鉆頭在高溫作用下出現(xiàn)硬度下降的情況，施工人員在鉆取過程中還需要對鉆頭進行降溫處理，從而減少塌孔情況的發(fā)生概率。第三，對導孔的鉆取精度進行控制，一般情況下，鉆取過程的偏斜率不能超過1%，從而確保后續(xù)工程施工的作業(yè)精度。

2.4 反導井施工

擴孔鉆頭安裝完畢后開始自下而上的反拉向上提升進行擴孔施工。直到滾刀接觸巖石暫停提升，擴孔鉆頭低速轉動，慢慢給進，待鉆頭全部均勻進入巖層，才能正常鉆進，避免刀具受到劇烈沖擊而損壞。

2.5 破碎帶施工

在不良地質地段，導孔鉆進過程中控制鉆進速度的主要方法是降低推進壓力。在遇到斷層和破碎帶時，要確保反井鉆機運行平穩(wěn)，無明顯沖擊。在鉆進過程中要及時根據(jù)現(xiàn)場情況調整鉆進參數(shù)，以緩慢速度安全通過不良地質段。

2.6 擴大爆破及襯砌施工

反井鉆機設備拆除后，用鉆爆法或錨噴支護的形式自上而下進行擴大斷面開挖至設計斷面。鉆爆開挖利用1.4 m的臨空面，利用毫秒雷管分段爆破，分層擴大，采用合理參數(shù)，防止堵塞管道。襯砌待開挖結束后施工，自下向上采用滑動模板作為內模，混凝土攪拌后經溜灰管輸送至模內，人工搗固棒搗固密實。

3 結語

綜上所述，在豎井施工過程中，反井鉆機鉆井法屬于一種新型施工技術，在具體施工過程中，施工人員需要重點關注該施工技術的具體應用規(guī)范，在具體施工過程中，需要嚴格遵守相應的施工標準，從而有效提升工程的整體施工進度。另外，施工人員在具體施工過程中，還需要嚴格控制各個環(huán)節(jié)的施工效果，從而有效提升地下工程的施工效果以及施工的安全性。