高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)

田宇飛

（烏蘭察布市金橋公路工程有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布012000）

1 項(xiàng)目背景

1.1 工程概況

某路段ZD-1標(biāo)象山隧道，總長15.898 km，設(shè)計(jì)為單線雙洞。隧道地質(zhì)復(fù)雜。本地區(qū)年降水量1688mm，地表水下滲是地下水的主要補(bǔ)給源，地下水豐富，補(bǔ)給充足。由于上部工作面開采無泄水條件，11609工作面、11611工作面回采完畢后，采空區(qū)大量積水，初步估算11611采空區(qū)積水量35 521.2m3、11607和11609采空區(qū)積水量202 291m3、11611底抽巷積水量3102m3。采空區(qū)積水受采動裂隙影響基本已相互導(dǎo)通，對11613軌順安全高效掘進(jìn)帶來嚴(yán)重威脅，因此，掘進(jìn)在11613邊界巷對11611底抽巷施工泄水鉆孔，提前疏放11611采空區(qū)和11611底抽巷部分積水，保障11613軌順安全高效掘進(jìn)。

11613邊界巷停頭位置標(biāo)高1102.5m，采空區(qū)積水外延標(biāo)高1180.2m，水位高差77.7m，預(yù)計(jì)鉆孔出水口最大水壓0.8MPa。為保障排放水工程的順利進(jìn)行、11613底抽巷掘進(jìn)和排水系統(tǒng)安全可靠，必須解決孔口套管在高承壓狀態(tài)下的固管問題[1]。

1.2 目的和意義

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)旨在解決仰斜鉆孔在水壓較大的情況下，套管與孔壁的固結(jié)強(qiáng)度問題，防止仰斜鉆孔固結(jié)強(qiáng)度不足，水壓較大沖壞套管，對放水過程無法控制，導(dǎo)致水害事故的發(fā)生。

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)通過改變工藝流程，確保仰斜鉆孔固管漿液的固管長度，依次保證固管強(qiáng)度問題；并通過在孔口安裝法蘭盤連接閘閥達(dá)到對放水的控制作用；還可以通過安裝高精度水壓表對放水過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，及時掌握采空區(qū)的水位變化，為采掘工程的合理布局提供技術(shù)參考[2]。

2 同類技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

以往仰角鉆孔普遍鉆孔承壓較小，僅采用快速凝固材料對孔壁進(jìn)行簡單封堵，來防止鉆孔漏水、漏氣。高承壓仰斜鉆孔孔口封堵一直存在抗壓強(qiáng)度不夠的問題，并且在鉆孔施工過程中存在鉆孔傾角偏差，孔口處理缺乏標(biāo)準(zhǔn)，對整個放水過程控制不夠理想等問題[3]。

3 項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

3.1 技術(shù)路線

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)旨在解決孔口護(hù)壁強(qiáng)度，需要從鉆孔施工精度，孔口技術(shù)處理等方面入手，對整個放水過程進(jìn)行控制。

3.2 實(shí)施的方式、方法和步驟

本文通過對11613邊界巷放水孔施工過程進(jìn)行敘述，介紹高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)的應(yīng)用情況：

1）采用φ94mm鉆頭以55°傾角開孔10.5m，并采用φ225mm鉆頭擴(kuò)孔10.5m，如圖1所示。

圖1 步驟1

2）下入φ159mm套管10m，上部下入φ20mmPE管10.4m，并采用速凝水泥或馬麗散封實(shí)孔口上部0.5m，如圖2所示。

圖2 步驟2

3）連接注漿泵和法蘭盤對孔壁進(jìn)行注漿，待PE管返漿后關(guān)閉注漿泵和閘閥，清洗注漿泵，如圖3所示。

圖3 步驟3

4）水泥凝固后對鉆孔進(jìn)行掃孔，并安裝閘閥進(jìn)行打壓試驗(yàn)，如圖4所示。

圖4 步驟4

4 主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 主要研究成果

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)解決了仰斜鉆孔固管強(qiáng)度的問題，并且形成了一套規(guī)范的探放水孔作業(yè)流程，對探放水鉆孔施工和放水過程監(jiān)測監(jiān)控，具有重要意義。

4.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)

本次技術(shù)推先過程主要創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個方面：

1）對鉆孔套管頂部和底部分別焊接長約0.3m錨桿（見圖5），不但解決鉆孔套管安裝帶來的孔斜問題，而且增加了鉆孔注漿過程中的透氣性，便于漿液全孔封堵，出現(xiàn)未注漿盲區(qū)。

圖5 錨桿焊接示意圖

2）為保證注漿封堵長度和注漿過程對孔口預(yù)封堵段的壓力，采用導(dǎo)氣孔疏通孔內(nèi)氣體，避免壓力急劇鼓開套管，導(dǎo)致注漿過程失敗。采用導(dǎo)氣孔排氣可以滿足孔內(nèi)注漿液量，達(dá)到高承壓注漿效果。

3）孔口處采用法蘭盤連接閘閥和測水壓裝置，不但可以控制放水過程，而且還可以關(guān)閉閘閥，通過觀察水壓達(dá)到監(jiān)測放水進(jìn)度的目的。

5 取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

11613邊界巷通過采用高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術(shù)施工的11611延伸巷放水孔，鉆孔固管安全，整個放水過程安全可靠。11611采空區(qū)積水得到很好的疏放，對11613軌順、11613底抽巷掘進(jìn)不受水害影響，起到安全保障作用。