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引江補(bǔ)漢工程保康段穿越3個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元、4個(gè)可溶巖區(qū)段,區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜,褶皺、斷裂(層)尤為發(fā)育。具有“高地應(yīng)力、高外水壓力、斷層多、軟巖多、地下水多”等復(fù)雜地質(zhì)特征,潛藏著大規(guī)模突泥涌水、TBM卡機(jī)等風(fēng)險(xiǎn)。如何確保TBM(全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī))安全高效穿越不良地質(zhì)段,成為擺在建設(shè)者面前的一道技術(shù)難關(guān)。
地表定向鉆灌漿技術(shù),作為水利工程中的首次大規(guī)模應(yīng)用的創(chuàng)新工藝,憑借高壓灌漿和精準(zhǔn)施鉆,猶如一把“外科手術(shù)刀”,能夠直達(dá)病灶、精準(zhǔn)處理不良地質(zhì)問(wèn)題,為T(mén)BM安全穿越斷層 涌水突泥高風(fēng)險(xiǎn)段筑起一道堅(jiān)固的“防護(hù)網(wǎng)”。
創(chuàng)新應(yīng)用:織密“地下安全網(wǎng)”
地表定向鉆灌漿技術(shù),是指在地表選擇適當(dāng)位置,通過(guò)施工近“L”型鉆孔,包括直孔段、造斜段及水平段,定向鉆孔至洞周附近,利用沿洞周均勻分布的多個(gè)分支孔,對(duì)不良地質(zhì)洞段進(jìn)行高壓劈裂灌漿達(dá)到堵水及加固效果。對(duì)比傳統(tǒng)帷幕灌漿、洞內(nèi)防滲固結(jié)灌漿,地表定向鉆高壓超前灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力、流量更大,大壓力、大流量能夠更加有效地加固洞周巖體、增強(qiáng)巖體防滲性能,形成堅(jiān)固的帷幕灌漿圈,進(jìn)一步防止隧洞開(kāi)挖發(fā)生涌水突泥、TBM卡機(jī)等事故。較傳統(tǒng)工藝相比,地表定向鉆灌漿還具有鉆孔深度大、針對(duì)能力強(qiáng)、不占用掌子面施工等優(yōu)點(diǎn),有效避免場(chǎng)地限制與施工風(fēng)險(xiǎn),更不占用主隧洞開(kāi)挖直線工期,實(shí)現(xiàn)“先防護(hù)后掘進(jìn)”。
精準(zhǔn)施鉆:直達(dá)“地質(zhì)病灶體”
地表定向鉆施工中,鉆孔的軌跡精度直接影響最終的灌漿效果。10個(gè)鉆孔均勻分布在半徑11.75米的圓周上,孔間距僅7.26米,偏斜率嚴(yán)格控制在千分之二以內(nèi),任何微小偏差即可能導(dǎo)致孔間串?dāng)_或形成空白區(qū),嚴(yán)重影響整體治理效果。為此,江漢水網(wǎng)公司引江補(bǔ)漢工程建設(shè)管理二部轄段五處地表灌漿工區(qū),引入石油鉆機(jī)、履帶鉆機(jī)、車(chē)載鉆機(jī)等多種設(shè)備,適用不同的鉆孔場(chǎng)景。采用“L”型定向鉆孔灌漿技術(shù)與高精度隨鉆測(cè)量系統(tǒng)(MWD),實(shí)時(shí)測(cè)斜并定向糾偏,確保鉆孔軌跡、偏斜率符合設(shè)計(jì)要求。利用鉆孔取芯、聲波測(cè)井等多種方式相互印證,精準(zhǔn)找到靶向區(qū)域。
攻堅(jiān)克難:突破“技術(shù)真難題”
技術(shù)應(yīng)用初期,面對(duì)“后退式灌漿”技術(shù)不成熟、地層參數(shù)不確定、設(shè)計(jì)灌漿壓力大等挑戰(zhàn),建管二部同參建各方反復(fù)論證灌漿設(shè)備能力、優(yōu)化灌漿參數(shù)工藝、改進(jìn)套閥管結(jié)構(gòu),憑著一股敢試敢闖的勁頭,比選出了可靠的高壓灌漿設(shè)備,并且反復(fù)試驗(yàn)3種套閥管結(jié)構(gòu),最終試驗(yàn)出“下放不會(huì)破壞、起壓能夠開(kāi)閥、灌漿不會(huì)繞滲”的新型套閥管結(jié)構(gòu)。
斷層灌漿初期,目標(biāo)地層“吃漿不吃水”、壓力變化頻繁,就像摸不到脾氣的小孩,灌漿參數(shù)始終找不到規(guī)律?!皼](méi)有規(guī)律,就試驗(yàn)出規(guī)律!”建管二部鉚著不折不撓的精神,反復(fù)設(shè)計(jì)試驗(yàn),最終確定“多因素確定灌漿壓力”的原則,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌漿。
后退式灌漿的順利應(yīng)用,不僅保證了地表灌漿的效果,且單次灌漿比傳統(tǒng)前進(jìn)式灌漿施工效率提升40%。
規(guī)范管理:實(shí)施“五步法”管理
從軌跡設(shè)計(jì)、鉆進(jìn)復(fù)核、過(guò)程監(jiān)控到計(jì)量驗(yàn)收,建管二部始終秉持“規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化”理念,實(shí)施“五步法”管理:軌跡選取、鉆進(jìn)復(fù)核、過(guò)程把控、灌漿計(jì)量、責(zé)任追溯。事無(wú)巨細(xì),責(zé)任到人。帶頭組織召開(kāi)軌跡復(fù)核會(huì),軌跡核查,計(jì)量核查,實(shí)現(xiàn)對(duì)灌漿項(xiàng)目施工管理的全流程把控。
截至目前,建管二部五處地表灌漿已全面啟動(dòng),三處地表灌漿已完成過(guò)半,高壓水泥漿液正源源不斷向著地層深部注入。建管二部將持續(xù)推進(jìn)地表灌漿“規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化”建設(shè),不斷鉆研地表定向鉆灌漿技術(shù)、大膽創(chuàng)新與成功實(shí)踐,形成一套“鉆得準(zhǔn),灌得好,用得成”的地表定向鉆灌漿工藝流程。為T(mén)BM安全高效穿越復(fù)雜斷層地質(zhì)體提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,也為國(guó)內(nèi)外引調(diào)水工程應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)段處理措施積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
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