时间：2022-03-05 06:01:12
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关键词：石油企业；钻前工程；项目风险管理
中图分类号：C29文献标识码： A
根据石油钻前工程的项目管理阶段分化，以及相关项目风险的标准，该项目的风险管理主要包括施工项目的施工过程。石油钻前工程的风险管理，主要是针对工程项目在施工过程中，承包商所面临的进度风险。从工程项目承包商的角度出发，相关人员要重点对钻前工程项目目标进度的实现进行管理，并遵守相关原则，使工程项目更安全有效的进行。
一、石油钻前工程项目
按照规定的时间和石油钻前工程的相关要求和投资预算，钻前工程项目要进行井位勘探、征用土地、修建道路以及供电通水等工作，并做好防冻和保温措施，妥善进行钻机的安装工作，准备好工程的钻具和材料[1]。该项目是油田建设中的主要工程建设项目，并涉及了多个建设部门，属于一项非常复杂的野外工程项目，有较大的施工风险。所以石油项目管理人员非常重视钻前工程的风险管理工作。
工期时间短、投资较大、参与主体较多时，石油钻前工程的主要特点。石油钻前工程会受到工程环境的影响，例如当地的社会和自然环境，尤其是气候变化会直接影响工程建设的各个部门。石油钻前工程的可利用资源是十分有限的，并且是一次性施工，所以施工人员在施工过程中，要节约资源，可持续发展；石油钻前工程十分不稳定，并要求较高的技术含量，所以相关单位要考虑这方面因素，指派施工人员，确保钻前工程不会增加风险。
二、石油钻前工程的风险管理
（一）施工实例
以某段井公路为例，其长度为4.157km，该工程中的钻前工程主要分为两个阶段，公路工程师第一阶段，包括JD1-JD79，公路总长度为3.844km；井场工程为钻前工程的第二阶段。在整个钻前工程中，共有2出恢复地方公路，并在搭线位置设置了1座100cmX60cm的洞口涵洞。施工人员将施工中的地面污水汇聚到场外的污水池中，然后将一座100cmX60cm的涵洞设置在岩屑池边。
（二）项目风险的特点
在实际施工中，石油钻前工程可能会出现延误和增加成本的问题，其中包含了很大的风险，所以施工人员应掌握项目风险的特点，能够及时发现风险，并采取合理的措施解决。
钻前工程项目风险具有一定不确定性，因为该工程项目经常因为时间和地点出现变化，甚至在一定影响下，工程类型也会出现变更，这种情况造成项目风险也产生一些差异。不同类型的风险的危害程度也有一定不同[2]。在施工过程中，钻前工程没有固定类型，根据石油工程建设的具体情况，该项目复杂多变，这种情况促使施工人员选择柔性和动态的风险方式。
石油钻前工程具有多变性和客观性的特点。因为该项目可有很多不同的工作层面和工作流程，所以工作面或子项目容易发生风险，并会影响到其他系统工程。在整个石油工程中，风险并不是单一性的，而是变化的，复杂的。所以施工人员在进行钻前工程建设的过程中，要综合分析定性和定量两个方向，确保风险管理达到应有的效果。石油钻前工程多是野外工程，经常手打送自然因素的影响，所以施工人员应注意不要以人的意志发生转移。在整个项目施工过程中，风险存在很多方面，并且难以消除，所以施工人员应采用科学有效的方法，尽量降低风险，并通过有效的措施，将项目风险带来的施工损失降至最低。
项目风险主要指的是钻前工程项目在施工中遇到的风险，要对其进行管理，主要是进行识别和应对，通过科学合理的管理手段，使项目能够实现安全的最大化。项目风险主要由管理人员进行监督和处理各种风险，减少风险对项目的不利影响。
（三）项目风险的管理过程
项目风险管理的工作流程是密不可分的，共同形成了项目风险管理的整个循环。为了更好的对整个钻前工程项目的风险进行管理，确保组织者能够正常进行相关操作，相关管理人员要结合风险管理的理论和流程的具体情况，并制定合理的石油钻前工程项目建设流程，确保风险管理能够向长期化和制度化发展[3]。
管理人员首先要明确石油钻前工程项目的风险管理组织，并指派总负责精力，对施工单位以及承包方的管理机制进行管理；然后对石油钻前工程的前期情况进行调查，并结合风险管理的基础，对石油钻前工程建设存在的问题进行正确分析；最后选择科学有效的管理方法，保证整个系统工程得到较好的管理。项目风险的管理效果会根据前期调查的情况和深度有所影响，具体流程如下图所示：
图1：风险管理流程示意图
管理人员对石油钻前工程的风险进行评估和分析，并调查项目的风险情况，总结大量信息，评估钻前工程的可能风险，并通过项目经理指导，运用技术、设备和工程设计等方面，组织管理人员共同参与，并进行项目的风险评估工作，其中要注意的事项有：
风险的类型和来源是管理人员需要重点关注的方面，尤其是项目的总体风险，还有总体风险发生的几率以及可能发生的时间[4]。管理人员要预估项目风险可能发生的时间和危害程度，总结总体风险的相关危害，并找寻突破口，明确项目工程建设投资预算的主要风险。
石油钻前工程风险管理主要分为预防和应急两种，管理人员针对风险预防，采用的应对措施是定期安排石油钻前工程的安全教育工作，并制定项目道路工程和电网工程的相关安全规划，以及钻前工程的安全操作制度。石油企业所在行政管理单位应及时与相关部门进行协商，并规定合理的工程项目施工的安全施工保障条例，预防可能出现自然风险，并根据实际情况，消除工程项目中存在的危害。管理人员要做好排水工程等工程项目的预防工作，并规范石油钻前工程建设的风险管理规划。
例如管理人员要确定石油钻前工程的风险管理的总体项目和风向目标，根据项目施工的设计规范，预算工程项目的总体投资和分项工程的投资额度。管理人员可以通过相应的技术手段和质量标准，对项目中风险进行有效控制，这是钻前工程项目风险管理的主营依据。管理人员要明确石油钻前工程项目风险的应对措施和主要方法，应对项目中存在的重大风险和总体性风险[5]。管理人员要明确钻前工程的财务预算的标准和指标，并指派项目管理的总责任人和分项管理负责人，进行具体安排。
结束语
通过上文对石油钻前工程项目风险管理的研究，可以得知，石油钻前工程的风险管理对工程的安全有效进行。通过案例分析，掌握石油钻钱工程项目可能出现的危险源，并预估项目的风险的影响因素，制定出简单实用，科学合理的应对措施。相关人员通过对施工整体过程的监督，采取合理的方法，使工程项目的风险能最大限度的减少，提高项目风险管理中的监控措施的管理效率，这种方式对降低风险出现几率有重要作用，能够有效保证钻前工程的整体效益的提高。
参考文献：
[1]王金刚.国际石油工程项目风险管理存在问题及对策[J].行政事业资产与财务，2014（4）：167-168.
[2]刘晓光,李爽.国际石油工程项目风险管理问题及对策的分析[J].科技创新与应用，2014（3）：157-158.
[3]牛延军.钻前工程施工危险因素及防治措施探讨[J].硅谷，2014（2）:114-115.
关键词：岩溶 冲击钻成孔 泥浆
Abstract: Illustrated by the bored pile of a high-rise building in Tangshan City, the paper discusses the construction technology and the precautions in karst geological conditions.
Key words: karst; percussion drilling holing; mud
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
岩溶地区地质情况复杂，桩基施工病害较多，表现为溶洞、溶槽、溶沟、裂隙、暗河等。施工难度大，易发生质量及安全问题，比如斜桩、断桩、塌孔、扩孔、卡钻、埋钻。如果施工方法不合理、组织安排不科学，问题处理不及时将会造成严重的经济损失。比如唐山龙庭时代在施工过程初期由于对地质情况判断不准确，经常发生卡钻、斜孔现象，甚至还发生过一起埋钻事故，最终不得不回填。如此实例还有很多，为了工程质量和施工安全有必要对岩溶地质条件的成孔进行探讨，以不断总结施工经验，改进施工方法，完善施工技术，提高工程质量，保证施工工期，我们有必要对岩溶地区详细总结分析。下面就以龙庭时代为代表展开分析。
工程规模
该工程位于唐山市路北区体育馆道，为龙庭时代公寓3#楼基础处理工程，此工程总计钻孔灌注嵌岩桩114根，桩径0.8m，桩长为20m-30m不等，采用泥浆护壁冲击钻成孔工艺施工。
工程地质情况
据地质勘察资料，勘察区主要分布新生界第四系冲洪积地层和古生界寒武系石灰岩、泥质灰岩、泥岩地层，第四系覆盖层厚约4～18m。下部为灰岩，含有溶洞。入岩深度设计在5-10m。地质情况变化大，施工难度大，施工前已做过溶洞压浆处理。
机械钻孔施工
1 钻前准备
(1) 对地质勘察资料详细分析理解，掌握溶洞的分布范围和大小。
(2) 对有溶洞的桩位地质水文资料分析研究，制定适当的施工方案和施工技术保证措施。
(3) 将每个桩位的地质柱状图和施工方案单独列出，发给有关人员，让具体操作着、技术人员、作业队长都知道溶洞的大小位置，充填情况和施工方案。
(4) 备足水、粘土、片石、护筒等必备材料，确保发生塌孔时能即使有效地处理。
(5) 要有处理施工故障的备用机具设备，如打捞设备。在龙庭时代施工中就因为掉钻却没有即使打捞，导致时间耽搁。
(6) 首先人工挖孔，然后人工将护筒就位，护筒顶高出地面20cm，周围用粘土捣实。严禁用挖掘机埋设护筒，以防挖坑过大，导致土体松软引起塌孔。
(7) 泥浆制备，制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔
2 成孔
采用冲击钻机成孔工艺：钻机支撑点远离桩位，支点距离应根据可能造成的坍塌范围进行估算，严禁将钻机支在孔口。钻机安装就位后，底座应平稳，不得产生位移和沉陷，以确保施工安全和成孔质量。
3 施工过程
当深度达到岩溶地段时，我们要尽量采用高频率小冲程，要有专人看管护筒内泥浆液面变化，一旦液面下降应及时补水，击穿溶洞在溶洞钻进时，根据填充物不同采取不同钻井方法。当填充物为软容粘性土或者淤泥时，应向空内投入粘土、片石混合物冲砸固壁;当为砂层、乱石层时还应提高泥浆的粘度和相对密度。只有当泥浆的漏失现象全部消失才能正常钻进，如此反复才能顺利钻过熔岩。
【关键词】300钻机；本煤层钻孔；瓦斯治理；钻探工艺
由于我公司现有矿井大部分开采时间比较长，开采深度较深，随着矿井深度的不断增加，煤层瓦斯含量也随之递增。现有矿井中，梨树矿不仅是高瓦斯矿井，还是煤与瓦斯突出矿井，为加强梨树煤矿瓦斯治理，提高本煤层钻孔抽放效果，2010年11月，瓦斯工程钻队在梨树煤矿二区14#煤层左五巷施工本煤层仰角钻孔，施工钻孔单孔孔深150米以上，有效的治理了煤层瓦斯。
现将施工过程中经验总结如下：
1.煤层情况
梨树二区14#煤层左五巷煤层平均厚度2.0米，其中纯煤厚度1.0米。上部煤页岩、凝灰岩互层为0.30～0.45米，下部煤页岩、凝灰岩互层为0.10～0.20米，在向工作面内无变化。通过实见煤层顶板为砂岩4.0～5.0米，灰白色或灰色，含豆状结核。在本回采工作面裂隙组为不发育段。
2.钻孔设计情况
二区14#煤层左五巷累计施工钻孔两组（见后附钻孔工程平面图），由于开钻准备阶段采面正在安装，准备试采，为加快钻孔施工速度，减少移动钻机次数，特计划两组集中钻场。为提前预抽，钻孔设计基本顺着煤层朝向工作面方向。当工作面向前推进时，每个钻孔由孔底到孔口依次进入卸压带。由于孔口最后进入卸压带，在抽放钻孔封孔段未受破坏前，能够保持较高的抽放负压和瓦斯浓度，待钻孔的孔口进入卸压带内，该钻孔失去作用，而其他钻孔继续保持对卸压带瓦斯的抽放。
3.施工后工作面瓦斯情况
钻孔施工完毕后，立即进行封孔并与抽放管路对接，经抽放后，采煤工作面瓦斯浓度降为0.2%，回风巷瓦斯浓度降为0.4%，上隅角瓦斯浓度降为0.6%，2010年12月份，采煤工作面全月完成煤炭产量5.6万吨，采煤工作面无一次瓦斯超限事故，工作面煤与瓦斯突出指标检测无一次超限，实现了先抽后采，保证了矿井安全生产。
4.钻孔倾角确定
钻机开孔时，确定钻孔倾角应比实际煤层倾角大10%—20%左右，煤层越松软，开孔倾角应适当加大，防止由于钻具自重产生钻孔向煤层底板偏移，影响钻孔深度。开孔前必须保证钻机稳定牢固可靠，防止作业时钻机偏离造成钻杆弯曲甚至损坏等工程事故。
5.钻探工艺
（1）松软突出煤层（硬度系数f≤1）渗透性差、瓦斯含量高。钻进过程中，容易产生垮孔、卡钻、喷孔等现象。我国在松软突出煤层虽然有钻孔深度超过150m甚至达到240m的记录，但大部分的钻孔深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦斯抽放成本很高。
（2）松软煤层打钻遇到的问题及原因分析。
喷孔、卡钻形成过程。喷孔可分成：煤体破碎瓦斯聚积（瓦斯迅速解吸孔壁破裂孔内堵塞瓦斯梯度猛增） 瓦斯释放（突破堵塞喷孔和卡钻）三个阶段。
喷孔应看作是钻孔中出现的动力现象，类似煤与瓦斯突出，是高压瓦斯、应力集中和软煤存在三个因素综合作用的结果。
当钻孔进入软煤分层时，钻头切削旋转，对软煤产生一种冲击和破碎力，使煤体破裂、粉碎，钻孔周边煤体瓦斯迅速解吸，流入钻孔中的瓦斯增加到正常瓦斯涌出的几倍到几十倍，此时钻孔前后方出现了较大的瓦斯梯度，产生明显的瓦斯激流，承压的瓦斯激流对破坏的煤颗粒起着边运送边粉化的作用，瓦斯激流和粉化了的煤颗粒难以顺利的向孔外排出，进一步增加了孔内瓦斯压力梯度，形成喷孔。
（3）实现松软煤层中打深孔，必须采取综合的办法来解决，综合办法包括：钻孔设计、打钻设备和打钻工艺等方面。
1）压风排渣。
传统的排渣工艺是用水作冲洗介质携带和排出钻屑、冷却钻头。由于水注满整个钻孔，对瓦斯的自然排放起封闭作用，易造成喷孔，对钻孔施工人员的安全有一定的威胁。在松软煤层中钻进时，循环水对于孔壁的冲刷、浸泡等破坏作用相当严重，钻孔极易破碎坍塌，成孔极其困难。
2）采用满足风力排渣和长钻孔施工的大扭矩钻杆。要在一定的压力下提高孔内的风速或风量，就只有降低压风的沿程阻力损失，这就要适当扩大输送压风的钻杆内孔直径。同时，顺层长钻孔的长度大，孔壁、钻屑与钻杆之间的摩擦阻力也大，应适当增加钻杆强度与钻机扭矩。一般要求钻机扭矩达到3200NM以上。
3）采用多级组合钻头，利用前端小直径钻头的超前卸压作用减轻钻孔的喷孔程度，同时提高钻孔的定向钻进效果。多级组合钻具主要用于严重突出煤层。主要原理是采用小口径钻头开孔、逐级扩孔钻进的方法，分层次、阶段性逐级释放瓦斯，既保证了钻头钻进的稳定性，又减少了一次成孔瓦斯突出或喷孔事故的发生。组合防突钻头一般由三级组成，第一级钻头直径最小，然后通过组合接手将2个逐级增大的扩孔钻头组合在一起。常用的级配形式主要有φ59mm/φ75mm /φ94mm和φ75mm/φ94mm/φ113mm两种组合形式。
（4）提高钻孔深度的几点经验。
1）钻孔设计不能简单化，一次完成。应根据初期设计及初期施工钻孔遇煤层顶、底的深度、角度、及时调整后续钻孔，避免钻孔由于遇岩石而造成钻孔过短。
在设计过程中，钻场应避免在断层附件，会造成钻孔漏气，影响抽采效果。薄煤层布孔，应考虑煤层折曲，为钻孔取直创造条件。钻孔方位也应避免穿断层，由于断层会造成钻孔遇岩石、遇破碎带造成钻孔孔深不足以及塌孔现象。
2）钻进作业时，随时注意压风的压力，如果低于0.7MPa，立即进行处理。
3）保持钻孔连续、适速地钻进。当发现孔口排出的煤渣较多或有煤炮时，应减慢或停止钻进，直到旋转至正常时再进钻，必要时还应退掉几根钻杆后再边排渣边重新进钻。
4）现场交接班的主要目的不只是向下一班交接情况，而是使钻孔连续不断地钻进，所以，在下一班人到前一般不得停止钻进，下一班到后应立即投入打钻。
5）掌握给进压力和钻进速度：钻机给进压力的极限是固定的，不同层段要掌握不同的给进压力，压力升高的原因是①换层；②孔内出现堵孔；③钻具损坏，断钻头钻杆也会致使压力突然变化。当给进压力突然升高时必须采取果断措施，一是停止钻进，进行压风排碴；另一种是撤钻退钻。
6）钻进速度必须保持适当，软煤分层中钻进主要是降速，通过降速充分排碴，减少沉碴，同时也起到降低给进压力的作用。所以软煤钻进速度要比硬煤慢。钻进速度和给进压力的掌握，需要针对不同钻机、不同煤层特征和排碴条件进行测试和总结。
7）钻机应稳固，尽量减少打钻时钻机移位。螺旋钻杆的旋转阻力一方面来自煤渣，另一方面是螺旋与孔壁的摩擦。现场发现钻机的旋转力较小，阻力稍大即易被卡住，而钻机移位即造成螺旋与孔壁产生很大的摩擦力，易于导致卡钻。
8）合理的人员组织。为及时处理打钻中存在的问题，同时也出于观测记录打钻情况、数据，便于总结打钻技术经验的需要，长钻孔的施工应尽可能选派打钻经验丰富的班组。在打钻过程中，要特别重视提高打钻工人的技术素质，并从体制和机制上落实，使他们不仅会使用钻机、维修钻机，还要弄懂松软煤层打钻技术和规范操作。
一、工作简介
年12月29日开钻在ccdc-16队担任钻井工程师以111天建井周期完成完成了土库曼斯坦阿姆河右岸项目历史上第一口水平井sam35-1h井井深3333米最大井斜92.04°水平位移1210.60米填补了土库曼斯坦没有水平井的空白；接着调至ccdc-15队担任平台副经理兼钻井工程师完成了土库曼斯坦第一口大斜度井sam36-1d井该井吸取了sam35-1h井施工过程中的经验和不足完善了技术措施以106天安全快速优质的完成了该井3028米的井尺最大井斜83.16°水平位移926.52米；然后借调到ccdc-12队参了土库曼斯坦第二口水平井sam3-1h井三开增斜段寻找b点的复杂施工，该井三开施工中井下出现脱压憋泵增斜率不够等复杂情况我迅速结合井下情况组织开会重新修改制定应对和处理复杂的技术措施并上报，在第一时间消除了井下复杂情况重新修复了井眼满足了水平井钻井的要求，该井水平位移长达1412.39米是一口难度很大的水平井。水平井施工结束后我回到ccdc-15队开始承钻met23井，该井是直井设计2760米，我回到队上后做了分段的技术措施并且多次召开技术会议，认真的落实技术措施。最终met23井以42天18小时的好成绩完成了2900米的井尺，该井最大井斜1.4°井身质量100%固井质量100%安全快速优质的完成了该井的全井施工作业，刷新了土库曼斯坦最短钻完一口3000米左右天然气井的新纪录，为土库曼项目下一步提速施工奠定了基础。
二、安全管理
安全是保证生产的前提条件，我们从事的石油钻井又是高风险的户外行业。危险和隐患随时都有可能出现发生，为了降低安全风险、提高安全意识，我们必须从细节入手，通过设备的整改，环境的改变，属地化的推行，我们改变员工的工作环境，使每位员工都能在安全的工作环境里面安全的工作；通过职工培训，九项文件的学习，杜邦公司九项体系化推进，我们的员工从思想上改变了自己以前很多不安全行为和习惯性违章，使操作正规化，安全化，大大降低了隐患的发生杜绝了事故；通过每周的安全例会，每月的安全总结我们大力推行‘反违章树规范’的小型安全竞赛活动，大大鼓舞了员工的积极性，提高了职工的整体素质为安全营造了和谐发展的有效空间，使我们的安全工作走向了良性循环。
三、技术管理
技术是生产的推动力，只有不断的完善技术管理，创新技术，发展技术，科学的运用技术于实践才能优质高效低耗的完成每口井的施工任务，在土库曼斯坦的三口定向井水平井施工过程中我们坚持每天下午4点开一次技术交流会，总结前一天施工过程中的不足和下一步施工中需要注意的事项，特别是sam35-1h井的施工过程中，由于该井是土库曼斯坦的第一口水平井，没有可参考的施工经验，我们只能结合国内水平井施工和塔指钻遇岩膏层施工的成功经验，再不断的尝试和摸索过程中我们和各专业公司紧密配合最终以111天完成sam35-1h井的全井施工任务，填补了土库曼斯坦没有水平井的空白。随后承钻的sam36-1d井我们就成功的借鉴了san35-1h井的施工经验特别是在滑动导向钻进方面运用的比较成熟井眼轨迹控制的非常好得到了甲方和分公司领导的高度好评。sam3-1h井的施工过程中就遇到了前两口井从未遇到的问题在三开寻找b点的时候出现了井下复杂，我们根据现场情况重新制定了相应的技术措施，破坏了井下出现的小台阶和砂床以及修复了欠井斜井段，使施工中的各项指标均达到了水平井施工的要求，克服了地质原因、工具原因、泥浆原因等多方面的外来不利因素，最终再我们和各专业公司的不懈努力下完成了这口特殊的水平井。水平井施工结束后我认真总结了施工过程中的优缺点，汇编出了土库曼斯坦萨曼杰佩区块定向井水平井施工技术报告，并在met23井的施工过程中将钻遇岩膏层技术措施运用于实践，该井最终仅仅用了42天就钻完了2900米进尺，又一次刷新了土库曼斯坦的钻进新指标。
【关键词】光面爆破；质量控制
1 引言
光面爆破是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术。工作面爆破后，巷道断面的形状和尺寸基本上符合设计断面的轮廓要求，周边岩壁平整、成型规整、岩石保持稳定、不产生或很少产生炮震裂隙。
光爆技术性强，施工要求严格，要达到理想的光爆效果，除选择合理的光爆参数外，还必须严格光爆要求施工。光爆施工首先必须精心编制光面爆破图表，然后严格按光面爆破图表打眼、装药、连线、放炮。施工前技术人员应根据巷道施工图和岩性及巷道工程的具体情况，按光面爆破参数选择的原则，精心编制合理的光面图表。光面图表中要明确规定炮眼位置、角度、深度、装药量、装药结构、连线方式、起爆顺序等。
为了提高光面爆破巷道的开挖质量，保证施工安全，控制巷道超欠挖，节约工程成本，可以采用的手段和措施非常多，由于篇幅所限，本文在总结大量光面爆破经验的基础上，从技术、组织、经济三方面对光面爆破质量的控制措施进行简要的介绍。
2 光面爆破质量的技术保证措施
（1）钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑。
（2）爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定，开挖软弱围岩时应控制在1～2m之内，开挖坚硬完整的围岩时应根据周边眼的外插角及允许超挖量确定，进尺越大因为钻杆外插角的原因每循环的错台也越大，超挖量相应增大。
（3）根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线。围岩软弱、破碎，周边眼间距取小值，E/W取小值。
（4）对周边眼的有关要求主要有以下几点：严格控制周边眼装药量，并使药量沿炮孔长度合理分布。周边眼宜用小直径药卷和低爆速炸药；周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，保证开挖面平整，但掏槽炮眼应比辅助炮眼眼底深10～20cm；周边眼宜一次同时起爆，软弱围岩段或断层处必须对爆破震动加以控制时，可分段起爆；周边眼严格控制“准、直、平、齐”，利用长钻杆控制钻眼角度及错台，尽可能打在轮廓线上。
（5）对内圈眼的爆破参数应严格控制，防止围岩过度龟裂影响周边眼爆破效果。
（6）斜眼掏槽的炮眼方向，在岩层层理或节理发育时，不得与其平行，应呈一定角度，并尽量与其垂直。
（7）开挖断面底板两隅处，应合理布置辅助眼，适当增加药量和导向空眼，消除爆破死角。
（8）在地下水较多地段，所用爆破材料应能防水。
（9）开挖过程中应监测围岩爆破扰动深度以及爆破对围岩的影响，及时调整钻爆方案。
（10）装药前应将炮孔内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮孔及时用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20cm，其它眼不小于30cm。
（11）判断拱部钻进方向的上挑角度是否适中，可通过观察孔中岩浆外流的情况来确定，在钻眼用水量合适的情况下：
1）如果岩浆顺钎杆直接流到岩机前落下时，说明上挑角度太大。
2）如果岩浆顺钎杆流出10cm左右落下时，说明上挑角度合适。
3）如果岩浆一出孔口就流下时，说明上挑角度不足。
3 光面爆破质量的组织保证措施
（1）实行“定人、定位、定机、定质、定量”的五岗位责任制，分区按顺序钻孔。实行“不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎带”的四不钻制度。
（2）装药必须由规定允许的专人进行装药，并严格堵塞炮泥，堵塞炮泥可以提高爆破效果、节省炸药用量。
（3）工人在钻眼时，应及时将前方围岩的变化反馈给技术人员，以便技术人员及时调整炮眼间距及装药量，围岩突变会形成安全隐患的能及时向上级汇报，做好预防工作。
（4）钻眼完成后，应按炮眼布置图进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才能装药爆破。
（5）为了真正做到“石变我变”，及时准确地修正钻爆设计和调整钻爆参数，并保证光爆设计的实施，确保光爆质量，项目部作如下规定：
1）项目队技术人员必须在本钻爆循环装药前作光爆参数交底（包括周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、周边眼装药集中度、二圈眼装药集中度、总装药量），与上一茬炮之变化也要注明，并对上一茬炮出现的问题进行注明。
2）施工班组长必须对自己值班范围的实际操作进行记录，包括：炮眼布置草图，装药参数，钻眼速度、围岩自稳程度。并对值班范围光爆效果及进尺进行评定，这个记录和掌子面的围岩情况将作为下一茬炮光爆参数调整的依据。
3）光爆装药参数由项目队技术人员、施工班组长、队长三人集体研究，最后由工程部确定下发，在装药前由施工员、队长对工班进行集中布置并组织实施。
（6）对工班严格实行光爆考核制度，每循环考核一次。
4 光面爆破质量的经济保证措施
（1）掘进班必须严格按照施工规范、安全技术规则和技术交底施工。
（2）严格按光面爆破设计（含根据现场实际情况进行调整后的爆破设计）进行钻爆作业：炮眼间距误差控制在3cm以内，否则间距每超过2cm罚款50元，依此类推；严格控制周边眼的钻眼方向，炮眼底不能超过开挖轮廓线10cm，否则每超过2cm，罚款100元，依此类推；严格控制周边眼的装药量，每眼必须按交底及施工规范装药，如每发现一处罚款100元；严格按炮眼布置图布置炮眼，保证钻眼数量，否则每少打一个眼罚款50元；每个炮眼必须按技术交底用炮泥堵塞，每发现一个炮眼未用炮泥堵塞，罚款50元；
（3）以50米为单位，相关部门组织技术、班组长等，对光面爆破效果进行验收，如达到验收标准，则奖励500元。验收标准如下：
1）超欠挖。爆破后的围岩应圆顺平整，无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在7cm以内。
2）半眼痕迹保存率。爆破后半眼率在整体性好的坚硬岩石中必须大于90%，在中硬岩石中应大于80%
3）对围岩的破坏程度。爆破后，围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应该有浮石。
4）炮眼利用率应大于85%。
如达不到第1）条，线性欠挖超过5cm或欠挖面积超过1m2以上开挖班必须及时处理，如发现大面积欠挖而影响施工进度则罚100～200元；线性超挖20cm以上每处罚款100元。
如达不到第2）条，每茬炮罚款50元，如半眼率在整体性好的坚硬岩石中大于95%，在中硬岩石中大于90%，则奖励100元，
如达不到第3）条的每有一块浮石罚款100元。 如达不到第4）条，每茬炮罚款50元，如炮眼利用率大于95%则奖励50元。
（4）开挖班作业人员在施工中必须服从施工员和技术人员（含测工）的指挥和安排，否则每出现一次罚款200～500元。
5 结束语
随着矿井生产标准化的不断推进，光面爆破在巷道掘进中的应用越来越多，为了提高光面爆破巷道的开挖质量，保证施工安全，控制巷道超欠挖，本文在总结大量光面爆破经验的基础上，从技术、组织、经济三方面对光面爆破质量的控制措施进行了简要的介绍，希望能够起到一个抛砖引玉的作用，更好的推广光面爆破在巷道掘进中的应用。
[关键词]水平井 1.5度单弯螺杆 节流循环 承压堵漏
中图分类号：TE348 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0051-01
我们在该区块共施工水平井八口，均属于安塞区块浅油藏长6水平井，通过8口井的水平井技术探索研究与总结，安塞油田浅油藏长6水平井的施工存在很多难点，
一.油藏构造不稳定，存在较多的滑动调整
桥平10井为我队所钻安塞浅油藏水平井第一口井，该井基本情况如下：
桥19井区桥平10井位于陕西省安塞县招安镇李塔政村内，为典型的黄土塬地貌，构造为伊陕斜坡，桥平10井为采油水平井，设计井深1604m，水平段长500米，靶前距316米，水平段设计方位27.7度，设计入窗点1098.36米。
本井于1096.15米入窗，入窗井斜83.84度，方位33.2 .入窗后未见油层显示，甲方要求下探垂深找油，期间钻至井深1380米，垂深已低于第一靶点9米，仍无油气显示。井深1380，井斜90.83，方位32.1.决定填井完井。期间仅地质循环及找油调整时间长达125小时。本井施工周期较长，钻井周期14天1小时，机械钻速19.16米/小时，钻井月速3000米/台月。
甲方更改靶点后侧钻，仍采取侧钻前的思路，钻具组合与侧钻前相同，钻至1410米按设计完钻。由于油层显示好，项目组决定增加两个靶点，水平段加深200米。中断电测后下钻加深，全井平均机械钻速：12.21米/小时 钻井井周期：10天17小时钻机台月：2500米/台月。
该井为比较典型的不可抗拒因素，其一油藏构造不稳定，层厚浅找油，其二实际油藏与设计油藏埋深有出入，导致在入窗点调整垂深，以及地质要求窗体限制，严重制约了机械钻速。
二.井控风险高，出水及油气浸现象较为普遍
我队所施工的丹平7、丹平8、丹平9、丹平10、坪平24井、均属于安塞区块浅油藏长6水平井。这5口井均不同程度的出气出水出油。井控风险较高。尤其丹字号水平井出气量大，属于一级风险井。配套防喷器2FZ28-35，节流压井管汇压力级别均为35MPa，为井控工作做好保障。
丹字号水平井设计垂深一般在1150-1170之间，表层井深设计150米，坪平24井设计垂深1262.9米，表层设计220米。丹平井现场做的漏失立压4MPa，坪平24井现场漏失立压3.5MPa。 表层较浅严重制约了最大关井套压。
丹字号水平井出气处理方案
丹平井水平段钻井液设计密度上限为1.20 g/cm3，粘度为35-70s。
丹平7、8、9、10井在入窗前均正常，入窗后钻井液性能逐渐体质1.2 g/cm3、65s左右。入窗后在水平段钻进50-100米期间会有出气现象，泥浆油侵严重，停泵断流。具体表现为现场在修理起下钻后开泵喇叭口泥浆严重外溢，且偶尔会喷出钻台面。在丹平7井钻进过程中，出气现象严重，停泵时间过长或修理起下钻间隔，开泵后井口泥浆大量外溢，针对此种情况我们采用节流循环手段，在停泵时间较长情况下关井打开节流阀，循环除气，正常后再开井钻进。在下钻通井及下套管过程中，均采取分段循环，丹凡尔顶泵节流循环，充分除气，每次大约在30-50分钟可恢复正常作业。固井作业中仍旧采取节流固井，保证固井过程正常。
针对此类压力异常且伴有油气侵的井，我队从二开井控装置安装入手，切实做好试压工作，保证各项装备待命状态，加强井控坐岗，在钻至入窗点前提前加重，发现情况立即关井求压，根据情况采取节流循环，泵入重浆压井，节流固井等手段保证井控安全。
三.下部地层从延安组开始至完钻存在漏失现象，且漏失量大
我队所钻的丹平7、8、9、10井中测井深一般均在1050-1080米左右，从延安底部700米左右开始发生漏失，漏失量随着井深增加逐渐增大。丹平7井由于刚搬迁至新区块，没有这方面经验，前期漏失量小，未采取措施，后期水平段钻进漏失量逐渐增大，每天补充大量生产水且化工消耗大。针对此问题，从丹平8井开钻进行讨论，最终决定在中测后利用等解释时间进行工艺堵漏，加入GD-3（0.3-0.4t）+DF-A（3-4t）+桥塞（1-2t）配置30方左右，单凡尔多次泵入，关井蹩压，承压堵漏，最高承压至2.4MPa。后期施工时漏失量明显减少，生产水消耗基本正常。
四.油藏埋深浅，直井段较短，钻具较轻，下套管过程中悬重轻，后期套管下入困难
由于油藏埋深浅，导致直井段短，大段的造斜使得钻具贴井壁现象严重，在丹平7、丹平9水平段设计均为700米，实钻水平段长达740米。在丹平7井钻进至1900米时，钻进过程中出现接单根后开泵下放困难，一个单根往往从接完单根至下放至转盘面需要5-10分钟，经常存在悬重放完后钻具静止现象，多次活动后方可正常。下套管前虽然按要求通井处理泥浆，但下套管过程中最后两根也存在此种现象。我们在后续井的施工过程中，调整加重钻杆的位置，使得大部分加重钻杆处于直井段，有效的解决了水平段过长，钻杆下放困难的问题。
五.1.25度单弯在施工过程中存在问题，影响机械钻速
年初我队从定向井施工转型至水平井施工，积极学习水平井施工技术，但同时也发现了问题， 1.25度螺杆在尤其在第二造斜段需大量滑动，对于靶前距在240米左右的井第二造斜段造斜率严重不够，甚至需要换牙轮钻头施工。后期项目部推广1.5度螺杆使得造斜率大大提高，但同时又存在弯矩大，水平段钻进时易发生断裂的井下安全问题，使得在第二造斜段至水平段中间必须起钻更换螺杆及钻具结构。面对此问题我们在丹平7、8井展开大胆尝试，并在丹平8井施工中率先实现1.5度单弯配套213球形扶正器中测至完钻一趟钻，极大提高了机械钻速。
从三口井各段滑动比对表可以看出：
前期桥平10侧钻井使用1.25度单弯在第一造斜段滑动较多达到200米，低第二造斜段至水平段滑动也比较多，且整体机械钻速慢，而使用1.5度单弯螺杆后，丹平7、8两口井中测前两口井滑动进尺均在100米左右，复合机械钻速也较高。
中测至入窗点两口井滑动差别也不大，丹平7为114米进尺滑动90米，丹平8井275米进尺滑动119米，相差29米，且基本每根滑动都在1-1.5小时可以完成， 因此采用1.5度螺杆配合球形扶着器施工第二造斜段造斜率完全可以满足需求，且节省了一趟起下钻时间，入窗后稳斜效果也较好，滑动调整少。
从为两口井水平段局部测斜数据表可以看出1.5度单弯螺杆配合球形扶正器在水平段钻进过程中稳斜效果比起1.25单弯螺杆毫不逊色。
从三口井指标比对表可以看出在使用了1.5度单弯螺杆后整个各项指标都有了较大提高，尤其是1.5度单弯螺杆两趟钻模式提速更为明显。
六.结论
全年在施工中通过试验1.5度单弯螺杆调整钻具组合、优化钻井液体系，油层钻进时节流循环，中测承压堵漏一系列手段，有效的解决了制约我队水平井提速的问题，形成了一套适合我队设备的以井控为天在井下安全的基础上有效提速的水平井钻进技术。
参考文献
（中国水利水电第九工程局有限公司贵州贵阳550001）
【摘要】加快水电站导流洞施工速度，是解决水电开发工期长这个缺点的重要途径之一，但在导流洞的开挖、衬砌施工阶段，往往因不可预见的不良地质因素或施工组织方面的问题，导致工期相应延误，把大江按期截流的重担非常坚巨的压在了导流隧洞回填、固结灌浆工作上，于是加快导流隧洞回填、固结灌浆施工，确保大江按期截流，在一期间基坑开挖、浇筑达到度汛要求，这是大自然给我们水电人的唯一选择，否则，电站的建设工期可能推后一年，可见加快导流隧洞回填、固结灌浆施工，对水电建设来说具有非常重要的意义。
关键词 导流洞；回填、固结灌浆快速施工；经验总结
Diversion Tunnel rapid construction backfill consolidation grouting
Xiong Xin
（China 9 water resources and hydropower engineering co.， LTDGuiyangGuizhou550001）
【Abstract】Speeding up hydropower tunnel， is one important way to solve this shortcoming long duration of hydropower development， but in the excavation， the construction phase of the diversion tunnel lining， often due to unforeseen adverse geological factors or organizational aspects of construction， resulting in a corresponding delay period， the scheduled closure of the burden of the river is very strong pressure on the giant diversion tunnel backfill， consolidation grouting work， so to speed up the diversion tunnel backfill， consolidation grouting， make sure the river closure on schedule， in a base period pit excavation， pouring reach flood season requirements， it is human nature to give us water and electricity only option， otherwise the plant construction period may be pushed back a year， can be seen to accelerate the diversion tunnel backfill grouting consolidation of hydropower construction to said to have a very important significance.
【Key words】Diversion Tunnel；Backfill grouting consolidation rapid construction；Experience
1. 工程概况
该水电站是乌江干流水电梯级开发装机容量最大的（3000MW）水电站，设计为232.5米高的混凝土双曲拱坝，施工导流采用围堰全年挡水隧洞导流方案，最大过水流量按13500m3/s设计，导流隧洞3条，其中左岸2条（1＃、2＃），右岸1条（3＃），净断面尺寸均为15.6m×17.7m马蹄形，洞身轴线长度分别为673.211m、888.128和917.897m。
导流隧洞，由于承包人在开挖、浇筑施工中，遇到岩溶地区开挖施工的频繁不良地质洞段，组织管理上存在一定问题，随着大江截流的日子一天天逼近，近4680m2回填灌浆和21400延米固结灌浆工作待启动，接到施工任务后，立即派遣精兵强将和良好灌浆装备组建一支骠悍的团队开赴导流隧洞，一进场就有条不紊的投入到紧张的回填固结灌浆准备工作中，经过一个多月的精心管理和艰辛奋战，终于不负重托，保质保量按计划完成了钻灌任务，确保电站成功地实现了大江截流，截流的圆满成功为实现232.5米高的混凝土双曲拱坝的坝基开挖和实现提前发电的目标打下了坚实的基础。
2. 快速反应队伍的组织和管理
2.1注重现场主要管理人员的挑选。
接到要约后，非常重视，对准备投入的主要管理人员，特别注重考虑其施工经验和敬业精神，决定人选后，分头投入到整个工作面的精心策划和管理工作中。
2.2作业班组成建制投入。
（1）参加施工的作业班组，直接从本单位其他项目部抽调一个完整的机组和一名技术干部，当天下午抵达工地。向职工们进行集中技术交底后，很快就投入到了各自的工作中，由于是突击性任务，将人员分为两班12小时制作业，这样比以往三班8小时制作业减少了相应交接班的影响，提高了工效。
（2）在导流隧洞的工作面上，钻灌工作与部份洞段混凝土衬砌和锚喷支护工作在相邻施工，辅助工作难免存在交叉作业，由于洞内光线、油烟、粉尘和各种燥音（各种作业人员、钻灌设备、混凝土施工及运输设备等）严重影响钻灌作业人员在工作中的相互配合和信息沟通，施工环境相当复杂，但钻灌作业班组的勇士们，由于是成建制长年累月在一起搭配工作的“正规军”，他们凭着自已特有的工作语言（熟悉的手势、动作体语和相互的默契、乃至口哨），让整个钻灌作业过程有条不紊的进行。
3. 施工场面的合理布置
3.1风、水、电布置。
（1）施工场面用水从右岸高位水池用?100mm钢管经施工支洞接到洞内，沿隧洞左边墙贯穿整个隧洞，每隔20m用?100mm钢管临空分出一个水包（长度0.5m），再从水包上各个合适位置用?25mm钢管焊接分出，均用?25mm球阀分别控制，可满足工作面钻灌施工用水的要求。
（2）施工场面用电，由铜芯电缆（JKV-0.6/1-3×70+1×50）从厂房施工用变压器，经导流洞施工支洞预埋钢管内接到洞内，再用电缆（JKV-0.6/1-3×35+1×25）分别接到各工作面，变压器至用电器最长线路600米左右。由于洞内潮湿，施工环境复杂，每班必须安排2个电工随时检查和理顺所有线路及用电器，防止了触电事故的发生。
（3）施工中部份设备用风，应选择移动式电动空压机直接安装在相应的工作场面上，不能选择柴油空压机，这样才能减少洞内油烟给施工带来的影响，从而也可提高人的工作效率。
3.2钻灌排架的搭拆。
本次隧洞回填固结灌浆钻灌平台主要采用?40mm钢管脚手架搭设，沿洞轴线方向每榀间距2.0m，中间预留通道宽度不应小于5.0m（大卡车行走占用3.0m、两边各留1.0m作为工作人员及行人的安全距离），实际搭设时按5.6m控制（见图1），这样的好处有：
（1）全隧洞可组织分段流水作业，可投入大量的人员、钻灌设备及其材料，全面开花，灵活组织施工。（2）把脚手架搭拆工作劳务分包给专业队伍，只要保证运输通道畅通，材料供应及时，搭拆速度比较快，一般在作开钻前其它准备工作的时间，就可搭设出一段（18m左右），确保开钻后，边往前搭设，随后钻灌跟进，不影响钻灌时间。施工中需要投入脚手架管材量。
大，人工较多，但作为突击性任务是有效的、必要的。
3.3制浆系统的布置。
采用在洞内作业面上制浆，按70洞米长分为一个灌区，制浆、灌浆设备安在灌区中段（见图1），首先搭建一个简易临时水泥堆放平台T0（可堆放水泥3～5吨），待T1、T2位置的底板孔钻灌完毕，随后相对搭建T1、T2两
个水泥堆放平台（长6m×宽4m×高1.45m），并从平台往上架接脚手架，作为平台以上边墙及顶拱的钻灌架子，但平台上必须作好防水措施。
4. 施工进度计划的日动态管理
施工前，根据回填、固结灌浆工程的特点和施工进度要求，编制具有控制性、指导性和实施性的进度计划。施工中，每天下午五点，由监理工程师主持，在导流隧洞施工的现场办公室召开业主、监理及灌浆施工单位三方碰头会，在会上检查和总结每一天工程的进度计划执行情况，并不断对施工进度计划方案进行比较和优化调整，抓住施工中每天出现的新矛盾进行研究，会上当面指定专门单位、专门人员负责在规定的时间内去落实和解决，充分协调了现场各方人员的不利行为和物的不利状态，大大减少了施工中的相互干扰，使施工始终保持良好活动状态，从而加快了施工进度。
5. 加快施工进度的技术措施
5.1钻孔设备选择。
造孔是制约施工进度的主要因素，本次施工通过比选分析，选定宣化风动机械厂生产的KQJ100C风动潜孔钻机钻底板固结灌浆孔，其余部位钻孔用YKD40岩石电钻钻进，岩石电钻在高空作业比较轻便灵活，每个灌区可投入40台左右，其中如果一两台出现故障，对整体进度影响不大。轻便潜孔钻开钻前的准备工作简单，钻进速度快，能在较短的时间内完成底板造孔，为底板上的交通通道和其它各操作工序减少了干扰，尤其能快速完成水泥堆放平台及记录仪操作棚位置的钻孔，从而加快了整个灌区的施工进度。KQJ100C风动潜孔钻的主要技术参数见表1 。
5.2检测工具的创新——孔深预应力钢丝检测法。
检测钻孔孔深，由于回填固结灌浆的孔数多，孔向变化大（顶角在0~360°之间），且绝大多数在脚手架上进行，在钻孔结束时，若按以往采用钻杆量测法或采用2.0m长的4分铁管管箍连接依次入孔量测，由于孔数多，钻杆量测法耽误钻机的时间长，不宜采用。在脚手架上作业，孔向变化大，采用4分铁管连接法，在脚手架上很不方便，并且管箍和丝牙很容易损坏。为此，在本次施工中主要采用孔深预应力钢丝检测法，就是从咱们的锚索施工工地，选出一段残余的钢绞线抽其中心直的一股钢丝（φ7mm），根据孔深要求作好刻度标记，即可用于各孔深的检测，它具有可弯性、耐用不变形性和灵活性，克服了在隧洞内架子上检测孔深的干拢和困难，从而提高了施工速度。
5.3灌浆方法的调整。
该隧洞固结灌浆孔为3m×3m梅花型布置，钻孔深入基岩10m（钢筋混凝土最薄处1m），按环间分序、环内加密原则进行，每孔分为两段，第一段入基岩4m，第二段段长6m，采用纯压式灌注，第一段0.3MPa，第二段0.5MPa。在以往施工中为了防止浅层岩体局部抬动变形，施工规范要求，一般采用自上而下（由浅入深）分段灌注，当注入量较小地段可同环3个孔并联灌浆，但在这次施工中，由于灌浆压力不大，工期紧，经现场各方商定调整为，一次钻进至终孔、自下而上（由深至浅）、不待凝顺序分段灌浆，当注入量较小地段，孔口高差小于3.5m（一般按3.0m控制）可采用两孔同段次并联灌注。这样可节省钻机往复换孔或闲置时间、扫孔时间和灌浆管路的重复拆装时间等，加快了钻灌施工速度，从实际看，未发现隧洞衬砌变形和其它异常现象，经数月来的过流检验，灌浆效果可靠，证明灌浆方法是可行的。
5.4纯压式小孔径栓塞的研制和应用。
在施工中，为了加快钻孔速度，采用φ38mm的钻头钻进，（成孔孔径φ40mm左右、设计要求≮38mm），分段纯压式灌浆，在灌浆栓塞方面又是一个新问题，以往用的纯压式栓塞主要是?56mm的，现工程急需要研制能满足φ40mm孔径的纯压式栓塞。通过在施工中反复研制试用，最后制作了一套比较实用的纯压式小孔径栓塞（见图2），并马上在工程中推广应用，效果良好，加快了工程施工进度，同时降低了施工成本。
5.5三参数灌浆压水测控系统的应用
在灌浆和检查孔压水过程中，采用了长沙力金科技开发有限公司研制的三参数灌浆压水测控系统，可实时测量、显示和定时打印灌浆流量、压力、水灰比（密度）三个基本参数，各项技术参数可满足施工规范要求，灌浆过程中可随时通过按键查询设置参数、工作状态参数和中间处理结果（如实时累计灌浆量、累计水泥量、浆液浓度等），灌浆结束后，可绘制出各种数据曲线，并能把此段灌浆原始数据转存在机外数据转存器中，由灌浆工程资料管理软件自动录入到电脑中，生成规范规定的大部份图表，从而加快了内业工作，也方便了现场各方对灌浆工程的信息及时收集和科学管理，对确保灌浆质量和加快施工进度有着重要的意义。现场布置及管路连接（见图3）。
6. 结语
（1）导流洞回填、固结灌浆工程施工中，由于工期紧、任务重，施工环境复杂，给施工增加了难度，在业主、监理、设计的大力关注下，经过中国水利水电第九工程局有限公司等单位的共同努力奋战，工程按期圆满完成，现已过水导流，历经数次洪水考验，隧洞工况良好。
（2）在施工管理上，首先是业主在关键时候当机立断，引进成建制的“正规军”，其次是施工单位上下一心，统一运筹，注重挑选有经验和敬业精神的现场管理带头人，作业班组成建制快速投入，与现场各方一起，对施工进度进行日动态调整和优化管理。
（3）对施工场面的合理布置，进行全洞段分段流水作业，需要配制足够的人员、机械和材料，且确保施工交通通道畅通和施工用水、电的供应。
（4）工程通过钻孔设备的选择、测孔工具的创新、灌浆方法调整和纯压式小口径栓塞的研制和应用，以及三参数灌浆压水测控系统的应用等快速施工技术措施的实施，经实际验证是可行的、适用的有效措施。
（5）在往后的同类工程施工中，更加注重现场施工管理和快速施工经验总结应用的同时，还要加强隧洞开挖浇筑工作的进度控制，确保隧洞回填固结灌浆工作在科学合理的时间段内开展。
关键词：1006m；花岗岩；水平定向钻；导向孔
2013年8月，辽河石油勘探局油田建设工程一公司完成了铁岭-锦西原油管线复线工程黑鱼河定向钻穿越工程的施工。穿越地层主要为强风化花岗岩，该地层易于成孔，但极难修孔，一旦导向孔曲线出现超出规范的偏差，将导致整个工程的失败，这给控向工作带来了很大的挑战。在两次穿越的导向孔施工中，控向技术人员利用人工磁场测量左右偏差、改变方位角纠正偏差、通过洗孔修正孔洞曲率等，通过实践总结出了一套管道在岩石地层中长距离穿越施工的宝贵经验，为以后类似的工程提供了参考依据。
1.1.工程概况
黑鱼河定向钻穿越工程位于辽宁省北镇市，穿越管道规格为Φ508×6.5MM天然气管道和Φ114×6.5MM光缆套管各一条，间距为10M，穿越长度均为1006M，设计入土角9?，出土角6?，曲率半径R=762M。钻机型号为HK250T。
工程总工期共计56天，其中Φ114和Φ508管道导向孔各用了10天时间，管道规格为D508×10.0mm。
2.2.导向孔施工
导向孔施工钻具选择为9-1/2″牙轮钻头（HJ637G）+1.5°螺杆马达+无磁钻挺。
开钻前首先测量穿越轴线上的方位角，经四次测量取平均值为241?。钻头在钻进时呈顺时针旋转，钻头会自动轻微的像右偏移，开钻后控向人员指导司钻将钻头轻微向左偏移，以抵消向右的偏移趋势，即将钻头方位角始终保持在241 ?～242?之间，并利用人工磁场在每一根钻杆钻进后测量出钻头的准确位置，以便掌握导向孔的左右偏差。
钻进过程中，钻头方位角始终保持在241?～242?之间，当钻进到第17根时，钻头进入人工磁场，测得偏右6米，偏差过大。控向人员及时调整钻头工作面，但纠偏效果不明显，技术人员决定将钻具抽出，查找导向孔偏差过大的原因。
钻具全部抽出后，在穿越轴线上距离钻机较远处重新测量了方位角，测得结果仍是241?，排除了方位角测量错误的可能。技术人员推测是由于钻头和无磁之间连接着金属材质的泥浆马达对磁场产生了影响，从而使在工作中测得的探棒方位角和开钻前测得的探棒方位角存在误差。经计算，该误差约为4?。
由于第一次的孔洞偏差很大，已超出穿跨越施工规范验收的相关要求，第一个导向孔作废。重新钻入后，纠正后的方位角为241?- 4?=237?，控向人员以237 ?方位角为准进行控向，钻头再次进入人工磁场后，测得右偏1.6米，属于正常的偏差值，导向孔施工继续进行。
在钻进到第37根时，钻头推进速度变得缓慢，提高钻机推力，增加泥浆排量，推进速度仍不见起色，依据图纸此处地层不会太硬，钻机仪表上显示的推力值已大大超出了钻机在该地层中的理论推力值，这种情况很有可能是泥浆马达出现了问题，导致钻头工作效率低下。技术人员决定再次将钻具抽出一看究竟。在抽到第3根时，回拖力过大，由于钻进时每根钻杆都进行洗孔，且沙层厚度不大，排除了塌孔卡钻的可能，推测是钻头靠近入土端一侧落入石块，前后进出，旋转，将石头磨掉后，拉力变小，开始反浆，泥浆将碎石屑排出。
将钻具抽出后进行检查，发现螺杆马达旋转头不能正常旋转且接头处漏浆严重，已损坏。穿越地层存在岩层破碎带，在钻具抽回过程中，孔洞内出现岩石掉块，由于花岗岩掉块对钻具的磨损较大，导致钻头牙轮及掌背磨损严重，钻头损坏。
更换了钻头和泥浆马达后继续钻进，由于钻头和马达的自重较大，钻头抬头比较困难，为保证钻头能在准确的位置出土，技术人员决定在导向孔曲线进入水平段后半段时适当将钻头提前抬头，即将井斜控制在91°左右。然而由于地层的软硬交替，难以掌握好井斜的变化，在临近出土端井斜一度降到了89°，这就意味着钻头有向下钻进的趋势，如果不采取紧急措施，钻头出土准确性将受到很大影响。技术人员及时作出调整，加快推进速度，减少泥浆排量，这样可以有效减少钻头对岩层的切削量，使钻头停止了下沉的趋势，曲线开始正常抬头。最终钻头顺利出土，向右偏差约1m，向前偏差约3m，较为理想的完成了导向孔的钻进工作。
导向孔的成功为光缆套管及主管线一次回拖成功奠定了决定性的基础。
3.0导向工作经验
由于在钻头和钻铤之间增加了螺杆马达，而对控向工作至关重要的探棒又安装在钻铤中，钻头和探棒之间有11m的距离，这就意味着控向软件显示的探棒位置相对于钻头的位置有11m的滞后，控向人员在控向过程中要充分考虑这一因素。
穿越地层主要为强风化花岗岩，该地层易于成孔，但极难修孔，一旦导向孔曲线出现超出规范的偏差，将导致整个工程的失败。控向人员在判断倾角和方位角变化时要有预见性：当钻头和泥浆马达刚刚进入岩石层后，试探性的把钻头工具面调到各个角度进行推进，观察钻头工作面在0?时每钻进1M，倾角变化多少，钻头工具面在270 ?时每钻进1M方位角变化了多少，总结出的数据对在整个岩石层中的控向工作起到至关重要的参考作用。
4.0控向线的保护
在以往长距离穿越导向孔施工中，控向线往往因长时间摩擦钻杆内壁而磨损，导致控向系统失去信号，不得不把钻杆全部拔出，重新接线，费时又费力。该工程施工人员在导向孔施工时，每隔20根钻杆左右在钻杆内部安装一个扶正器，使控向线在钻杆内固定住，避免摩擦钻杆内壁，保障控向系统安全运行。控向线扶正器的固定块设计成上面圆锥体，下面圆柱体的形状，有效减少了控向线磨损、拧劲儿、堆积等现象。
关键词：岩溶； 施工技术； 灌注桩 ；溶洞
Abstract: with the development of traffic facilities in our country, construction of roads and railways for the scale. The level of the pile foundation drilling rig has been significantly improved, adaptability to geological condition is also relatively increase. Piles in karst geological conditions the construction as the breakthrough point, is introduced in the complicated karst geological conditions of filling pile construction technology, control key points, construction experience, methods, etc.
Key words: karst; The construction technology; Bored piles; Karst cave
中国分类号：U443.15+4 文献标识码：A 文章编号：
一、岩溶地质环境的勘探
岩溶地区有相当丰富的溶洞，且很多断层裂缝与溶洞相互连接，溶洞内部情况差异性大，距离表面的深浅不一，无规律可循，使得的施工难度相对加大，工期也较长。所以桩基础在施工前，要准确的了解桩基础剖面的地质情况。对岩溶地层的准确了解，对溶洞位置和类型的准确掌握，决定着施工的前提和工期的长短，也是施工作业的质量保证。目前用来确定岩溶地质环境的方法主要有两种：地质钻探法、施工探测法。地质钻探法指的是分析溶洞的主要情况，包括溶槽、溶沟的分布，溶洞的大小、类型。对于地形的分析是施工不可缺少的一步。施工探测法是在施工的过程中，来确定溶洞的相关信息，具体做法是当很难通过地质剖面图来确定溶洞的位置是，采取先施工，施工的过程中通过钻头的冲击响应反馈来分析。这种方法要求相对较高，由于施工过程中存在很多不确定因素，所以操作时必须由熟练地技术工人进行，同时要搜集相对丰富的资料数据以供在施工过程中参考使用，并调整优化施工过程。由于方法本身具有较大的风险性，在施工过程中需要小心谨慎。
二、施工的技术难点
由于岩溶地区的地形特点，会给桩基施工带来相对大的技术难度。根据相关资料，本文总结出了如下的技术难点：
1岩溶地区一般水资源丰富，钻孔时涌出大量的水，会导致成孔困难，孔底的沉渣也难以清理。另外，由于大量水存在，钻孔后的护壁泥浆会被水流带走，混凝土的浇筑也会相当困难。有可能造成地面塌陷，威胁到施工人员的安全。
2对岩溶的地形掌握不够准确。岩溶地形复杂，溶洞多处于基岩顶部，桩基都是以基岩作为支撑的，在施工过程中有可能在桩尖下还有没被勘探到的溶洞，这也是施工中的潜在危险。
3岩溶钻孔施工中最大的障碍就是出现卡钻与掉钻。卡钻掉钻等现象主要发生于溶洞层，溶洞层地形复杂，蜿蜒曲折，洞的走势无规律可循，普遍有泥沙填充，软硬不均，易卡钻；并且当遇到可溶性岩石是石灰岩时，石灰岩具有较高的强度，导致成孔困难，如果加大钻压冲击力，则有可能使桩径外的区域形成负压，导致浇筑混凝土时杂质进入，从而形成断桩。
三、施工前的准备
考虑到地形的特殊性，在施工前必须做好充分的准备。收集资料是一个必做的工作。由于对岩溶地质施工的技术要求较高，所以搜集前人的工作记录，对于我们更好的完成工作是有很大帮助的；其次，对于地质资料的收集也是必不可少的。根据资料记载，比较实际情况，可以完善我们既定的施工方案。根据地质资料的记载，帮助分析所在岩层的溶洞的基本情况，走势，填充物等，对整个施工地的地质情况作出科学的分析，从而确定桩基受力层的埋置深度。
在施工前制备好造孔泥浆，泥浆的稠度是一个必须控制好的指标，过稠会影响到钻机钻进速度，稀了又不利于对孔壁的保护，所以泥浆的比重控制在1.2g/cm3比较合适。泥浆一般选用膨润土，并加入纯碱防沉淀。
另外，在开展全面施工前，要做好安全预案，以免在突发事故时难以应对。成立督察小组，应急小组，随时抽查施工设备，勘探现场安全情况，充分准备应急物资。开钻前，有关技术人员要充分掌握地质情况对施工过程中可能出现的问题充分估计，桩基施工前，要进行试桩，根据实际来确定施工具体方法。
四、施工的措施
针对上述所提到的不利方面，以及一些施工前的准备工作，总结出一些实际的施工措施。穿过溶洞的施工措施是整个施工的重中之重。当钻机的速度加快，并且钻孔正常时，表明钻头已进入溶洞，此时应根据溶洞的具体情况采取施工措施。对于较大的溶洞，主要表现是漏浆量大，速度快，这时可先钻至溶洞底板，再以砂石回填，每次回填都要用冲程冲压，一次回填高度一个成人的身高为最好，直至完全填满溶洞。钻进过程中，稍有不慎，就可能埋钻，也有可能引起地面塌陷，必须小心，若回填物大量损失，需向孔内注细石水下汞。当洞高小于1米时，洞内有填充物，按正常成孔方法工作，此时洞内水头没什么变化，可加大泥浆比重；如果是空的，并且钻穿水头立即下降，则需回填溶洞，直到漏浆停止。
压密注浆方案是一个在工程上被多次采纳并获取成功的方案。它的具体做法为在每个裂隙的钻孔和孔洞周围布置3个注浆孔呈等边三角形，注浆孔的深度应钻至孔洞裂隙带底面两公分为宜。当压力最大，空口出现大量反浆时，说明水泥浆注满。密闭压浆法是利用化学加固原理，是松散岩层充满浆液，固结为稳定的人造石，极大地改善了桩基钻孔条件，防治地下水流动，是钻孔能得到顺利的进行。同时，根据压密的时间不同，又分为施钻前密闭，施钻后密闭两种，这里不再赘述。
施工过程中，最适合的方法是“回转加冲击钻进”工艺。单纯的钻机入岩，速度慢，易卡钻，所以不适合在岩溶地带使用；冲击钻成孔在土层进度远低于在岩层中，结合两种工艺的优势，在岩层用冲击钻，土层用钻机成孔。
在土层钻进中泥浆密度应保持中等稠度，主要做好护壁工作，粘土层钻进时孔壁相对稳定，并且课自行造浆，进入岩层区时宜采用短冲程、密频率的冲孔方法，泥浆有效的堵塞裂隙，也可以防止卡钻。当钻头即将冲穿溶洞时，需低锤轻冲，防止卡锤，如果造成偏孔，应回填修孔直到恢复不偏为止。在施工过程中，应仔细观察浆面变动，一旦异常，立即停止工作；一旦发现漏浆，须马上停锤，以免塌方埋锤，及时补充泥浆，保持孔内水位高度，回填黄泥，片石来堵塞溶洞，并用桩锤轻压使起到填塞溶洞的功用。
当钻孔达到预定深度以后，要尽快提钻，下钢筋笼，下导管。并灌注混凝土，灌注过程中，应设专人测量混凝土高度，并控制导管的提升速度避免导管脱离混凝土面造成断桩事故。灌注过程中，须经常上下抽动导管来使混凝土密实。
五、常见的故障
卡钻是经常会遇见的问题，是用冲击钻钻孔时，由于钻头的磨损未及时修复，钻头直径减小，而新的钻头直径大，导致突然冲穿溶洞顶板，钻头空转却无法提钻导致卡钻。对于这种情况，应及时补焊钻头，向桩孔中回填片石，钻进时，先用小冲程，在逐渐加大，对于溶洞底板的开孔也应先有小冲程，溶洞开口后，要及时回填。
埋钻也是经常会遇见的问题，并且埋钻还不易处理，所以要尽量避免出现。埋钻的发生主要是由于孔壁塌陷所致。地层钻孔时，由于所穿越的溶洞顶板薄，埋深较浅冲程大，可能使溶洞塌陷，埋钻发生。在施工过程中，如发现漏浆应及时停钻，注浆，保持孔内水压，并堵住漏浆口；穿越溶洞时，改用小冲程钻进。
混凝土的泄露发生的主要原因是由于混凝土的密度大于泥浆。灌注水下混凝土时，孔壁的猜测压力变大，冲破了粘土片石封闭层而泄露。对于高度较小的溶洞，在形成封闭环后再次填充混合物，重新成孔以增大封闭环强度；对于高度大的空溶洞，应使用刚护筒，确保溶洞的下层坚质岩层与保护筒密接，然后接续钻孔。
结语
对岩溶地层进行灌注桩的施工，应该对每一根桩进行超前地质勘探，了解地下溶洞情况，探明桩底持力层。岩溶地层施工较正常地层困难，岩溶下有沟槽，溶洞，导致其地形比较复杂，溶洞的大小，规模也难以准确探明。上层地质条件也会影响塌孔等问题。因此，在施工过程中，应注意钻进过程的异常，随时做好应急准备，认真做好相关记录。冲击钻的破岩效率高，成孔工艺好，适用于岩层区，采用回转冲击钻进法，结合了两种钻探方法的优势，提高了工程效率。工程实践表明，岩溶条件下灌注桩的施工技术要求，成本要求相对较高，工程相对复杂。
参考文献
