前言

中國擁有巨大的水能資源蘊藏量。據統計，我國水能資源總蘊藏量為676GW，可開發的水能資源為378GW，其中，68％分布在西南地區。截至2015年年底，全國水電累計裝機3.19億kW，居世界第一。據統計，已建成單站裝機在100萬kW以上的大型水電站50余座，它們主要集中在中國的西南地區，尤其是四川省、云南省等地，地質環境復雜。伴隨著水電工程建設所取得的成就，我國水利水電行業的工程地質勘測技術水平也得到很大的提高，特別是在過河（江）勘探技術手段上取得了長足的進步。例如過河（江）平洞勘探方法已經被雙向成對跨江大頂角斜孔鉆探技術取代，成為探明順河斷層特征的新技術。以往，過河（江）平洞是在河床地質條件復雜，特別是可能存在大的順河斷層的情況下所采用的一種極端的勘察方法。據統計，國內曾經采用過河平洞或河底豎井的壩址共有14座，大多數都是20世紀70年代以前實施的。近30年來，采用這種勘探方法的僅有黃河大柳樹水利樞紐、紅水河龍灘水電站、金沙江溪洛渡水電站和向家壩水電站等4個工程。從現在的工程經驗和勘探技術水平出發，過河（江）平洞這一勘探方法已經很少采用。一方面的原因是，它勘探周期長、資金投入大、施工安全風險高，已經不適應現今水利水電開發水平；另一方面的原因是，利用雙向成對跨江大頂角斜孔鉆探技術可以查明順河斷層的分布特征，為工程設計提供可靠的地質依據。例如雅礱江官地水電站就是利用兩岸向河床交匯斜孔查明重力壩壩基無順河斷層分布的；緬甸伊洛瓦底江上游流域某水電站工程，針對順河分布的傾角為75°～85°、寬度為13～42m的斷層帶物質，應用頂角55°、孔深252m的雙向成對跨江斜孔鉆進技術，查清了順河斷層工程性狀，在水利水電工程跨江勘探技術應用上具有里程碑意義，受到國內外好評與關注。

為了總結雙向成對跨江大頂角斜孔鉆探技術在水利水電工程中的應用實踐，在長江巖土工程總公司（武漢）、中國地質大學（武漢）、中國地質科學院地球深部探測中心及長江勘測規劃設計有限責任公司的大力支持下撰寫了本書。

全書共分9章：第1章簡要回顧了國內外跨江勘探技術應用現狀、存在的問題以及發展方向；第2章介紹了斜孔鉆進關鍵基礎理論；第3章介紹了大頂角超深斜孔鉆探工藝，包括鉆孔結構設計、鉆進工藝方法、復雜地層鉆探泥漿技術、孔內事故的預防與處理等；第4章介紹了大頂角超深斜孔鉆探裝備及機具，包括鉆機及輔助設備、鉆塔、鉆桿柱和鉆具組合技術等；第5章介紹了大頂角超深斜孔軌跡控制技術，包括國內外定向鉆進技術現狀、鉆孔軌跡設計與控制原理、測斜定向儀器和隨鉆測量技術、定向鉆具結構和工作原理、雙向成對跨江斜孔軌跡控制等；第6章介紹了大頂角超深斜孔取芯技術，包括巖芯采取基本要求、巖芯卡取方法、單雙巖芯管鉆具、斜孔繩索取芯技術、復雜地層原狀取芯技術等；第7章介紹了輕便式氣囊隔離隨鉆壓水試驗器，包括研制背景、隨鉆壓水試驗器結構設計和關鍵技術、隨鉆壓水試驗器的應用案例等；第8章介紹了大頂角超深斜孔孔內測試，包括壓水試驗、聲波測試、鉆孔全景圖像檢測、鉆孔徑向加壓法試驗、自然γ測井、有害氣體測試、放射性測試等；第9章介紹了雙向成對跨江大頂角超深斜孔鉆探技術應用實例，以某水電站工程為例，重點介紹了斜孔的布置與鉆探技術難點、鉆孔結構設計、鉆具、泥漿、定向、組織管理和技術經濟分析等。

全書由孫云志組織編寫。具體編寫分工為：第1章由孫云志、陸洪智執筆；第2章由胡郁樂、肖冬順執筆；第3章由胡郁樂、曾立新執筆；第4章由胡郁樂、蔣國盛執筆；第5章肖冬順、陸洪智、盧春華執筆；第6章由曾立新、盧春華、胡郁樂執筆；第7章由肖冬順執筆；第8章由鄧爭榮、雷世兵執筆；第9章由鄧爭榮、雷世兵、曾立新、馬明執筆。全書由孫云志、蔣國盛統稿。

由于水平所限，時間倉促，書中不妥或錯誤之處難免，懇請讀者批評指正。

作者

2018年10月