- 水利水電工程大頂角超深斜孔鉆探技術(shù)與實(shí)踐
- 孫云志 盧春華 肖冬順 曾立新 陸洪智等
- 1628字
- 2021-10-29 21:03:51
1.2 我國(guó)跨江勘探技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀簡(jiǎn)述
水利水電系統(tǒng)開(kāi)展跨江勘探已有40多年的歷史,在跨江勘探工作上積累了比較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)??缃碧郊夹g(shù)主要有跨江勘探鉆船、跨江勘探平洞與跨江勘探斜孔。
1.2.1 跨江勘探鉆船
按結(jié)構(gòu),跨江勘探鉆船一般可分為單體式、雙體式、船舷或船艄伸出式;按航行方式,跨江勘探鉆船可分為自航式和拖航式。上述跨江勘探鉆船在水利水電工程跨江鉆探上都有應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)有:
(1)機(jī)動(dòng)性強(qiáng),一旦工況變壞,可及時(shí)返航進(jìn)入避風(fēng)港。
(2)鉆孔淺時(shí),轉(zhuǎn)移孔位方便,一次出航可以完成一批鉆探任務(wù)。
(3)施工速度快,節(jié)約施工期,成本較低。
下面是一些之前用的水上勘探船:
(1)小型自航式單體勘探船。這種勘探船(見(jiàn)圖1-1)一般是用載重量適當(dāng)?shù)拇桓难b而成。船體前后遠(yuǎn)近錨各4只,有時(shí)淺孔只拋2只。船上裝2臺(tái)旋臂吊車(chē),前部為鉆桿臺(tái)(排架),中心為鉆機(jī)(井架為起落式,航行時(shí)放到),船尾為生活間和倉(cāng)庫(kù)??碧剿羁蛇_(dá)70~100m。

圖1-1 小型自航式單體勘探船
1—船體;2—吊桿;3—錨繩;4—鉆桿臺(tái);
5—鉆機(jī);6—生活間、倉(cāng)庫(kù);7—井架
(2)自航式600t單體勘探船。該勘探船是浙江水文隊(duì)用600t海運(yùn)貨輪改裝而成的。主要用于三角洲、海岸帶、濱海第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查勘探。
該勘探船在主艙底部開(kāi)一通孔,加設(shè)法蘭,安置導(dǎo)向管,作為隔水套管的通路,如圖1-2所示。如施工完畢,退回租船前將導(dǎo)向管卸下,加一蓋板與下法蘭連接即可。
(3)勘407D自航式單體鉆探船。該船是地質(zhì)礦產(chǎn)部上海海洋地質(zhì)調(diào)查局(現(xiàn)上海海洋石油勘探開(kāi)發(fā)總公司)1984年設(shè)計(jì)改裝的鉆探取樣船(見(jiàn)圖1-3)。

圖1-2 主艙底通孔結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-3 勘407D自航式單體鉆探船
1—船井;2—鉆機(jī);3—泵;4—攪拌器;5—黏土庫(kù);6—工具間;7—鉆桿架;
8—錨機(jī);9—導(dǎo)纜加;10—分析室;11—硅油泵;12—硅油箱;
13—蓄能器;14、15—泥漿池;16—錨;17—錨架
勘探船采用四點(diǎn)錨泊定位。甲板尾部裝2臺(tái)10t錨機(jī),供拋2個(gè)2t尾錨,錨纜長(zhǎng)各1km,直徑30mm。尾舷二角各安裝2個(gè)導(dǎo)纜架及導(dǎo)纜滾筒,引導(dǎo)錨纜下拋角度,尾下部各安裝2個(gè)三腳架存放尾錨。首錨則利用船上現(xiàn)有的雙筒錨機(jī)拋兩個(gè)錨鏈錨,錨重1.25t。錨鏈直徑37mm,鏈長(zhǎng)由原來(lái)的10節(jié)加長(zhǎng)到15節(jié),共375m。該船在工作水深90m左右打一口30m深的鉆孔(包括拋錨、定位、鉆探、取樣等),全部作業(yè)時(shí)間一般可在12h之內(nèi);而在工作水深30m左右打一口30m深的鉆孔,全部作業(yè)時(shí)間在5h之內(nèi)。
(4)拖航式勘探船。拖航式勘探船可分為拖航式單體勘探船和拖航式雙體勘探船,相對(duì)于拖航式單體勘探船,拖航式雙體勘探船具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪、抗水流等因素影響的能力。在拖航式勘探船的頂面四角,一般各備絞車(chē)1臺(tái),用于錨穩(wěn)定位,錨位沿鉆船對(duì)角線方向。拖航式勘探船如圖1-4所示。

圖1-4 拖航式勘探船示意圖
1—鉆塔;2—鉆機(jī)安裝平臺(tái);3—泥漿;4—鉆船
拖航式勘探船主要用于河水較深、流速快、波浪大、鉆孔較深、地層復(fù)雜、地質(zhì)要求孔徑大的工程地質(zhì)勘探。拖航式單體勘探船和拖航式雙體勘探船的定位方式基本相同,受鉆孔深度、水流急緩、河面寬度等影響,要求錨鉤重量大;如河面不太寬時(shí),使用纜繩更牢靠;如在岸邊,也可使用纜繩撐桿相結(jié)合的方法。
1.2.2 跨江勘探平洞
如前所述,國(guó)內(nèi)曾經(jīng)采用過(guò)河平洞或河底豎井的壩址共有14座,大多數(shù)都是20世紀(jì)70年代以前實(shí)施的。近30年來(lái),采用這種勘探方法的僅有黃河大柳樹(shù)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(gè)工程。從現(xiàn)在的工程經(jīng)驗(yàn)和勘探技術(shù)水平出發(fā),過(guò)河(江)平洞這一勘探方法已經(jīng)很少采用。
1.2.3 跨江勘探斜孔
近40年來(lái),跨江勘探斜孔技術(shù)在查明大型河流順河斷層特性方面也有應(yīng)用。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(wú)順河斷層分布的;緬甸伊洛瓦底江上游流域某水電站通過(guò)運(yùn)用55°大頂角雙向成對(duì)跨江斜孔鉆探技術(shù),查明了順河分布斷層的寬度、組成物質(zhì)、工程性狀等。
綜上所述,近40年來(lái),我國(guó)跨江勘探技術(shù)已經(jīng)由跨江勘探鉆船、跨江勘探平洞,向跨江勘探斜孔技術(shù)邁進(jìn),特別是大頂角超深斜孔鉆探技術(shù),它體現(xiàn)了我國(guó)勘探技術(shù)的進(jìn)步。
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