高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術

田宇飛

（烏蘭察布市金橋公路工程有限責任公司，內蒙古烏蘭察布012000）

1 項目背景

1.1 工程概況

某路段ZD-1標象山隧道，總長15.898 km，設計為單線雙洞。隧道地質復雜。本地區年降水量1688mm，地表水下滲是地下水的主要補給源，地下水豐富，補給充足。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，采空區大量積水，初步估算11611采空區積水量35 521.2m3、11607和11609采空區積水量202 291m3、11611底抽巷積水量3102m3。采空區積水受采動裂隙影響基本已相互導通，對11613軌順安全高效掘進帶來嚴重威脅，因此，掘進在11613邊界巷對11611底抽巷施工泄水鉆孔，提前疏放11611采空區和11611底抽巷部分積水，保障11613軌順安全高效掘進。

11613邊界巷停頭位置標高1102.5m，采空區積水外延標高1180.2m，水位高差77.7m，預計鉆孔出水口最大水壓0.8MPa。為保障排放水工程的順利進行、11613底抽巷掘進和排水系統安全可靠，必須解決孔口套管在高承壓狀態下的固管問題[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，套管與孔壁的固結強度問題，防止仰斜鉆孔固結強度不足，水壓較大沖壞套管，對放水過程無法控制，導致水害事故的發生。

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術通過改變工藝流程，確保仰斜鉆孔固管漿液的固管長度，依次保證固管強度問題；并通過在孔口安裝法蘭盤連接閘閥達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行實時監控，及時掌握采空區的水位變化，為采掘工程的合理布局提供技術參考[2]。

2 同類技術發展狀況

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，孔口處理缺乏標準，對整個放水過程控制不夠理想等問題[3]。

3 項目實施內容

3.1 技術路線

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術旨在解決孔口護壁強度，需要從鉆孔施工精度，孔口技術處理等方面入手，對整個放水過程進行控制。

3.2 實施的方式、方法和步驟

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

1）采用φ94mm鉆頭以55°傾角開孔10.5m，并采用φ225mm鉆頭擴孔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行注漿，待PE管返漿后關閉注漿泵和閘閥，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行掃孔，并安裝閘閥進行打壓試驗，如圖4所示。

圖4 步驟4

4 主要研究成果及創新點

4.1 主要研究成果

高承壓仰斜鉆孔孔口套管固管技術解決了仰斜鉆孔固管強度的問題，并且形成了一套規范的探放水孔作業流程，對探放水鉆孔施工和放水過程監測監控，具有重要意義。

4.2 主要創新點

本次技術推先過程主要創新點包括以下幾個方面：

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，出現未注漿盲區。

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封堵段的壓力，采用導氣孔疏通孔內氣體，避免壓力急劇鼓開套管，導致注漿過程失敗。采用導氣孔排氣可以滿足孔內注漿液量，達到高承壓注漿效果。

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，而且還可以關閉閘閥，通過觀察水壓達到監測放水進度的目的。

5 取得的經濟效益和社會效益

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采空區積水得到很好的疏放，對11613軌順、11613底抽巷掘進不受水害影響，起到安全保障作用。