孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌漿孔斜若干問題研究

魏欣桃

為了提升大壩的質量，保證大壩地基安全穩定，在水利工程中實施的深孔帷幕灌漿工程質量的好壞將會產生直接的影響。從實際施工角度而言，設計方向和鉆孔都會因為受到某種原因而發生不一致的現象。比如在進行鉆孔的時候，其出現的偏斜度若是不大，所產生的影響會比較小。但是若出現了情節必要嚴重的偏離現象，將會嚴重影響鉆進的質量，導致水利工程的事故發生頻率上升。所以，在水利工程施工過程中不得不注重研究深孔帷幕灌漿孔斜問題的研究。

為了保證開都-孔雀河流域水利工程的大壩具有安全穩定的地基，在工程建設中提高深孔帷幕灌漿工程的質量具有至關重要的作用。在水利工程中建設中，會因為自然原因、人為原因等多種因素，導致實際的鉆孔和設計的方向出現一定程度的變化。若是沒有及時掌握和處理因為孔斜而引發的各種技術問題，將會在很大程度上導致工程質量下降。

一、開都-孔雀河流域概況

1.流域基本情況

開都-孔雀河流域面積7.7萬平方公里，其中：山區面積3.4萬平方公里，平原區面積4.3萬平方公里。流域水資源總量為44.07億m3，其中：地表水資源量為42.01億m3，地下水資源不重復量為2.06億m3。開都-孔雀河全長1502km，其中：開都河河道全長560km，多年平均年徑流量35.31億m3；孔雀河河道全長942km，多年平均年徑流量13.34億立方米。

2.流域水資源利用現狀

（1）“三條紅線”用水總量控制指標

開都河多年平均年徑流量35.31億m3；多年平均入博斯騰湖水量24.03億m3，出博斯騰湖水量（孔雀河流量）13.34億m3。開都-孔雀河流域（含諸小河流）“三條紅線”用水總量控制指標為30.19億立方米，其中：地表水22億m3（地方：15.7 億 m3、兵團 6.3億m3）、地下水7.97億m3（地方：7.44億m3、兵團0.53億m3），其他0.22億m3。

（2）開都-孔雀河流域氣候特征

開都-孔雀河流域深居內陸，因為地理位置遠離海洋且受到高山阻擋，受到海洋影響較弱，具有十分明顯的大陸性氣候特征。具體見表1：

二、導致開都-孔雀河流域水利工程深孔帷幕灌漿孔斜的原因分析

1.開都-孔雀河流域的地質條件較差

從開都-孔雀河流域的地質條件方面上講，主要是從鉆孔內巖石的力學性質上進行分類，第一，鉆進松散覆蓋層的時候，若是覆蓋層的厚度增加，那么便會更容易導致鉆孔出現方向偏移。第二，當鉆進巖石存在著一定程度的軟硬交替現象的時候，或者是存在一定的傾斜角度，那么具有不同可鉆性的巖層便會產生不同的鉆進速度，進而將原有的鉆頭鉆進方向做出改變。第三，當鉆頭鉆進的巖層存在著比較嚴重的破碎情況時，或者是有著一定程度的厚度，那么也應該增大鉆孔的孔徑，同時也會比較不容易對鉆進的方向進行控制。第四，在鉆進砂卵石的時候，鉆孔也特別容易發生偏離的現象。第五，若是在鉆孔的時候碰到了溶洞、規模較大的斷裂帶，舊有的空洞，也會造成鉆孔出現偏移現象。

2.施工技術所屬條件不當

這種問題產生的原因是因為在進行鉆孔的時候，施工人員所采用的施工技術與實際的施工環境之間不匹配，造成鉆孔發生偏斜。這種問題的主要表現可以分成五種。第一，在開孔階段的鉆進或者是淺孔階段的鉆進工作中，鉆機的立軸并沒有與鉆孔保持在同一條中心線上。第二，在工程施工過程中，工作人員使用的鉆具已經發生彎曲，或者是采用的巖心管長度較短。第三，在鉆機的過程中變換孔徑的時候，由于不用的孔壁之間存在著不同的硬度，孔徑的大小程度也會出現不同，在將孔徑進行變換之后，便很難保證鉆頭和原來的鉆孔保持在同一條中心線上。第四，當孔徑增大的時候，受壓鉆桿發生的形變也會隨之增加。第五，若是鉆頭的胎體出現硬度不一致現象或者是出現金剛石顆粒分布不均勻，都會對鉆進的方向產生影響，改變其原有的鉆進方向。

3.不恰當的操作方法

表1 開都-孔雀河流域的氣象站對當地基本氣候要素統計表

導致出現鉆孔偏斜的最主要問題還是在實際的工程施工過程中出現不當的操作方法。這種不當的操作方法主要是包含有三個方面。第一，在進行鉆進工程施工過程中，受到過大的壓力，導致鉆桿出現很多部位的彎曲，特別是在與施工條件不匹配的施工環境之下，將會嚴重導致鉆孔出現偏斜。第二，在鉆進的施工過程中，金剛石出現過度磨損或者是合金鉆頭的質地過硬，便會因此而導致向巖石內部切入的時候會發生不穩定的現象，從而將鉆進的方向給予改變。第三，在鉆進比較容易坍塌的巖層時，沖洗液出現過大的排量，壓力也過高的時候，特別是在使用清水作為沖洗液或者是利用粘度很小的泥漿時候，將會對孔壁產生嚴重的破壞，從而導致在很大程度上出現孔內的局部位置坍塌，增加孔徑。

三、出現孔斜的主要影響分析

1.孔斜將影響孔內的事故發生頻率

鉆進工程若是沒有很好的將孔斜做出改進，那么孔斜將會在一定程度上加劇孔內發生事故的頻率。第一，孔壁會因為孔斜的出現而發生掉塊、坍塌、巖層錯動等多種地質危害，繼而會導致發生孔內埋鉆以及卡鉆擠夾的危險事故發生。第二，增加發生鉆具折斷事故的概率。第三，在具有較大偏斜度的鉆孔之內，若是出現鉆具折斷現象，將會導致在處理故障的時候面臨更加復雜的情況。

2.孔斜將會影響鉆進的效率

在施工過程中，施工效率提升將會提高工程的經濟效益，增加利潤。若是在施工過程中發生鉆孔的現象，那么將會導致以下三種鉆進效率降低的現象。第一，鉆進的時候出現鉆孔偏斜，將會讓鉆桿在鉆孔之內出現變形，若是立軸轉干將回轉動力傳輸到鉆頭的時候，會影響到鉆頭的回轉，降低其穩定性，導致磨損鉆頭現象發生，降低鉆進效率。第二，鉆進工程出現鉆孔偏斜，將加大孔壁與鉆具之間的摩擦力，導致鉆孔軸心的壓力難以按照實際的需求將其全部在鉆頭上發揮作用，進而對進尺產生影響，若是盲目施加壓力，會很容易折斷鉆具。第三，鉆孔若是出現比較嚴重的偏斜，將會導致在進行鉆進的時候不能采用快速鉆進的方法，導致鉆具折斷。

四、結語

水利工程建設是國家的一項重要舉措，為提高居民生活穩定性，保障社會安定有序發揮著積極作用。水利工程在施工建設過程中會面臨很大的問題，加劇在施工過程中的工作壓力。但是水利工程是一項前人栽樹后人乘涼的工程，在實際工程建設中應該嚴格按照規定的標準制度展開，提高施工質量，讓水利工程可以經久不息的為人們提供便利的服務。