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一建矿业实务复习第6章井巷工程61（第3页）

对于含水率非常小或地下水流速相当大的地层不适用。

在冻结法中对施工井筒的形状、截面尺寸和深度基本上不受限制，具有防水性好、技术可靠、工期易于保证等优点，已成为我国在冲积层和西部地区富（含）水基岩中开凿立井井筒使用最为广泛的特殊施工法。

因冻结法即可满足复杂地质条件，又可作为工程抢险和事故处理的手段被广泛应用于矿山井巷工程中。

在地铁联络通道，大容积地下硐室等工程中，也有很好的应用。

613立井井筒钻井施工法1基本原理钻井法是利用钻头刀具将岩石破碎，用泥浆或其他介质进行洗井、护壁和排渣，将井筒分次扩孔钻成或全断面一次钻成至设计直径和深度后，再进行永久支护的一种机械化凿井方法。

钻井法的井筒支护与其他施工法的井筒支护不同，采用的是泥浆中悬浮下沉，带有井壁底的钢筋混凝土预制井壁，每节井壁的上下端预埋供连接用的金属法兰盘，在井口用螺栓和焊接的方法把井壁逐节连接、悬浮下沉至井底，最后在井壁与井帮的间隙中下放充填管道，分段充填水泥浆等最终固结成井。

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2施工工艺钻井法的主要工艺过程包括钻机钻进、泥浆洗井与护壁、井壁预制与悬浮下沉和壁后充填固井等。

1）钻机钻进我国目前采用的钻井机多为转盘式钻井机，其类型有zzs—1、nd—1、sz—9700、as—9500、as—12800、bz—1、l40800、l401000和ad1301000型等。

钻井机的动力设备多数设置在地面，钻进时钻台上的转盘旋转，通过主动钻杆驱动钻杆和钻头旋转，钻头上装有破岩刀具。

表土及软岩地层宜采用楔齿滚刀破岩，硬岩地层宜采用球齿滚刀破岩。

钻机钻进参数，包括钻压、转速、（钻）进速度等，钻进参数直接影响钻进速度，同时对井筒偏斜、井径刷大等井筒钻进质量指标也有很大影响。

为了保证井筒的垂直度，钻进时一般采用减压钻进，一般总钻压不宜超过钻头，在泥浆中重量的70。

在表土向岩层过渡段，不宜大于50。

钻进过程中，应采用超声波测井仪测井，测井选点应沿井筒的纵横断面均匀布置，每个水平不得少于四个测点。

井筒钻进方式多采用分次扩孔钻进，即首先用钻头一次钻到基岩，在基岩部分占的比例不大时，也可用超前钻头一次钻到井底，而后分次扩孔至基岩或井底。

超前钻头和扩孔钻头的直径一般已是固定的，但有的钻机（如bz—1钻机）可在一定范围内调整钻头的钻进尺寸。

这样就可以选择扩孔的直径和次数，选择的原则是在转盘和提吊系统能力允许的情况下，尽量减少扩孔次数，以缩短辅助时间。

2）泥浆洗井护壁钻井施工泥浆应采用水基化学泥浆，钻进过程中泥浆密度，粘度，失水量，泥皮厚度，ph值、含砂量，稳定性等参数，应根据钻进地层确定，通常密度为115到130克每立方厘米，粘度为18到30秒，失水量采用气压测量时不大于30毫升每30分钟，含砂量不大于3；ph值为75到85，泥皮厚度为10到20毫米，稳定性小于或等于0003，宜利用地层造浆满足钻井需求钻头破碎下来的岩屑必须及时用循环泥浆从工作面清除，使钻头上的刀具始终直接作用在未被破碎的岩石面上，提高钻进效率。

洗井即是钻进时利用连续流动的泥浆将破碎岩屑从钻井工作面清除的过程，洗井方式可采用正循环和反循环，钻井直径超过三米，已采用反循环洗井。

正循环和反循环的泥浆流速均应满足携带钻渣要求，反循环时最大钻渣粒径应小于排浆管过流断面的四分之三。

冲洗过钻井工作面的泥浆需要恢复其性能参数称为泥浆净化，目前多采用单级净化方式，净化方法包括重力、机械和化学方法。

泥浆的另一个重要作用就是护壁。

护壁的作用，一方面是借助泥浆的液柱压力平衡低压，另一方面是在井帮上形成泥皮，堵塞裂隙，防止片帮。

为了利用泥浆有效的洗井护壁，要求泥浆有较好的稳定性，不易沉淀。

泥浆的失水量要比较小，能够形成薄而坚韧的泥皮。

泥浆的粘度在满足排渣要求的条件下，要具有较好的流动性和便于净化。

停钻时间较长时应每隔2到3天进行一次泥浆循环，以防止泥浆沉淀。

钻进漏失地层前应储备备用泥浆和堵漏剂。

3）井壁预制与下沉钻井井壁的结构形式包括钢筋混凝土井壁和钢板混凝土复合井壁，钢板混凝土复合井壁有单层和双层两种。

井壁结构应考虑竖向附加力的影响，根据地质条件宜在井筒的适当位置设置可缩井壁。

地面预制井壁吊运，使得混凝土强度不应低于设计强度的70，且不得小于25兆帕。

钻井井壁悬浮下沉是根据井壁在泥浆中的悬浮平衡条件进行的，下沉过程中井壁不断接长。

由于浮力大于井壁的重量，必须向井壁内灌注配重水，并把原井筒内和下沉井壁等体积的泥浆排掉，使井壁逐步下沉，控制加入配重水的速度和数量，就可控制井壁下沉的速度和深度。

井壁下沉时，井壁上沿应高出泥浆浆面15米以上，同时要及时排除泥浆，以免泥浆外溢和沉淀。

预制井壁的连接间隙不得大于40毫米，且应在井壁法兰盘连接，焊接完成后进行节间充填注浆，浆液凝固后单轴抗压强度不应小于25帕，浆液的结石率应大于95。

井壁下沉即将触底时，应及时采用无水段悬挂垂线方式，从垂线方向向井筒中心线方位扶正井筒，井筒扶正后宜采用超声波测井仪测量有水段井筒偏斜率。

4）壁后充填固井壁后充填固井是通过充填管道向井壁外侧与钻井井帮之间的环形空间注入相对密度大于泥浆的充填材料，并自下而上的将泥浆置换出来，充填材料凝固后，起固结井壁和封水的作用。

壁后充填固井方法包括井壁加压外管充填、井壁漂浮外管充填和井壁漂浮内管充填方法。