超大口徑污水處理井

　　上海超大口徑井的發(fā)展是與深井曝氣污水處理技術的研究開發(fā)成功聯(lián)系在一起的。深井曝氣處理污水工藝的主體設備是埋在地下50～100米、直徑為1～6米的槽體。直徑3米以內的槽體均為鋼質。需要先鉆鑿一大于槽體外徑40厘米左右的鉆孔，將槽體沉入孔內。利用設備輕便的工程鉆機開鑿超大口徑井可以大大節(jié)省成本。這里指的超大口徑井指的是利用工程鉆機開鑿孔徑在1米以上的鉆孔。

　　1983年，上海市環(huán)境保護科學研究所（簡稱上海環(huán)保所）與上海啤酒廠協(xié)作用深曝處理啤酒廢水，北京市政設計院研究所與東北制藥廠協(xié)作用深曝處理制藥廢水均通過中試鑒定，特別是上海環(huán)保所研究成功的氣提循環(huán)式深層曝氣污水處理工藝更具獨創(chuàng)性。工藝成功了，要用比較低的費用，開鑿一米以上的孔，下入直徑大，80～100米長的槽體，難度很大。為將研究成果投產見效，上海勘察院與上海環(huán)保所合作，首先確定在上海益民食品一廠南翔車間，研究開鑿一只孔徑1.2米、深85米的鉆孔，下入外徑0.97米的槽體。由于鉆機扭矩不夠，采用降低鉆機轉速，控制給進速度，多級鉆擴方法來解決。鉆頭設計是關鍵，特別是最后一級鉆頭，原把翼片焊在直徑114毫米的鉆桿上，由于翼片長，彎矩大，鉆進時翼片易斷。后改用大口徑的芯子，焊上3個帶支撐翼片，使其抗彎能力加強，鉆進獲得成功。為克服安裝槽體時的浮力，槽內注入泥漿，減小槽內外液面差，使槽體順利安裝就位。

　　上海明膠廠青浦嵩山分廠曝氣槽外徑達1.7米，加上混凝土保護層外徑達1.78米，長101米，于1988年1月安裝就位。上海勘察院承擔了鉆孔開鑿和槽體安裝任務，開鑿鉆孔孔徑2.0米，深101米。采用紅星400型鉆機2～3臺，與BW��850泵并聯(lián)，正循環(huán)兩級鉆擴成孔，自行設計了大直徑翼片鉆頭。超大口徑井的鉆進，采用正循環(huán)鉆進最大的難題是泥漿上返速度小，大大小于規(guī)定的允許值，理論計算只有0.005～0.007米/秒，施工中采用加大泥漿流量，控制鉆速，長時間沖孔和提高泥漿密度等辦法，取得成功。采取上述措施后，在常州253廠孔徑2.5米、深43米的鉆孔中，采用正循環(huán)鉆進也取得成功。

　　1991年5月，上海勘察院承接了常州制藥廠槽體外徑2.9米的深層曝氣井施工任務，原槽體長100米，后改為77米和49.79米兩個，采用上海探礦機械廠GPS-30型工程鉆機，孔徑3.2米，泵吸和氣舉反循環(huán)兩級鉆擴和一次成孔。常州制藥廠曝氣槽采用新型防腐劑涂料代替很厚的鋼筋水泥保護層，巨大的槽體在下沉過程中失穩(wěn)，圓形槽體被槽體內外的水頭差壓成“∞”字形，通過這次事故，從理論到實踐上，認識了鋼質槽體承壓和穩(wěn)定機制，以及在下沉、試壓和生產運行過程中控制“失穩(wěn)”所應采取的技術措施，使超大口徑井的成孔和槽體安裝技術進入更成熟的階段。上海勘察院應道宣撰寫的《深井曝氣工程施工技術》，在1994年第七屆全國探礦工程學術會議上被評為國內領先水平。

　　松散層中超大口徑井的成孔技術，也應用于大直徑鉆孔灌注樁施工。超大口徑在堅硬巖石中的成孔技術，應用于鉆孔灌注樁作為支承樁的成孔施工。1993年，上海勘察院在承擔珠海大橋部分嵌巖樁的施工任務時，設計了直徑2.2米組合式滾刀鉆頭，在花崗巖中進入微風化層成孔40多個，取得成功，填補了上海在堅硬巖石中利用工程鉆機進行超大口徑成孔技術的空白。

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