前言

中国拥有巨大的水能资源蕴藏量。据统计，我国水能资源总蕴藏量为676GW，可开发的水能资源为378GW，其中，68％分布在西南地区。截至2015年年底，全国水电累计装机3.19亿kW，居世界第一。据统计，已建成单站装机在100万kW以上的大型水电站50余座，它们主要集中在中国的西南地区，尤其是四川省、云南省等地，地质环境复杂。伴随着水电工程建设所取得的成就，我国水利水电行业的工程地质勘测技术水平也得到很大的提高，特别是在过河（江）勘探技术手段上取得了长足的进步。例如过河（江）平洞勘探方法已经被双向成对跨江大顶角斜孔钻探技术取代，成为探明顺河断层特征的新技术。以往，过河（江）平洞是在河床地质条件复杂，特别是可能存在大的顺河断层的情况下所采用的一种极端的勘察方法。据统计，国内曾经采用过河平洞或河底竖井的坝址共有14座，大多数都是20世纪70年代以前实施的。近30年来，采用这种勘探方法的仅有黄河大柳树水利枢纽、红水河龙滩水电站、金沙江溪洛渡水电站和向家坝水电站等4个工程。从现在的工程经验和勘探技术水平出发，过河（江）平洞这一勘探方法已经很少采用。一方面的原因是，它勘探周期长、资金投入大、施工安全风险高，已经不适应现今水利水电开发水平；另一方面的原因是，利用双向成对跨江大顶角斜孔钻探技术可以查明顺河断层的分布特征，为工程设计提供可靠的地质依据。例如雅砻江官地水电站就是利用两岸向河床交汇斜孔查明重力坝坝基无顺河断层分布的；缅甸伊洛瓦底江上游流域某水电站工程，针对顺河分布的倾角为75°～85°、宽度为13～42m的断层带物质，应用顶角55°、孔深252m的双向成对跨江斜孔钻进技术，查清了顺河断层工程性状，在水利水电工程跨江勘探技术应用上具有里程碑意义，受到国内外好评与关注。

为了总结双向成对跨江大顶角斜孔钻探技术在水利水电工程中的应用实践，在长江岩土工程总公司（武汉）、中国地质大学（武汉）、中国地质科学院地球深部探测中心及长江勘测规划设计有限责任公司的大力支持下撰写了本书。

全书共分9章：第1章简要回顾了国内外跨江勘探技术应用现状、存在的问题以及发展方向；第2章介绍了斜孔钻进关键基础理论；第3章介绍了大顶角超深斜孔钻探工艺，包括钻孔结构设计、钻进工艺方法、复杂地层钻探泥浆技术、孔内事故的预防与处理等；第4章介绍了大顶角超深斜孔钻探装备及机具，包括钻机及辅助设备、钻塔、钻杆柱和钻具组合技术等；第5章介绍了大顶角超深斜孔轨迹控制技术，包括国内外定向钻进技术现状、钻孔轨迹设计与控制原理、测斜定向仪器和随钻测量技术、定向钻具结构和工作原理、双向成对跨江斜孔轨迹控制等；第6章介绍了大顶角超深斜孔取芯技术，包括岩芯采取基本要求、岩芯卡取方法、单双岩芯管钻具、斜孔绳索取芯技术、复杂地层原状取芯技术等；第7章介绍了轻便式气囊隔离随钻压水试验器，包括研制背景、随钻压水试验器结构设计和关键技术、随钻压水试验器的应用案例等；第8章介绍了大顶角超深斜孔孔内测试，包括压水试验、声波测试、钻孔全景图像检测、钻孔径向加压法试验、自然γ测井、有害气体测试、放射性测试等；第9章介绍了双向成对跨江大顶角超深斜孔钻探技术应用实例，以某水电站工程为例，重点介绍了斜孔的布置与钻探技术难点、钻孔结构设计、钻具、泥浆、定向、组织管理和技术经济分析等。

全书由孙云志组织编写。具体编写分工为：第1章由孙云志、陆洪智执笔；第2章由胡郁乐、肖冬顺执笔；第3章由胡郁乐、曾立新执笔；第4章由胡郁乐、蒋国盛执笔；第5章肖冬顺、陆洪智、卢春华执笔；第6章由曾立新、卢春华、胡郁乐执笔；第7章由肖冬顺执笔；第8章由邓争荣、雷世兵执笔；第9章由邓争荣、雷世兵、曾立新、马明执笔。全书由孙云志、蒋国盛统稿。

由于水平所限，时间仓促，书中不妥或错误之处难免，恳请读者批评指正。

作者

2018年10月