浅探深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理

（黑龙江省水利第五工程处，黑龙江 绥化 152400）

1 概述

深孔帷幕灌浆的质量好坏关系到大坝基地的设计是否安全。因为各种原因的综合结果往往会使钻孔的方向与设计施工之前预测的方向偏离开来。当然，众所周知，如果钻孔的方向与设计施工前预测设计的方向偏离度不大的话，可以完全忽略其影响，但是如果偏离度过大的话，将会产生很重要的影响，比如会引起事故的发生，工程的质量不符合既定的标准，效率低下；如果更为严重的偏离的话，将会造成连续帷幕现象，使得其灌浆质量大大下降，不可以满足设计前对灌浆的要求，使灌浆生产地升本大大提高。因此，我们要熟练掌握钻孔技术，在施工前对钻孔的偏斜度进行精致的测量，在施工时严格运用娴熟的技术对钻孔方向进行控制，使之在可以允许的范围之内。及此，本文将通过实际操作经验，结合实际情况对孔斜的成因提出解决方案并合理进行解决。

2 对孔斜产生的原因进行分析

由于孔斜钻孔事故产生的愿意多种多样，所以不同的情况要进行不同的分析，但是这些情况可以全部归结为由于地质的条件不良和技术不成熟以及使用方法不对等引起。孔径是在物体表面上孔的直径。是指多孔固体中孔道的形状和大小。孔其实是极不规则的，通常把它视作圆柱形而已其半径来表示孔的大小。孔径分布常与吸附剂的吸附能力和催化剂的活性有关。孔半径在十纳米以下的孔径分布可用气体吸附法测定，部分中孔和大孔的孔径分布可用压泵法测定。

2.1 地质的条件不良

由于地质方面所造成的条件不恰当所用一般问题出现在钻孔岩石的性质上，一般为：

2.1.1 在钻进松散的覆盖层时，要观察覆盖层的厚薄程度，覆盖层薄的话可以放心进行钻进，但是如果遇上较厚的覆盖层，则在钻进时比较容易改变其方向。究其原因，主要是由于覆盖层的不确定性，活动性很强，钻出孔径较大，不能形成较强的控制，也不可以保证钻进的方向。

2.1.2 因为钻头在钻进时土质的软硬是不同的，所以在钻进有一定倾斜度的岩石时，会产生不同的速度以致改变钻进的方向。

2.1.3 厚度较大的岩层中由于钻进时孔径很大，在钻进时不受控制，再有就是那些破碎严重的岩层，在钻进时如果遇到土质很硬的时候也会改变方向。

2.1.4 最容易造成钻孔的偏斜现象的就是当钻进沙栾石层中。由于石头会对钻头作用产生阻力，并且阻力的大小和方向不均衡，改变方向。

2.1.5 在空洞遇到腐蚀时，出现大断裂时也会出现钻孔偏离设计方向的情形发生。

2.2 不合时宜的技术条件

因为运用不恰当的技术实施偏离的措施造成的偏离现象主要通过以下形式进行表现：

2.2.1 在钻孔进行钻进的过程中，如果钻孔和立轴并不在一条线上的话，就会使钻孔产生偏离。

2.2.2 使用了弯曲的钻具或过短的岩心管。岩心管、钻杆等的弯曲，都会使钻具连接后不正，从而影响钻进的方向。使用过短的岩心管，在孔内歪斜时，比长岩心管的歪斜度更大，产生的孔斜度也更为严重。

2.2.3 在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中，因为孔壁各部硬度不一，孔径大小也不一致，换径后的钻头很难保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进。

2.3 使用不恰当的操作方法

一般来讲，造成钻孔偏离现象最直接的原因就是因为使用了不恰当的操作方法。

2.3.1 压力过大，在钻孔钻进时由于受到了很大的压力作用，致使钻杆在多个地方发生严重弯曲的现象，由其不同的地质条件也会产生不同的影响，不好的地质会使钻孔偏离加大。

2.3.2 由于使用了磨损度过大的材质进行钻进时，往往会因为在切入时出现情况，及其不稳定，使得钻头钻进的方向改变了。

2.3.3 排量过大的冲洗液的作用。当钻孔进入比较容易坍塌的岩层时，并且高压力作用，会造成孔壁的严重破坏。钻杆过大不好控制也容易造成偏离现象。

3 孔斜将影响孔内造成事故发生

孔斜如果产生严重的偏离的话，将会造成连续帷幕现象，使得其灌浆质量大大下降，不可以满足设计前对灌浆的要求，使灌浆生产地升本大大提高。

3.1 孔斜造成的危害是很重大的，孔斜会加剧孔壁坍塌、掉块、岩层错动等地质因素所易造成的孔内埋钻、卡钻挤夹等事故在松软、破碎的岩层中钻孔，不采取有效的护壁措施，就有可能产生孔壁坍塌，造成钻具的埋挤、陷埋事故。

如果钻孔在上述部位发生了较为严重的偏斜，会很容易产生孔壁坍塌、掉块、岩层错动，使原有地层的活动性增加，稳定性减弱，影响范围也相应扩大，使孔内埋钻、卡钻、挤夹事故发生的频率增加。

3.2 钻具折断事故的机率增加

钻孔是用钻头在实体材料上加工出孔的操作。这里讲述了勘探工作里的钻孔工作，以及钻孔需要的辅助工具以及部分应急措施方法。如果钻孔产生的偏离比较严重，在钻具通过孔壁岩石摩擦的巨大作用下，产生严重的磨损现象。钻具，顾名思义，是凿洞、钻孔等与之相关使用的工具。为专门目的而配备的装备、仪器和机械。如：深井钻具，石油钻具等。钻塔及为钻孔和日后抽油所必要的机房和其它全套设备。是一种为其他类钻孔用的类似的装置。当进行钻进时会产生较大阻力，并且阻力的产生体现在同一接触面上，增加了对钻具这段的概率。

3.3 在偏斜度较大的钻孔内，发生钻具折断事故后会影响事故的正常处理，增加其处理的复杂性。

4 预防孔斜的措施

4.1 钻机的安装要水平牢固，立轴中心与钻孔中心应在同一条垂直线上，并按要求的孔向对准孔位开孔，以使钻进中不摆不晃。

4.2 孔口管必须牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，立轴钻杆不能太长，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大。

4.3 使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻具或有磨损较严重的立轴导管时，应及时更换。在浅孔钻进阶段，一般情况下，使用的岩心管长度较大一些为宜。

4.4 孔较深以后，即开始需要从地面减压钻进时，特别要注意钻压的调整，同时要注意提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上。

4.5 钻进中，当岩石换层时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控制。

4.6 钻进中，应勤检查钻机有无移动，立轴钻进的方向有无变化，发现问题应及时纠正。

4.7 为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经验。在深孔帷幕的钻孔中，应对孔斜及时测量，及时准确地掌握钻孔的偏斜情况，以利于及时处理。

[1]王洪庚，程水盛.谈深孔帷幕灌浆孔斜成因和处理[J].江西水利科技，2008.

[2]孙建军.深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理[J].中国农村水利水电，2009.