岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用探讨

闫韦

（江苏省核工业二七二地质大队，江苏 南京 211102）

我国很多岩土工程所在区域都位于岩溶地区，而在这种区域进行施工时，会存在很多不可测因素，有的时候，因为施工人员对于岩溶的认识并不足，导致在进行勘察钻探的时候动作不熟练，从而降低勘察钻探质量和效率，而岩土工程也会时常发生安全事故，因此，还必须加强勘察钻探技术的合理使用。

1 岩溶地区岩土工程勘察钻探的特征

很多岩土工程都是位于岩溶地区，其地质条件不仅比较坚硬，也比较复杂特殊，这使得在对岩土工程进行勘察钻探时难度系数较大，因此，在进行勘察钻探的时候，要得到技术的支持，否则，勘察钻探工作很难进行下去。之所以会对岩溶地区的岩土工程进行勘察，最主要的原因就是，对岩溶地区的岩溶化发规律进行了解，充分了解岩溶地区的分布规律和密度以及规模，从而提高岩土工程的可行性和可建设性。对于岩土工程来说，其所在位置是否合适，与地质条件有着直接的关系，而勘察钻探工作则可以帮助施工单位更加了解地质条件，看岩土工程是否适合建设在该区域内。要想达到岩土工程勘察钻探的目的，光靠人为力量是无法实现的，还必须借助与时俱进设备、仪器、方法的帮助。技术人员需要和岩土工程的实际情况以及岩溶地区实际情况相结合，根据顺序展开勘察、分析，从而掌握到更多的地质数据，也可以从数据中分析得出岩溶地区对岩土工程的影响和危害等，便于施工单位快速做出决策。

2 岩溶地区岩土工程较为常用的勘察钻探技术

2.1 泥球护壁结合套管法

泥球护壁结合套管法在岩溶地区岩土工程勘察钻探中经常会使用到，其最大的作用就是可以对裂缝漏浆问题进行解决，而原理则是在孔中注入湿黏土球，再借助钻具的帮助在孔中不停地上下移动，从而对土球进行压实，使其和裂缝密切连接在一起，逐渐形成泥浆。

实现这一步后，施工人员就需转动钻具实施扫孔，从而让土球可以进入到孔壁中，起到保护孔壁和回填的作用。如果在泥球的制作上是使用黏土作为材料，那么，不但塑性要很大，还需保持较强的黏结性，只有这样，才能确保不会轻易被冲刷掉，才能达到使用目的。如果泥球的黏结性不强，那么，就会导致在后期运作中脱离孔，使得孔中的泥浆漏出来，勘察钻探工作很难继续。然而，因为岩溶地区的富水性很好，在进行钻探的时候需对水分进行稀释，否则，很难有效钻探，当泥浆的浓度会有所下降时，如果接着钻探反而会造成孔内泥浆再次渗透，但在钻探深度还没有达到时，可以对水分进行稀释，来解决漏浆问题。

2.2 多层套管护壁法

多层套管护壁法的使用就是通过跟管钻进的形式来进行的，先对小直径进行钻探，再对大直径进行钻探，多层套管护壁法的使用需要进行反复的变径，才能进行钻探。并且，在实际的勘察钻探过程中，使用这种方法进行，在正式展开勘察钻探之前，施工人员需对周围的环境非常了解，并确定一个钻探深度，还需对钻探深度内可能出现的溶洞个数有所预测，从而制定科学的勘察钻探计划。在这个过程中，需要注意的是，在实施开孔的时候，需在口径的地方留出一个位置，采用φ75米的金刚石单动双管进行钻探，当在遇到溶洞时，施工人员也应有快速的反应，需将钻具提起来，把岩芯取出来，换成中146毫米的合金钻具，将孔径进行扩大后再进行钻探，一直到溶洞底端为止，然后，再采用φ146毫米的芯管作为二级套管，将其放在钻孔里面，再换成小一径的金刚石单动双管继续钻探。多层套管护壁法的使用就是需要进行反复的换径，才能达到最终的勘察钻探目的。

3 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用策略

3.1 钻进岩溶地区

在对岩溶地区岩土工程进行勘察钻探的时候，施工人员需一边施工一边观察钻探进展，当发现问题存在时，就应停止钻探，分析问题导致的原因，在解决问题的基础上再次恢复钻探。并且，还要对进尺进行控制，把岩心提取出来进行分析，再把岩溶地区的实际情况记录下来，为之后的工作提供依据。在勘察钻探的时候还可能出现返浆情况，因此，在钻探时，需关注孔内是否出现了返浆现象，返浆之所以会出现，就是因为溶洞被破坏掉了，从而出现漏浆情况，当遇到这种现象时，施工人员就应在停止钻探后立刻修补。在对岩溶地区岩土工程进行勘察钻探的时候，最常使用到的方法就是金刚石单动双管回转钻进，然而，值得注意的是，无论是使用哪种方法在钻探过程中都需得到全面的保障，在开孔的时候，先选择孔径比较大的，而钻探时则要先选择孔径小的，再慢慢地扩大孔径，在扩径的时候再不断地改变套管类型，从而确保勘察钻探的有效性。如果在进行勘察钻探的时候发现了溶洞，那么，施工人员就可以在把孔径扩大后，更换新的岩芯管，将其作为二级套管，并将其放在钻孔里面，从而解决漏浆问题和钻探困难等问题。

3.2 软土层钻探

在对岩溶地区岩土工程进行勘察钻探时，无论是使用什么方法进行钻探，其进尺的速度都应较快，如果在遇到土洞的时候，难免会遇到掉钻情况，这也意味着，在不施压或者转动的情况下，只需要自己的力量就能够下落。通常情况下，淤泥并没有上面塑造性可言，质量也比较软，当施工在提钻后，孔洞可能会出现缩径现象，这种现象是正常的。而在这时候，二次下钻的深度不应比第一次多，如果孔洞里面的填充物较少，那么，孔洞中的空间相对而言就要大一些，在进行二次下钻的时候，则会使得孔位发生偏差，如果孔洞已经被填充物占满了，那么，钻探到这个位置时就会有很多水流出来，会导致孔洞塌陷，还会改变地下水的水位。因此，在对软土层进行钻探的时候，施工人员就需将钻具更换成为肋骨钻头，从而扩大直径，而为了出现塌陷现象，就需使用管套保护孔壁。

3.3 黏性土钻探技术的应用

在岩溶地区岩土工程早期勘察钻探时，就会发现是否存在黏土层，如果有黏土层，那么就可以使用锤击法来进行钻探，通常，黏土层都是比较薄的，为了可以对其进行准确的区分，在进行进尺时就可以稍微慢一点，且进尺的距离短一些，每次进尺的距离大约为两米，从而准确地将黏土层厚度以及深度计算出来，方便勘察钻探工作的有效进行。

3.4 砂卵石层钻探技术的应用

在对砂卵石层进行勘察钻探时，施工人员需根据砂卵石层的厚度选择勘察钻探技术，如果厚度比较小，就可以使用泥浆护壁回转钻探技术，将套管放在砂卵石层中，从而起到保护作用；若厚度比较大，则可以选择回转钻探技术。砂卵石层的含水量比较丰富，中间还有很多缝隙，在进行勘察钻探的时候，孔壁可能会出现一些坍塌现象，还会伴随漏水情况。所以，在进行勘察钻探时，就可以在孔洞里进一些黄土，起到保护孔壁的作用，以此预防孔壁发生塌陷和漏水现象。在完成这一举措后，若还会出现孔壁坍塌现象，那么，施工人员就可以把泥浆的浓度增加，或更换钻探套管来再次解决，在进行钻探的时候，要将钻探的距离控制在两米之内。除此之外，在砂卵石层打入套管的时候，会伴随卵石积压情况，套管会伴随着岩芯管转动而转动。

4 结语

很多岩土工程都是位于岩溶地区，其地质条件比较复杂特殊，在进行勘察钻探的时候，要应用适合的勘察钻探，才能达到岩土工程勘察钻探目的。在岩溶地区，岩土工程勘察钻探的过程中，应用了多种技术，其中使用比较频繁的就是泥球护壁结合套管法和多层套管护壁法，在对岩溶地区、软土层、黏性土以及砂卵石层进行勘察钻探时，就可以发挥出这两种技术的作用优势。