岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实际应用研究

2021-11-24牛振

商品与质量 2021年25期

牛振

安徽建筑大学勘测设计研究院有限公司安徽合肥 230000

1 钻探工具的选择

1.1 钻杆的选择

为了全面保证钻探施工得以科学、有序地开展，在对钻杆进行选择时，通常需要检查钻杆轴线，需保证钻杆挺直没有弯曲的情况，使得作业过程中出现的误差可以控制在一定范围内。另外，岩土层中难免会有硬层，所以，为了避免发生钻杆折断的问题，通常需要准备两套钻杆，且钻杆杆径分别为42mm和50mm，用于软层和硬层的不同钻进作业。

1.2 钻头的选择

一般在岩土工程钻探施工过程中，比较常用的钻头有螺旋钻具和硬质合金取心钻具两种。所以，通常需要根据钻进方法，选择与之相适应的钻头来实施具体作业。

2 岩溶地区岩土勘察钻探技术

2.1 泥球护壁结合套管技术

其技术原理在于工作人员通过操控一定的设备，向钻孔内填充湿黏土球，在填充过程中，钻具来回运动，将土球压实，浆液填充岩溶裂缝。这种处理方式使土球在外力作用下，逐步进入岩溶缝隙的内部形成一层泥浆；泥浆形成后，工作人员需要对泥浆进行检视，一旦出现部分孔隙未被泥浆覆盖的情况，应及时进行反馈，进行二次填充处理。确保泥浆完全形成后，工作人员使用钻具对缝隙进行扫孔处理，让泥球能够深入孔隙内部，经过多次反复扫孔处理，最终在孔隙外部形成泥壁，达到裂缝回填的目的。泥球护壁结合套管技术能够在较短的时间内，快速掌握裂缝发育情况，并且在多次填充的过程中，工作人员可以根据填充的体量、次数，评估岩溶地区裂缝漏浆的基本情况，为后续岩溶地区的开发提供了数据参考，明确了开发环节中岩溶裂缝处理的基本要求。考虑到泥球护壁结合套管技术的应用场景，工作人员需要认真做好黏土配备工作，在配备环节，应确保黏土的塑性与黏结性较大，并具有较强的耐冲洗能力，只有这样才能够充分完成填充任务，实现对岩溶地区裂缝发育情况、可填充性的准确评估。

2.2 多层套管护壁技术

多层套管护壁技术作为现阶段成熟的岩土勘察钻探技术手段，其主要通过跟管钻进的方式，降低钻探勘察的难度。具体来看，工作人员首先使用小径超前钻进的方式，在短时间内，扩大钻探半径，完成小径超前钻进任务后，通过大径扩孔的方式，扩大钻孔的尺寸，多层套管护壁技术通过多次变径，能够降低钻进的难度，并且准确记录钻进过程中各个地质结果的基本数据，帮助工作人员更加全面、系统地掌握有关情况。在多层套管护壁技术应用过程中，为保证钻探勘察的有效性，工作人员需要提前进入施工区域，分析勘察区域的岩土地质数据，准确掌握钻探的深度，并借助过往经验，对钻进深度范围内可能存在的溶洞数量做好估算；根据估算结果，工作人员可以针对性地进行套管程序的设置，提升整个多层套管护壁技术应用的针对性。在多层套管护壁技术的应用过程中，工作人员需要使用直径为75mm的金刚石单动双管设备进行钻探，当遭遇溶洞地质时，工作人员提取钻探设备，抽取岩芯，然后换用直径为146mm的合金钻具，继续进行扩孔操作，当到达溶洞底部后，使用直径为146mm的岩芯管作为二级套管，并将其预留在钻孔内，完成上述换装后，采用跨级换径的方式，继续进行相关工业，从以往施工经验来看，这种处理方式，操作难度低，能够有效防范钻具卡顿等故障的发生。

3 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用策略

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。