孔內鉆桿折斷斷頭隱匿事故的處理探討

【摘要】近三十年我國工程地質鉆探技術發展迅猛，鉆探技術、設備、施工工藝、施工方法不斷更新，鉆探孔孔內事故的處理方法、手段更加多樣，措施效果也越來越科學規范，然而在一線鉆探孔施工中在某些特殊孔段發生的鉆桿折斷斷頭隱匿事故，在采用了一系列常規處理手段（錐取、套取、鉤等）無效后，往往讓鉆探技術人員感到處理棘手，由于在這類事故中鉆桿折斷斷頭隱匿，打撈工具在孔內找不到事故斷頭，往往造成鉆探孔工作量報廢，給國家和施工單位造成經濟損失。

【關鍵詞】孔內鉆桿；折斷斷頭；處理

1.發生孔內鉆桿折斷斷頭隱匿事故的幾率最大的地區及原因

目前大隊及所屬工程公司承攬的工程業務遍布全國各地，相當多的工程項目都涉及到鉆探工程技術的應用，如：地下水勘探與機井鉆探、采空區勘察及治理核電、化工在臨海地區的工程勘察施工等。在這些地區施工發生孔內鉆桿折斷斷頭隱匿事故的幾率最大，其原因綜述如下：

1.1在地下水開發施工中大多數是在第四紀的卵礫石層、砂層或粘土層中進行鉆孔工作，這些地層給鉆探工程帶來的問題是坍塌、漏失、即使在基巖層中鉆進也多半是斷裂帶、溶洞或破碎帶，而目前地下水不采取部位一般為地下深部基巖裂隙水，它存賦于風化裂隙帶中，這些部位結構松散，裂隙發育，當鉆孔施工穿過這一地段后孔壁巖石失穩，易發生坍塌掉塊，極易在這一區域形成局部“大肚子”。

1.2在山西、遼寧等一些地下資源相對豐富地區在它們以不同形式開采后留下了大規模的采空坍陷區，國內通常采用全充填壓力注漿法對下伏采空區進行綜合治理，這些地區由于礦產資源被采空，在采空區沉降變形初步穩定后按其破壞程序大致分為三個不同的采動影響帶：即冒落帶、裂隙帶、沉降帶、由于在三帶的影響作用下使原巖結構完全破壞，鉆進至這一區域后坍塌掉塊范圍更為廣泛，而嚴重的坍塌掉塊現象使孔底沉渣堆積，鉆進時回轉阻力增大，鉆桿折斷事故更為多發，而在“三帶”中形成區域“大肚子”的范圍更大，如斷頭部位在這一區域時其下部斷頭極易隱匿于孔壁邊緣，使得一般的打撈方法難以取得效果。

由于孔內事故斷頭處在鉆孔嚴重超徑孔段，斷桿斷頭位置隱匿于“大肚子”區域孔壁邊緣，一般的事故處理工具無法在孔內接觸到孔內事故斷頭，根據該類事故鉆孔結構，工藝和特點，在不斷摸索、改進、研究實驗的情況下成功制作了螺旋打撈器（見圖一）。在應用中取得了良好效果。

該打撈工具采用與事故孔段同徑巖心管切割制作而成，（我隊采用地質系統水文地質，巖心管及鉛配合系列，如Φ91孔徑鉆孔采用Φ89巖心管，Φ130孔徑鉆孔采用Φ127巖心管），巖心管長度一般取3—3.5m，巖心管下部切割成螺旋狀，螺旋切割寬度應大于孔內事故鉆桿外徑3cm以上（大隊工程施工一般使用Φ42，Φ50鉆桿），保留部分螺旋寬度不小于8cm，以保證螺旋部分具有一定強度和韌性，螺旋切割總長度一般為80cm左右，切割時應注意螺旋旋向應于上部巖心管接頭及鉆桿為同一旋向，一般為正絲即順時針方向，巖心管接頭下部連接有鉆桿公錐，上部連接下孔處理事故鉆桿。

2.使用該螺旋打撈器具體處理事項

2.1根據孔內鉆桿折斷時機上余尺孔內鉆桿情況計算出事故鉆桿斷頭在孔內的相應位置深度，丈量打撈器長度配置好下孔鉆桿并計算出觸碰孔內事故斷頭的相應鉆桿數。

2.2通過鉆桿連接下入孔內螺旋打撈器，通過計算當打撈器離事故斷頭上方30—50cm時合上主動鉆桿開啟泥漿泵孔內泥漿循環排出孔內沉渣，慢慢下放螺旋處理器，由于斷頭隱匿在“大肚子”孔壁邊緣，螺旋處理器雖不能罩住事故斷頭，但斷頭下部鉆桿會與螺旋處理器接觸，通過旋時針緩緩轉動使得斷頭下部鉆桿通過螺旋打撈器螺旋槽被導入巖心管內，如遇人工轉動阻力較大時可晃車輕壓慢轉使孔內事故斷頭被螺旋導引進入螺旋打撈器巖心管內，當事故斷頭進入巖心管接頭下部連接云錐后，正常錐取上事故斷頭一并提出孔內即可。

該事故處理具螺旋打撈器在復雜地層鉆桿折斷斷頭隱匿事故處理中由于其具有螺旋導入功能且制作簡便處理效果顯著，具有實用價值。

3.結束語

綜上所述，斷桿隱匿事故處理較復雜，排除地質條件因素外，處理效果還受到斷桿事故發生時操作人員的影響，如事故發生時發現不及時，機上余尺不清就不能準確判斷斷頭下部位置，采用電流導通法判定孔內鉆桿斷頭位置，是我們下一步研究的方向，通過有效的策略才能保證復雜事故處理成功。

4.參考文獻

[1]屠后澤《水文水井鉆探及工程鉆探》中國地質大學出版社。

[2]《高速公路采空區（空洞）勘察設計與施工治理手冊》人民交通出版社。