巖土工程勘察中鉆探工藝的選取

李螢

（湖南求實項目管理有限公司 湖南永州 425000）

巖土工程勘察中鉆探工藝的選取

李螢

（湖南求實項目管理有限公司 湖南永州 425000）

在巖土工程勘察鉆探施工中，如果土層性質不同，則需要根據實際情況采用不同的鉆探工藝。對此，本文首先對鉆探設備和工藝進行了介紹，然后對不同地層的鉆探工藝進行了分析，并以巖溶地區巖土工程勘察為實例，詳細探究了鉆探工藝的選取方法。

巖土工程；鉆探；選取

1 引言

我國土地面積廣博，地質條件復雜，在工程建設前，首先需要通過巖土工程勘察了解施工現場的地質情況，從而保障后期工程建設的順利實施，提高工程建設經濟效益。因此，對巖土工程不同地層，必須采取不同的鉆探工藝。

2 巖土工程鉆探設備及工藝

2.1 鉆探設備

在巖土工程勘察過程中，所使用的所有設備統稱為鉆探設備，具體包括鉆機、鉆探泵、空氣壓縮機、動力設備等等。鉆探設備裝載形式有兩種，即整體式和組合式，整體式還可以被分為固定式、托引式和自行式。除此以外，根據鉆探設備的使用功能，還可以對其進行進一步分類。在巖土工程勘察中，主要是采用巖芯的鉆探設備以及取樣設備提取土層樣本，然后再進行分析研究，從而掌握地質資料。

2.2 鉆進方法

在巖土工程勘察中，所有的鉆進施工方法都可以被稱為鉆進方法。在實際勘察施工中，有很多鉆進方法可供選擇，但是無論采用何種鉆進工藝，都必須結合實際情況選擇最適宜的鉆進方法，這樣才能獲得較好的施工效果。

3 不同地層的鉆探工藝

3.1 粘性土層

粘性涂層有兩種，即軟弱粘性土層和可塑偏軟粘性土層，由于地下水位以上土層強度較弱，因此，可以采用長螺旋鉆進方法，而地下水位以下孔深較深，則可以使用沖擊同轉鉆進方法，如果孔深較淺，則可以使用套管螺旋鉆方法。對長螺旋鉆進方法和沖擊同轉鉆進方法進行詳細分析如下：

（1）在軟弱粘性涂層中，長螺旋鉆的應用優勢十分明顯，在實際鉆進施工中不僅不需要使用循環液，而且鉆進效率較高，而且通過鉆進取出的巖芯能夠較好的保持地層的天然結構特征。

（2）沖擊同轉鉆進在實際應用中，首先需要設計泥漿配合比，在確保符合護壁要求的基礎上減少水泵流量，如果有實際需要，則還可以采用干孔卡取法取得巖芯或者使用雙動雙管取心鉆具或者巖芯，其在巖芯鉆取方面應用優勢明顯。

3.2 砂層

在巖土工程勘察中，砂層鉆探工藝與砂粒粒徑有很大的關聯，而且在鉆進施工中，很容易受到地下水的影響。如果巖土工程地質環境中的主要組成為粉細砂，則可以采用螺旋鉆進方法，在鉆進過程中，如果需要深入鉆進，則可以采用小直徑螺旋鉆進行施工。在回次終了前，應該使用泥漿對鉆孔進行清洗，將粉細砂帶入泥漿池中，然后再停泵，這樣有利于減少事故發生率。停泵后，還應該持續干鉆0.4m左右，在此過程中，必須保證巖芯不會發生掉落的問題。如果巖土工程地質主要組成是粗砂或者礫沙，則可以采用品字形硬質合金鉆頭進行鉆進，在鉆進施工中，應該以低轉速、灌漿泵吸反循環的方式進行鉆進。

3.3 卵石層

在對卵石層進行鉆進施工時，有很多因素會影響實際施工效果，因此，必須綜合考慮地層要求選擇鉆進工藝。如果地層厚度較小，則可以先采用泥漿護壁回轉，然后再進行鉆進；如果地層厚度較大，則應該先使用跟管鉆具，然后再進行鉆進。

3.4 巖溶石灰巖鉆進技術

在對巖溶石灰巖進行鉆進過程中，主要任務是明確巖溶的發育規律、規模、填充物情況等等。如果巖溶有裂縫，已經產生漏漿的問題，則可以向孔內回填濕粘土球，然后使用鉆進對孔內進行擠壓，將粘土球擠壓成泥漿，然后再將泥漿擠壓至孔壁，這樣能夠達到很好的護壁效果。粘土球的粘性較大，因此不容易被沖洗液沖走，有利于保障鉆探的順利實施。

4 工程實例

4.1 工程概況

擬建工程為高樓建筑群，建設場地內滿鋪一層地下室結構，建筑基礎型式為樁基礎形式。該工程位于灰巖分布區，對以往的建設施工進行調查研究發現，在灰巖分布區，有溶洞和土洞。對地層性質進行研究分析，地層中包括素填土（Q43）、含礫粉質粘土（Q31）、粉質粘土（Q32）、塘泥（Q44）、粉質粘土（Q31）和淤泥質粘土（Q42）。

對基巖的巖性特征進行研究，分析結果如下：在施工區域范圍內，基巖主要有泥質粉砂巖和寒武紀泥晶灰巖?；鶐r層的理面傾角比較平緩，綜合考慮巖石的類型以及風化程度，可以將其分為三個風化帶，具體特征如下所示：

（1）全風化泥質粉砂巖：呈紅褐色或者灰黃色，在長期風化作用下，原巖層結構已經受到嚴重破壞；

（2）強風化泥質粉砂巖：呈紅褐色或者灰黃色，母巖成份已強烈風化，巖層中夾有少量的中等風化巖塊；

（3）強風化泥晶灰巖：呈現青灰色，厚度較大，母巖成份已強烈風化，有方解石填充，巖層中夾有少量的中等風化巖塊。

在對巖土工程進行鉆進施工過程中，當鉆孔達到23m深度左右時，發現溶洞，溶洞深度達0.6m左右，層頂的高程在-9.6～19.3m之間。

4.2 巖溶發育基巖鉆探方案

在本次巖土工程勘察中，結合工程實際需要，選擇XY-1型鉆機。在鉆進施工準備期間，結合以往的施工經驗，還需要配備一些輔助工具，包括巖芯管、鉆頭、套管、膨潤土等等，另外，還需要準備一些打撈工具，在進入鉆探施工現場后，還需要準備一些粘性較大的粘土。在本次鉆探施工中，最大的難點是對于巖溶裂隙位置進行補漏以及對多層溶洞進行成孔施工，保障鉆進施工的順利進行。本次鉆進施工采用雙層巖芯管金剛石鉆頭，并使用泥漿護壁方法，這樣有利于保證巖體的完整性，從而提高巖溶鑒別準確性。

在鉆進施工過程中，如果遇到巖溶裂隙發育區，則會導致泥漿大量流失，最終產生漏漿問題，如果泥漿無法返回至孔口，就會造成鉆頭燒毀的問題，阻礙鉆進施工的正常進行。對于這一問題，可以采用以下方式解決：使用質量較好的膨潤土進行護壁，使用水泥漿進行護壁，在此過程中，應該盡量提高泥漿濃度，這樣才能達到較好的補漏施工效果。但是，在實際應用中，上述護壁施工方法的應用效果較差。

通過反復研究和嘗試，決定在孔內回填粘土塊，然后再使用鉆進對粘土進行震動擠壓，將粘土擠壓進巖溶裂隙位置，成為泥漿，然后再進行掃孔，將剩余的泥漿擠壓至孔壁位置，通過這種造漿方法能夠達到很好的護壁效果。在本次工程鉆進施工中，對于護壁的粘土，可以采用施工現場周邊的老粘土層，因為老粘土層的塑性較大，而且粘性較大，因此能夠達到很好的護壁效果，不容易發生二次滲漏的問題。

4.3 鉆探施工其他注意事項

（1）在鉆進施工開始前，首先需要結合實際情況編制好勘察綱要，確保內容的完整性，明確勘察方案和目標。另外，還需要對勘察工期和施工工序進行合理安排。勘察綱要編制完成后，還應該進行嚴格審核，確保其符合工程實際需要，然后再以勘察綱要為指導進行鉆進施工。

（2）如果在野外進行鉆探施工，則必須嚴格注意控制施工質量。在施工開始前，首先需要對施工機長進行職業教育培訓，并對現場施工管理人員進行監督。另外，還應該對鉆機進行質量檢查，確保其能夠正常投入使用。對于巖土樣本，應該及時鉆取，然后再根據相關要求進行封樣，并及時送至試驗室進行檢測，做好檢測記錄。

（3）對巖溶的實際分布情況以及規模形狀進行準確的揭露，項目負責人必須根據相關規定指導鉆機施工過程，現場技術人員要仔細觀察，并進行詳細記錄。

（4）對于巖土勘察所獲得的資料，應該進行仔細的整理，勘察報告必須符合國家規定的要求，所提數據必須保證準確，這樣才能反映出巖土工程地質實際情況。

5 結語

綜上所述，本文主要對幾種常見的鉆探施工工藝進行了分析。地質環境條件和成因是不同的，因此在巖土工程勘察中，所使用的鉆探工藝也是不同的。在鉆探過程中，必須結合地層特征選擇最符合實際需要的鉆探方案，這樣才能保障巖土工程勘察效果。

[1]陳 文.巖土工程勘察中鉆探工藝技術措施[J].現代商貿工業，2014，26（13）：179～180.

[2]張紹羽.試論巖土工程勘察中鉆探工藝的選擇[J].大科技，2014（01）：218～219.

[3]李茂柱.巖土工程勘察中鉆探工藝技術幾點建議[J].中國建材科技，2014（S2）：186.

TU195

A

1004-7344（2016）13-0188-02

2016-1-29

李 螢（1988-），男，本科，助理工程師，主要從事地質調查與礦產勘查工作。