工程地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故的處理及預(yù)防探討

文 / 范文典

一、概述

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)如火如荼，工程勘探是建設(shè)工程中必不可少的過程，工程地質(zhì)鉆探是查明建構(gòu)筑物地基及周邊深部巖層、構(gòu)造、地下水等地質(zhì)情況和其物理力學(xué)性質(zhì)最重要的勘探手段，大量的使用在工業(yè)與民用建筑工程、鐵路、公路、水利、航運(yùn)、地下工程、架空管線、地鐵等所有工程建設(shè)領(lǐng)域的工程勘探過程中。其相對(duì)簡便的勘探方法得到廣泛應(yīng)用。一般的工程鉆探隨著鉆探設(shè)備的不斷改進(jìn)，使用相對(duì)便捷化、使技術(shù)門檻降低，也為鉆探孔內(nèi)事故的多發(fā)提供了土壤。

二、鉆探孔內(nèi)事故的種類及產(chǎn)生的原因

在施鉆過程中，經(jīng)常出現(xiàn)的鉆探孔內(nèi)事故種類主要有：斷鉆、埋鉆、卡鉆、燒鉆、脫扣及跑管等事故。

（一）斷鉆

斷鉆事故就是在鉆探過程中，鉆桿突然在孔內(nèi)斷裂，無法繼續(xù)鉆進(jìn)的事故。分析斷鉆事故的發(fā)生原因主要是以下兩點(diǎn)：一是管材質(zhì)量不合格，購買的鉆桿不符合鉆探要求，使用中導(dǎo)致鉆桿在孔內(nèi)斷裂；二是沒有及時(shí)更換適用的鉆桿。鉆桿使用時(shí)間很長，磨損嚴(yán)重，材質(zhì)疲勞強(qiáng)度降低，施鉆中，鉆桿強(qiáng)度不能抵抗扭矩阻力，發(fā)生斷裂。

（二）埋鉆、卡鉆

鉆探過程中，孔壁坍塌掉塊或鉆孔底部沉渣太多巖屑裹住巖芯管，使鉆桿不能轉(zhuǎn)動(dòng)、提升的事故。其事故主要是地層破碎，孔壁坍塌、掉塊、孔外物件（如工具）掉入孔內(nèi)或由于孔內(nèi)膨脹巖土遇水縮徑嚴(yán)重埋卡巖芯管，以及鉆具置于孔底時(shí)間過長，巖屑過多沉淀裹牢巖芯管不轉(zhuǎn)動(dòng)和提升。

（三）燒鉆

鉆探過程中由于孔底沖洗液不足循環(huán)不暢，鉆頭切（磨）削巖層時(shí)產(chǎn)生高溫把鉆頭、巖芯與周邊巖層焊在一起，不能動(dòng)彈。這主要是施鉆人員操作不當(dāng)和沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)沖洗液循環(huán)不暢造成。

（四）脫扣及跑管

施鉆中鉆桿或巖芯管與鉆桿及鉆頭與巖芯管的連接絲扣脫開或斷開的事故。主要原因是鉆具材質(zhì)質(zhì)量不合格，絲扣加工不合格。

三、孔內(nèi)事故的處理

每一次孔內(nèi)事故的發(fā)生都對(duì)勘探工期影響很大，如果處理不好還會(huì)擴(kuò)大損失。事故既已發(fā)生就要正確的面對(duì)和處理好，把事故造成的損失降到最低。另外處理孔內(nèi)事故時(shí)，操作員的技術(shù)熟練，分工明確，配合默契，不得違規(guī)強(qiáng)行操作，嚴(yán)防“事故加事故”的發(fā)生。

1.各類孔內(nèi)事故發(fā)生后，首先考慮把鉆具從孔內(nèi)打撈出來，不同的事故種類，打撈方法選擇也不同。對(duì)斷鉆、脫扣和跑管事故，一般情況下首先采用矢錐打撈方法，根據(jù)提出部分的鉆具表現(xiàn)形態(tài)，判定下部鉆具斷脫部分形態(tài)和位置，然后選擇合適類型的矢錐打撈。如果打撈多次不成功，根據(jù)孔內(nèi)現(xiàn)實(shí)情況把下部鉆具通過重新鉆進(jìn)消滅或者重新開孔鉆探。

2.燒鉆、埋鉆、卡鉆事故的處理。首先采用提拉、吊竄的方法試著擺脫卡埋境地，升降機(jī)提拉時(shí)要逐級(jí)緩沖式加力強(qiáng)提，當(dāng)試幾次不行后，采用震錘方式，一般使用100公斤的錘向上吊打，產(chǎn)生震動(dòng)克服或消除鉆具周邊的擠壓力，使鉆具產(chǎn)生松動(dòng)解除事故。最后還可以通過千斤頂?shù)姆绞接矒埽绮僮鞑划?dāng)可能危害到人身安全，一般很少采用。

四、孔內(nèi)事故的預(yù)防

從以上鉆探孔內(nèi)常見事故及原因分析中我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然有些事故的發(fā)生表面有其客觀因素引起，偶發(fā)可能，但一深究，多是有人為因素的存在，因此，控制好人為因素，對(duì)預(yù)防孔內(nèi)事故的發(fā)生有很重要的意義。

1.斷鉆、脫扣、跑管事故。主要是管材材質(zhì)不合格、鉆桿使用中磨損嚴(yán)重，絲扣加工不合格引起。為此，我們?cè)诓少忋@機(jī)管材時(shí)必須嚴(yán)格把關(guān)，必須采購有資質(zhì)、質(zhì)量過關(guān)廠家的產(chǎn)品，認(rèn)真核對(duì)管材檢驗(yàn)資料等。另外，對(duì)使用的管材進(jìn)行登記管理，控制使用時(shí)間較長及疲勞過度的管材，重要的控制性和基巖、卵礫層鉆孔避免在深部使用。當(dāng)孔內(nèi)進(jìn)尺困難時(shí)，需提鉆檢查孔內(nèi)鉆具，分析原因，嚴(yán)禁強(qiáng)行鉆進(jìn)。

2.埋鉆、卡鉆事故。主要是因?yàn)榈刭|(zhì)條件復(fù)雜，地層破碎和孔內(nèi)縮徑嚴(yán)重等原因產(chǎn)生。

（1）鉆探前要收集了解鉆探地層及周邊地質(zhì)情況，對(duì)巖層完整情況進(jìn)行初步了解，對(duì)鉆探過程提前策劃，并對(duì)施鉆人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

（2）施鉆前一定要對(duì)施鉆人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和考核，提高施鉆人員的施鉆技術(shù)水平。培訓(xùn)中特別要進(jìn)行案例培訓(xùn)，用生動(dòng)的案例提示施鉆人員在鉆進(jìn)過程中，遇到那類情況時(shí)應(yīng)采取的處理方案。

（3）鉆進(jìn)過程中，如遇破碎巖層或松散卵礫石層時(shí)，必須做好孔內(nèi)護(hù)壁工作，當(dāng)深度淺時(shí)，可以采用套管護(hù)壁，深度較大時(shí)，一定要合理的調(diào)配好泥漿，以達(dá)到保護(hù)孔壁，順利鉆進(jìn)的目的。

（4）孔內(nèi)巖層破碎地段容易出現(xiàn)嚴(yán)重漏水現(xiàn)象、造成鉆孔內(nèi)液面突然下降而引起孔壁坍塌，發(fā)生埋鉆和卡鉆事故。因此，當(dāng)鉆孔通過了破碎巖層地段，一定要小進(jìn)尺鉆進(jìn)，加強(qiáng)護(hù)壁措施，以保證破碎巖層或松散層地段不塌孔。

（5）操鉆過程中，工具擺放有序，工具使用中完后必須歸位擺好，嚴(yán)禁隨手亂放，避免工具掉入孔內(nèi)引起卡鉆事故。

（6）注意觀察泥漿沖洗液的循環(huán)是否流暢，巖屑出孔的量是否正常。循環(huán)入孔的泥漿一定要過濾，不使攜帶大量沉渣的泥漿再入孔內(nèi)。

3.燒鉆事故。筆者認(rèn)為完全是由于操作人員責(zé)任心不夠，沒有按施鉆操作要求造成的人為事故。因此，鉆機(jī)進(jìn)入工地前必須加強(qiáng)對(duì)施鉆人員的培訓(xùn)和技術(shù)交底，加強(qiáng)鉆探期間的監(jiān)管檢查，對(duì)事故苗頭絕不放過。

五、結(jié)束語

以上是筆者從事鉆探工作幾十年來的切身體會(huì)，絕大部分的鉆探孔內(nèi)事故的發(fā)生無不與人為因素有關(guān)。特別是由于鉆探技術(shù)的普及，技術(shù)門檻降低很多，大批農(nóng)民工涌入，文化層次偏低的現(xiàn)狀，增加了鉆探孔內(nèi)事故的概率。因此，加強(qiáng)鉆探行業(yè)農(nóng)民工崗前培訓(xùn)，崗上技術(shù)指導(dǎo)和再培訓(xùn)，施鉆前鉆探技術(shù)交底，鉆中監(jiān)管檢查，對(duì)出現(xiàn)問題的苗頭立即整頓再培訓(xùn)，經(jīng)過多輪次培訓(xùn)，穩(wěn)定住施鉆人員，可以提高施鉆人員的技能水平和減少直至消滅孔內(nèi)事故的發(fā)生。

消除鉆探孔內(nèi)事故是鉆探人一直不歇的努力。特別是當(dāng)一些孔深很深的情況下，處理孔內(nèi)事故的時(shí)間和成本都非常大，處理不當(dāng)還會(huì)給人身或設(shè)備帶來危害。因此，本文重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)鉆探孔內(nèi)事故的預(yù)防，為同行們提供有利的借鑒。