巖土工程勘察中鉆探技術要點分析

傅敏輝

（江西省核工業地質局二六三大隊，江西 吉安 343000）

某工程勘察作業場地的鉆探作業環境較為繁雜，經鉆探揭露其地層為填土層、粉土層、粉砂層、卵石層和巖石層，其中卵石層最大厚度十六點七米，而且有著很充沛的地下水源。受地質條件影響，該工程實施鉆探作業有一定困難。根據這個工程作業的情況，現在對工程勘察里鉆探技術特點開展基本剖析。

1 巖土工程鉆探應用現狀

國內的地質勘察工作發展起步較晚，在很多方面還存在很多不足，與發達國家之間存在著一定的差距。如今開展鉆探項目作業時，以立軸式鉆探機器為主，也使用了一些液體壓強動力鉆探機器。探測技術的優良技藝發揚也受到相應的局限，比如，金剛石繩子取芯鉆探方式的施工效率和鉆探的能力都比較高，不過在成本控制這點讓它在推進中十分受限；液體沖壓旋轉方式的推動受限是由于泥漿針對鉆探工具的破壞較大，技藝的推進將面對大型機器設施的消耗，讓技藝方面有了限制。此外，比如氣體反向重復取樣鉆探能力等雖說作業效能較高，因人為條件領導下受到波及，致使其所利用效率低下[1]。現如今運用的鉆孔護壁堵漏技術和測斜技術的使用時間較長，通過長期的進步較為完善，但技藝創新較差，致使勘探的能力以及效能都有受限，這迫使勘探作業的開展受限，重點體現為花費大，鉆探能力弱等幾點。因此巖土工程的鉆探技術等還需要進一步的完善和利用。

2 巖土工程勘察中鉆探技術要點

（1）介紹項目工程地質條件。勘察場地的地質情況由上到下分為五個地層：以粉土和建筑垃圾為主的填充層面，比較薄，局部缺失；稍密至密實的粉土層，濕度大，局部含礫，層厚較厚；中密粉砂層，局部含礫；中密的卵石層，母巖成分為砂巖、泥巖，礫徑多為2cm，級配差，夾雜大量粉質黏土或粉土，層厚較厚；基底為二疊系砂巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級。

（2）鉆探黏性土層的工藝方法。第一，進行鉆探作業的過程中需要根據地層和地質條件進行科學的工藝選擇工作，黏性土層中的工藝和技術選擇要充分考慮到其壓縮性、流變性、觸變性的特點，進行針對性的分析工作。可以選擇長螺旋鉆進和重錘鉆進的方式進行相應的工作，減少對周邊地層的影響，使得鉆進的效率得到充分的保證。第二，黏性土的優點有滲透少、強度不高和壓縮性能好等，因此，在進行鉆探時，勘測人員能夠運用的鉆進方法是螺旋鉆或者重錘沖擊。重錘沖擊方法的效率不高，主要是設備本身有一些影響，同時，若用這種方法，震動會影響孔底周圍的地層。螺旋鉆在電動機的作用下，利用鉆壓讓鉆頭進入地層，然后不斷切割地層螺旋線，留下的碎屑會隨著螺旋葉片上返回到孔口。經過研究發現，螺旋鉆進方法具有更高的工作效率，而且清潔簡單方便，在整個勘測過程中，不用耗費很多的人力和物力，減少了投入成本。如果遇到地下水下面的鉆探環境，需要運用沖擊回旋鉆或套管螺旋鉆進的方法，使得這項工作開展順利[2]。想要運用沖擊回旋鉆，需要高標準的泥漿比例，要確保水流不能沖散泥漿，在鉆進時，勘測人員可以運用雙動雙管取心鉆具進行。第三，應用沖擊回轉工藝進行鉆探施工時，要嚴格控制漿體比例，降低泥漿中雜質的存在。可以采取最終階段停止送水的方法進行施工，增加干鉆的進尺，從而使得土層樣品采集更加精準。硬塑黏土土層的施工也可以選用多動力的沖擊回轉工藝。

（3）鉆探砂層的工藝方法。地下水會對砂層鉆探工藝造成一定的影響。在具有較高黏粒含量且以粉細砂為主的地質環境當中可以采用螺旋鉆。如果遇到了粉細砂黏性土，需要將鉆速降下來，使鉆進壓力得到有效緩解，根據實際情況對泵量進行適當的調整。完成鉆孔后，將鉆孔采用泥漿清洗干凈，可以降低出現砂卡鉆的幾率，必須將孔內懸浮的粉細砂帶到泥漿池之后方可停泵。

針對礫砂、粗砂以及地下水位以下的砂土，通常情況下鉆頭都是采用品字形的硬質合金材質，轉速較低，在具體作業時需要對鉆具進行不斷浮動，采用快發慢提的方式，從而形成孔底反循環。

（4）鉆探卵石層的工藝方法。鉆探技術的選擇跟地層的含水量、厚度和密實程度都有關系。如果鉆探很薄的地層，施工需要由回轉鉆和泥漿護壁技術結合。如果鉆探密實度很高的卵石層，可采用回轉鉆技術，嚴格把控泥漿的比例，使泥漿質量符合鉆探的標準。如果鉆探黏土含量少的大厚層，需要運用根管鉆進的技術。在實際鉆進過程之中，大約30rad/min～60rad/min的鉆速是符合要求的，同時符合要求的根管長度大約是三米到六米，為了鉆探工作不出現問題，需要在此過程中進行連續進尺。除此之外，為了孔壁不被破壞，不出現孔壁塌陷的嚴重問題，可以利用黏土球投入鉆孔的技術。如果有意外出現，孔壁出現塌陷事故，需要勘測人員拔出鉆具，將根管放入其中，然后進行鉆探工作，與此同時，也可以使用提高泥漿濃度的方法處理這種事故。最后，勘測人員在進行鉆探工作時，可以運用反思套管，主要防止出現因為套管中留有卵石而導致絲扣脫滑的問題。

（5）鉆探砂巖層的工藝方法。進行鉆探作業時，要注意鉆探質量會受巖石中砂礫粒徑和地下水等的方面影響。可以運用螺旋鉆進的方式鉆探有很多黏粒的粉細砂砂土層。如果是鉆進深孔，就要使用直徑不大的螺旋鉆進行工作。在鉆探時，需要降低鉆探速度，把泵量控制在合理的范圍內，然后調控鉆進壓力。最后，為了防止出現卡鉆沉砂等現象，鉆探人員需要清潔鉆孔，注意使用泥漿。為了避免出現巖心脫落的問題，停泵后不能直接停止干鉆作業，需要繼續工作大約零點三到零點五米。進行鉆探工作時，如果遇到的砂礫或者粗砂層在地下水的下面，需要使用品字形的硬質合金鉆頭工作，而且需要使用反循環鉆進技術。可以利用好反循環的鉆進工藝和硬質合金鉆頭進行施工的工作，將轉速進行相應的控制工作，從而使得灌漿泵吸設備可以進行反循環的作業工作。在技術的使用過程中，要通過工藝要求的利用使得浮動操作順利進行，也可以促進孔底反循環的有效行程。在鉆探時，需要將轉速調整到合適的位置，同時使用灌漿泵吸裝置。為了推進快速形成孔底反循環，需要工作人員不停地操作鉆具，而且滿足快放慢提的工作標準。為了不讓原本的巖心結構被影響，這種方法中的鉆頭外徑大于巖心管直徑，所以在一定程度上固定巖心管。在進行最后的工作之前，為了防止出現卡鉆沉砂等的問題，負責的人員需要清潔鉆孔，注意使用泥漿。停泵后需要繼續干鉆大約0.2m到0.3m，之后繼續細致的干燒。這樣就不會出現鉆孔的孔壁塌陷的難題，然后就可以順利的進行采取巖心樣品的工作。

3 結語

巖土勘察工程中的鉆探工作在整個工程勘察質量控制中有著至關重要的作用，因此具體的施工工作中要將實際的地質條件與實際的工程技術緊密結合起來進行分析工作，以此讓巖土工程勘察后續工作能夠有序的推進。