论文部分内容阅读
【摘要】萍乡地区岩土工程勘察所遇地层主要有土层、卵砾石层、灰岩、砂岩、花岗岩，对各地层有针对性地介绍了岩土工程勘察施工技术，特别是详细介绍了勘察难度较大的岩溶地层的勘察施工技术，为本市进行岩土工程勘察施工提供了技术支撑。
【关键词】岩土工程勘察；施工技术
Geotechnical Investigation and Construction Technology in Pingxiang Area
Zou Yan-hui，Xiao Li-min
（Geological and Mineral Exploration and Development Bureau of Jiangxi Province Geological BrigadePingxiangJiangxi337000）
【Abstract】The stratum of geotechnical engineering survey in Pingxiang area mainly includes soil layer， pebble layer， limestone， sandstone and granite. The geotechnical engineering investigation and construction technology is introduced to all strata. Especially， Of the karst stratum survey construction technology， for the city to carry out geotechnical investigation and construction to provide technical support.
【Key words】Geotechnical investigation；Construction technology
1. 前言
随着经济的发展及城镇化进程不断加快，各类工程勘察项目越来越多，我队在萍乡工程勘察方面占有了较大的市场份额。萍乡市主城区及下辖区县，均广泛分布泥质粉砂岩，且由于城区均有河流贯通、形成了独特的地层条件。萍乡辖区工程勘察过程中所遇地层主要有土层、卵砾石层、砂岩、灰岩等，芦溪县部分地区分布有花岗岩。现就萍乡市工程勘察施工中各地层钻进技术作一总结。
2. 普通地层勘察
2.1土层。
（1）在土层钻进中，选用回转取芯钻进和锤击取芯钻进方法。对于硬塑、天然密度较大的土层选用机械回转取芯钻钻进或锤击取芯钻探时，能有效提高钻探效率和钻探质量，机械回转钻进方法多用硬质合金钻头，不送水干钻，每次进尺0.5-2m，岩心管要连接得长一些起导正作用，防止钻孔偏斜；对于软塑、天然密度较小的土层，用螺旋取样钻钻进，能有效提高钻探效率和钻探质量。
（2）碎石类土层是一种典型的力学不稳定地层，其基本特征是结构松散、无胶结，碎石呈大小不等的颗粒状，受地下水的影响，这种地层一旦被钻开，就很易破坏原来的相对稳定或平衡状态，使孔壁失去约束而产生不稳定。主要表现在钻进时易发生塌孔、冲洗液漏失，易发生卡、埋钻等孔内事故。钻探方法多采用优质浓泥浆回转取芯钻进、锤击取芯钻进等综合钻进法。
2.2砂层。
砂层结构松散、常含水、孔壁不稳定、容易发生坍塌、钻进时漏水等。为此在这种地层中钻进应配备双套钻具，避免间隙停钻，及时下入护壁套管，力求缩短辅助时间，迅速地穿过砂层。砂层钻进的方法通常采用水冲跟管钻进法、泥浆护壁钻进法、管钻冲击钻进法和水泥固结法等。
2.3卵石地层。
当地层比较稳定，可采用泥浆护壁，硬质合金回转钻进；当地层疏松、掉块或坍塌严重时，可下套管护壁。必要时也可采用灌注水泥浆固结易塌孔段，为缩短停钻时间，尽可能选用快干水泥，或在水泥浆内加入适量的水玻璃等快干剂。
2.4泥质粉砂岩与花岗岩地层。
地层较为完整，钻进相对简单，一般选用硬质合金或金刚石回转钻进，此处不多介绍。
3. 岩溶地层勘察
3.1地层特性。
萍乡市各区县灰岩地层较为发育，存在一系列的岩溶地貌及溶洞裂隙。在岩溶地区进行岩土工程勘察施工，经常会因充填物呈软塑状、松散状或含较丰富地下水，易于出现孔壁垮塌、冲洗液漏失等孔内事故，且出现频率极高，处理难度也很大。
3.2钻进操作。
在岩溶较为发育的地区进行钻探过程中，当发现钻具骤然下落、岩层变软、进尺变快、有异声出现，漏水涌砂或采上来的岩心有钟乳石及溶蚀现象时，操作人员应注意判断是否遇上了岩溶地层。在岩溶地层钻进，钻具转速应用低速为宜。并合理选择孔径，当钻穿洞穴顶板时，要立即停钻，操纵钻机绞车使钻具缓慢下降，直达洞穴的底板为止，以探明溶洞深度。整个钻探过程中均要详细记录顶板与底板的深度、充填物的有无与多少、性质、水文地质情况等。
3.3孔斜防止。
为了防止钻孔发生偏斜或其他事故，发现溶洞，首先要起钻，加长粗径钻具，探测溶洞深度，然后配置钻具，钻具长度应长于溶洞高度。当钻穿钻孔内的溶洞之后，要立即下导向管，或把钻具中的岩心管接长继续钻进。导向管或接长管的长度应比孔内溶洞的高度大2～3倍。当钻具到达溶洞底板时，应用低压慢速钻进，免得钻压过大而造成孔斜或钻具弯曲等不良现象。
3.4护壁堵漏。
针对孔内出现垮塌及冲洗液漏失等困难，为了继续钻进，需进行专门的护壁、堵漏工作，可采用如下措施：
（1）当孔内出现只漏不坍（一般是空洞）的情况时，在水源充足的情况下可"顶漏"钻进，不作处理。
（2）在冲洗液漏失不大且孔壁垮塌不严重的情况下，可采用泥浆护壁，若采用一般性能的泥浆不能达到止漏、防塌目的时，可适当增加泥浆浓度，泥浆密度宜提高到1.25～1.30Kg/L，粘度25～27s，并使其形成一较大的循环，以便泥浆重复使用及有效除砂。若漏浆量过大，在使用优质泥浆不能达到止漏的目的，可停钻取心后向孔内投入粘土球（并加入少许堵漏材料），然后下钻以小冲程高转速进行钻进，使粘土挤入溶洞裂隙中，填塞渗漏通道，使钻孔不再漏浆。
（3）在冲洗液漏失和孔壁垮塌都较严重的情况下，若采用优质泥浆和投粘土球都不能堵漏止塌，则可采用下套管护壁堵漏，下套管是护壁堵漏效果很好的一种方法。但在溶洞充填物松散或呈软～流塑状时，我们采用常规下置套管的方法不能达
到预期效果（即套管下不到孔底）时，则采用跟管钻进工艺。
4. 结束语
岩溶地层勘察施工是萍乡市工程勘察钻探施工的难点，通过多个工地的实践，在岩溶地区采用优质泥浆及跟管钻进，能较有效地解决一些施工中垮孔、冲洗液漏失等现象，极大地提高勘探效益及岩心采取率，确保工程勘察质量。
参考文献
[1]王扶志 张志强 宋小军 地质工程钻探工艺与技术 中南大学出版社2008.
【关键词】岩土工程勘察；施工技术
Geotechnical Investigation and Construction Technology in Pingxiang Area
Zou Yan-hui，Xiao Li-min
（Geological and Mineral Exploration and Development Bureau of Jiangxi Province Geological BrigadePingxiangJiangxi337000）
【Abstract】The stratum of geotechnical engineering survey in Pingxiang area mainly includes soil layer， pebble layer， limestone， sandstone and granite. The geotechnical engineering investigation and construction technology is introduced to all strata. Especially， Of the karst stratum survey construction technology， for the city to carry out geotechnical investigation and construction to provide technical support.
【Key words】Geotechnical investigation；Construction technology
1. 前言
随着经济的发展及城镇化进程不断加快，各类工程勘察项目越来越多，我队在萍乡工程勘察方面占有了较大的市场份额。萍乡市主城区及下辖区县，均广泛分布泥质粉砂岩，且由于城区均有河流贯通、形成了独特的地层条件。萍乡辖区工程勘察过程中所遇地层主要有土层、卵砾石层、砂岩、灰岩等，芦溪县部分地区分布有花岗岩。现就萍乡市工程勘察施工中各地层钻进技术作一总结。
2. 普通地层勘察
2.1土层。
（1）在土层钻进中，选用回转取芯钻进和锤击取芯钻进方法。对于硬塑、天然密度较大的土层选用机械回转取芯钻钻进或锤击取芯钻探时，能有效提高钻探效率和钻探质量，机械回转钻进方法多用硬质合金钻头，不送水干钻，每次进尺0.5-2m，岩心管要连接得长一些起导正作用，防止钻孔偏斜；对于软塑、天然密度较小的土层，用螺旋取样钻钻进，能有效提高钻探效率和钻探质量。
（2）碎石类土层是一种典型的力学不稳定地层，其基本特征是结构松散、无胶结，碎石呈大小不等的颗粒状，受地下水的影响，这种地层一旦被钻开，就很易破坏原来的相对稳定或平衡状态，使孔壁失去约束而产生不稳定。主要表现在钻进时易发生塌孔、冲洗液漏失，易发生卡、埋钻等孔内事故。钻探方法多采用优质浓泥浆回转取芯钻进、锤击取芯钻进等综合钻进法。
2.2砂层。
砂层结构松散、常含水、孔壁不稳定、容易发生坍塌、钻进时漏水等。为此在这种地层中钻进应配备双套钻具，避免间隙停钻，及时下入护壁套管，力求缩短辅助时间，迅速地穿过砂层。砂层钻进的方法通常采用水冲跟管钻进法、泥浆护壁钻进法、管钻冲击钻进法和水泥固结法等。
2.3卵石地层。
当地层比较稳定，可采用泥浆护壁，硬质合金回转钻进；当地层疏松、掉块或坍塌严重时，可下套管护壁。必要时也可采用灌注水泥浆固结易塌孔段，为缩短停钻时间，尽可能选用快干水泥，或在水泥浆内加入适量的水玻璃等快干剂。
2.4泥质粉砂岩与花岗岩地层。
地层较为完整，钻进相对简单，一般选用硬质合金或金刚石回转钻进，此处不多介绍。
3. 岩溶地层勘察
3.1地层特性。
萍乡市各区县灰岩地层较为发育，存在一系列的岩溶地貌及溶洞裂隙。在岩溶地区进行岩土工程勘察施工，经常会因充填物呈软塑状、松散状或含较丰富地下水，易于出现孔壁垮塌、冲洗液漏失等孔内事故，且出现频率极高，处理难度也很大。
3.2钻进操作。
在岩溶较为发育的地区进行钻探过程中，当发现钻具骤然下落、岩层变软、进尺变快、有异声出现，漏水涌砂或采上来的岩心有钟乳石及溶蚀现象时，操作人员应注意判断是否遇上了岩溶地层。在岩溶地层钻进，钻具转速应用低速为宜。并合理选择孔径，当钻穿洞穴顶板时，要立即停钻，操纵钻机绞车使钻具缓慢下降，直达洞穴的底板为止，以探明溶洞深度。整个钻探过程中均要详细记录顶板与底板的深度、充填物的有无与多少、性质、水文地质情况等。
3.3孔斜防止。
为了防止钻孔发生偏斜或其他事故，发现溶洞，首先要起钻，加长粗径钻具，探测溶洞深度，然后配置钻具，钻具长度应长于溶洞高度。当钻穿钻孔内的溶洞之后，要立即下导向管，或把钻具中的岩心管接长继续钻进。导向管或接长管的长度应比孔内溶洞的高度大2～3倍。当钻具到达溶洞底板时，应用低压慢速钻进，免得钻压过大而造成孔斜或钻具弯曲等不良现象。
3.4护壁堵漏。
针对孔内出现垮塌及冲洗液漏失等困难，为了继续钻进，需进行专门的护壁、堵漏工作，可采用如下措施：
（1）当孔内出现只漏不坍（一般是空洞）的情况时，在水源充足的情况下可"顶漏"钻进，不作处理。
（2）在冲洗液漏失不大且孔壁垮塌不严重的情况下，可采用泥浆护壁，若采用一般性能的泥浆不能达到止漏、防塌目的时，可适当增加泥浆浓度，泥浆密度宜提高到1.25～1.30Kg/L，粘度25～27s，并使其形成一较大的循环，以便泥浆重复使用及有效除砂。若漏浆量过大，在使用优质泥浆不能达到止漏的目的，可停钻取心后向孔内投入粘土球（并加入少许堵漏材料），然后下钻以小冲程高转速进行钻进，使粘土挤入溶洞裂隙中，填塞渗漏通道，使钻孔不再漏浆。
（3）在冲洗液漏失和孔壁垮塌都较严重的情况下，若采用优质泥浆和投粘土球都不能堵漏止塌，则可采用下套管护壁堵漏，下套管是护壁堵漏效果很好的一种方法。但在溶洞充填物松散或呈软～流塑状时，我们采用常规下置套管的方法不能达
到预期效果（即套管下不到孔底）时，则采用跟管钻进工艺。
4. 结束语
岩溶地层勘察施工是萍乡市工程勘察钻探施工的难点，通过多个工地的实践，在岩溶地区采用优质泥浆及跟管钻进，能较有效地解决一些施工中垮孔、冲洗液漏失等现象，极大地提高勘探效益及岩心采取率，确保工程勘察质量。
参考文献
[1]王扶志 张志强 宋小军 地质工程钻探工艺与技术 中南大学出版社2008.