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【摘 要】 随着科学技术的发展，岩土钻探工作艺也越来越快的发展。钻探工作是岩土工程中一种重要的勘察手段，在岩土工程勘察过程中，由于土层的性质不同，在实施工程地质钻探时所采取的工艺措施也不一样。本文着重探讨了岩溶地区岩土钻探的状况。
【关键词】 岩土钻探;勘察;工艺;选取及分析
引言：
随着经济的迅猛发展，工业及民用建筑拔地而起，他们对建筑的沉降变形与地基的承载能力有同样的要求，因而提供准确无误的地质勘察资料作为设计依据是非常重要的。为了能够准确的确定岩土的物理力学指标及岩土特性，保证钻探质量就成为了关键。工程勘察主要是查明浅层地质情况，但是由于土层的性质变化较大，所以适合不同地层条件的钻探工艺是保证工程质量的决定因素。以下笔者主要根据不同土层从几个方面来讨论钻探工艺的选取。
1、钻探现状及岩溶地区勘察钻探存在的问题
在实际钻探工作中往往由于钻探设备落后或者钻探技术不够成熟使得勘察钻探过程中存在一些问题，主要表现如下：
①钻探效率低：岩溶地区岩体比较散碎，存在较大的裂缝或溶洞，当阻力较大或溶洞较大时，易导致钻具折断。当遇到很大溶洞、裂隙，再加上操作不规范会被其中的碎石、溶洞泥等造成卡埋钻具现象，使其难以拔出。
②钻孔涌水、漏水：岩溶地区水力联通关系复杂、地下水丰富，比较低的地势还可能出现涌水现象，在钻机钻探的过程中会碰到半裸露或裸露的岩溶高地，常会发生钻孔漏水现象，若地下承压水水头比较高，可能钻孔中无法用泥浆护孔，使比水难度加大。
③钻探场地的地基不稳：在工程实践过程中，往往要把设备安置在地基不稳定的岩溶地区，而由于下伏地形的复杂性，裂隙和溶蚀面与破碎、溶洞、漏失等情况的存在，在施工机械振动的荷载和冲洗液的冲蚀作用下冲洗液将盖层冲蚀，形成地基失稳或下陷乃至设备沉入井坑中。
2、钻探设备的选取原则
在实际钻探过程中，设备的正确选取显得尤为重要，得当的设备可以达到事半功倍的效果。当前，在岩土工程勘察中主要应用的钻进方法有螺旋钻进、重锤冲击钻进与冲击回转钻进三大类，主要的钻探工具有钻头、钻杆、岩芯管。针对实际工程背景情况，不同的土层会选择不同的钻探工具和钻进方法。钻头和钻杆的选择：我们要定期的检查钻杆，钻机要配备两套钻杆，一套为直径42mm的钻杆，以确保其轴线的直线度误差在0.1%以下，用于较硬土层、软层的钻进及原位测试;而另一套的为直径为50mm的钻杆，用于硬层的钻进，采用这种方法可以有效的预防钻杆脱落或折断。钻头的选取应根据土层具体情况而定：①可塑硬塑、偏硬和坚硬粘性土层：该层应采用肋骨钻头会，对土层的厚度和埋深的判断几乎无影响，能保证土体的分层及原状样的提取的质量。同时对粘性土的切削作用增强，且对土层的干扰非常小。另外，在应用冲击回转钻进，且钻具应选择小肋骨钻头，肋骨宜大于岩芯管1一1.4cm。②可塑偏软粘性土层：在地下水位以上由于土层强度较低，可采用螺旋钻进，重锤冲击钻进、最好选择长螺旋钻;在地下水位以下，如孔深较浅建议采用套管螺旋钻，如孔深较深则需采用冲击回转钻进。③砂层：砂层在钻探的过程中的主要考虑因素是地下水，在地下水位以上的砂层也要考虑砂土的粒径及砂土中的粘粒含量，粘粒含量较大的粉细砂可采用螺旋钻进，如果孔深较深，可以在后期更换小直径螺旋钻。④卵石层：该层考虑因素有填充物及地下水位。在地下水位以下的卵石层，因受地下水影响，孔壁易坍塌，采用泥浆护壁或根据需要选择套管护壁跟管钻进。如碰到大于管径的卵石或碎石，可以用角锥或一字钻头等击碎，后跟管钻进。如遇直径很大的孤石，可以在其上钻孔，后继续钻进;在地下水位以上且以粘性土填充为主的，粘性土含量较大的卵石层，因其粘结力较强，粘土粒自由表面张力大，钻进中孔壁坍塌程度较小，可直接在裸孔的情况下钻进，钻具选用单管岩芯管或加厚螺旋钻。
3、不同地质钻探工艺的选取
3.1粘性土在钻探的前几次一般采用锤击钻进;取土试样或原位测试的钻孔则采用回转钻进或泥浆护壁回转钻进，必要时采用套管护壁。为满足分层精度要求，钻进尺度一般小于2.0m。
3.2岩溶石灰岩：岩溶地区勘察钻探质量将直接影响后期工程的施工和设计，钻探施工方案的有效制定和施工工艺是保证工程质量的重点。钻机性能、钻探方法、钻探人员水平以及地基失稳是影响岩溶地区钻探施工质量的主要因素之一。钻探之前要保证基本形态、规模大小，洞体顶底板埋深，并查明设计深度范围内石灰岩岩溶发育规律、保证岩石完整性与充填物情况是岩土工程勘察重点任务。
3.3由于土洞一般與下部灰岩联系非常密切，所以土洞若无充填或充填物相对较少，且具有一定的空间，我们在第二次在下钻时要尽可能的偏移原孔位;如果土洞呈充填状态，钻进该层时孔内一般会出现大量漏水现象，会导致地下水的水位急剧的发生变化，使孔壁也易坍塌。因此，当钻进至软土层时，可以加大孔径，采用肋骨钻头，并在钻探至软土土层之后，及时的下入套管保护孔壁。软土在钻探过程中无论采用何种钻进方法，进尺都比较快，遇土洞或土洞充填物，一般会出现掉钻现象，即钻具在自重状态下不加压、不转动就会向孔内下落。由于淤泥质土塑性低，土质松软，提钻后一般会出现孔内缩径现象，第二次下钻时达不到原来孔深。
3.4砂层：在对粉细砂粘性土层钻进时，该地层的颗粒大小与地层钻探工艺密切相关，如钻进压力不易过大，不允许钻头上下活动，应用清泥浆洗孔，对中粗砂、砾砂的土层钻探时可采取灌浆无泵反循环钻进方式，以低转速钻进，钻进过程中勤浮动钻具，上提要慢。同时，应采取低钻速钻进，每次钻探完毕，待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻的事故发生，停泵后干钻0.3-0.5m，以保证不脱落岩芯;下放要快，要形成孔底反循环，提钻前为保证取心率和卡芯效果，同粉细砂粘性土层一样，应用清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮中砾砂、粗砂带入泥浆池后方可停泵，应停泵干钻0.2-0.3m，之后就不用再浮动钻具进行干钻卡芯。
在岩溶地区要格外注意水上施工中的钻机安置与加固问题，特别是钻探场地的改善和处理问题，尤其是在施工过程中要平稳的安装钻机，岩土钻机开孔之前还要对施工场地进行平整处理，尽量避免钻机发生大幅度的振动，进而从源头避免地基失稳沉陷问题的产生。同时，岩溶地区钻探工艺通常会采用合金回转钻进或金刚石单动双管回转钻进、泥浆或套管护壁成孔的钻进方式进行。面对岩溶地区的岩洞较大的情况，岩层裂隙面会经常联通，漏浆现象就不可避免的经常发生，在漏浆不严重的情况下，我们可适当的增大循环水，在泥浆中添加护壁剂、锯末等工程材料;当漏浆现象非常严重时，应使用套管或者多层套管，进行变径法钻进施工。
4、结束语
在实际工作中，地质条件总是千差万别，钻探工艺所表现的适应性也有所不同，根据具体的地质条件需要区别对待，因而在钻探工艺上很难采用某一数据作为标准。本文是笔者在近几年勘察过程中的实际经验总结的一些钻进工艺和钻具的选取方法，希望这些经验对类似的岩土工程钻探具有一定的借鉴意义。但由于区域地质构造不同，地层也各具特点，因此在钻探过程中，应分析所遇地层的特点，从而制定出最经济最合理的钻探方案。
参考文献：
[1]赵广辉.岩溶地区岩土工程勘察钻探质量控制[J].广东建材，2011，27（2）：75-77
[2]张尔齐，常青.关于具有软化性能土的应力应变关系研究[J]哈尔滨建筑大学学报，2001：45-48.
[3]王德强.保证岩土工程钻探质量应注意的问题[J].硅谷，2010，5：104.
[4]吴玉棠，周翠英.基于岩土空间变异性的土工参数可靠性定量研究[J].铁道科学与工程学报程学报，2010，5（10）：22-24.
【关键词】 岩土钻探;勘察;工艺;选取及分析
引言：
随着经济的迅猛发展，工业及民用建筑拔地而起，他们对建筑的沉降变形与地基的承载能力有同样的要求，因而提供准确无误的地质勘察资料作为设计依据是非常重要的。为了能够准确的确定岩土的物理力学指标及岩土特性，保证钻探质量就成为了关键。工程勘察主要是查明浅层地质情况，但是由于土层的性质变化较大，所以适合不同地层条件的钻探工艺是保证工程质量的决定因素。以下笔者主要根据不同土层从几个方面来讨论钻探工艺的选取。
1、钻探现状及岩溶地区勘察钻探存在的问题
在实际钻探工作中往往由于钻探设备落后或者钻探技术不够成熟使得勘察钻探过程中存在一些问题，主要表现如下：
①钻探效率低：岩溶地区岩体比较散碎，存在较大的裂缝或溶洞，当阻力较大或溶洞较大时，易导致钻具折断。当遇到很大溶洞、裂隙，再加上操作不规范会被其中的碎石、溶洞泥等造成卡埋钻具现象，使其难以拔出。
②钻孔涌水、漏水：岩溶地区水力联通关系复杂、地下水丰富，比较低的地势还可能出现涌水现象，在钻机钻探的过程中会碰到半裸露或裸露的岩溶高地，常会发生钻孔漏水现象，若地下承压水水头比较高，可能钻孔中无法用泥浆护孔，使比水难度加大。
③钻探场地的地基不稳：在工程实践过程中，往往要把设备安置在地基不稳定的岩溶地区，而由于下伏地形的复杂性，裂隙和溶蚀面与破碎、溶洞、漏失等情况的存在，在施工机械振动的荷载和冲洗液的冲蚀作用下冲洗液将盖层冲蚀，形成地基失稳或下陷乃至设备沉入井坑中。
2、钻探设备的选取原则
在实际钻探过程中，设备的正确选取显得尤为重要，得当的设备可以达到事半功倍的效果。当前，在岩土工程勘察中主要应用的钻进方法有螺旋钻进、重锤冲击钻进与冲击回转钻进三大类，主要的钻探工具有钻头、钻杆、岩芯管。针对实际工程背景情况，不同的土层会选择不同的钻探工具和钻进方法。钻头和钻杆的选择：我们要定期的检查钻杆，钻机要配备两套钻杆，一套为直径42mm的钻杆，以确保其轴线的直线度误差在0.1%以下，用于较硬土层、软层的钻进及原位测试;而另一套的为直径为50mm的钻杆，用于硬层的钻进，采用这种方法可以有效的预防钻杆脱落或折断。钻头的选取应根据土层具体情况而定：①可塑硬塑、偏硬和坚硬粘性土层：该层应采用肋骨钻头会，对土层的厚度和埋深的判断几乎无影响，能保证土体的分层及原状样的提取的质量。同时对粘性土的切削作用增强，且对土层的干扰非常小。另外，在应用冲击回转钻进，且钻具应选择小肋骨钻头，肋骨宜大于岩芯管1一1.4cm。②可塑偏软粘性土层：在地下水位以上由于土层强度较低，可采用螺旋钻进，重锤冲击钻进、最好选择长螺旋钻;在地下水位以下，如孔深较浅建议采用套管螺旋钻，如孔深较深则需采用冲击回转钻进。③砂层：砂层在钻探的过程中的主要考虑因素是地下水，在地下水位以上的砂层也要考虑砂土的粒径及砂土中的粘粒含量，粘粒含量较大的粉细砂可采用螺旋钻进，如果孔深较深，可以在后期更换小直径螺旋钻。④卵石层：该层考虑因素有填充物及地下水位。在地下水位以下的卵石层，因受地下水影响，孔壁易坍塌，采用泥浆护壁或根据需要选择套管护壁跟管钻进。如碰到大于管径的卵石或碎石，可以用角锥或一字钻头等击碎，后跟管钻进。如遇直径很大的孤石，可以在其上钻孔，后继续钻进;在地下水位以上且以粘性土填充为主的，粘性土含量较大的卵石层，因其粘结力较强，粘土粒自由表面张力大，钻进中孔壁坍塌程度较小，可直接在裸孔的情况下钻进，钻具选用单管岩芯管或加厚螺旋钻。
3、不同地质钻探工艺的选取
3.1粘性土在钻探的前几次一般采用锤击钻进;取土试样或原位测试的钻孔则采用回转钻进或泥浆护壁回转钻进，必要时采用套管护壁。为满足分层精度要求，钻进尺度一般小于2.0m。
3.2岩溶石灰岩：岩溶地区勘察钻探质量将直接影响后期工程的施工和设计，钻探施工方案的有效制定和施工工艺是保证工程质量的重点。钻机性能、钻探方法、钻探人员水平以及地基失稳是影响岩溶地区钻探施工质量的主要因素之一。钻探之前要保证基本形态、规模大小，洞体顶底板埋深，并查明设计深度范围内石灰岩岩溶发育规律、保证岩石完整性与充填物情况是岩土工程勘察重点任务。
3.3由于土洞一般與下部灰岩联系非常密切，所以土洞若无充填或充填物相对较少，且具有一定的空间，我们在第二次在下钻时要尽可能的偏移原孔位;如果土洞呈充填状态，钻进该层时孔内一般会出现大量漏水现象，会导致地下水的水位急剧的发生变化，使孔壁也易坍塌。因此，当钻进至软土层时，可以加大孔径，采用肋骨钻头，并在钻探至软土土层之后，及时的下入套管保护孔壁。软土在钻探过程中无论采用何种钻进方法，进尺都比较快，遇土洞或土洞充填物，一般会出现掉钻现象，即钻具在自重状态下不加压、不转动就会向孔内下落。由于淤泥质土塑性低，土质松软，提钻后一般会出现孔内缩径现象，第二次下钻时达不到原来孔深。
3.4砂层：在对粉细砂粘性土层钻进时，该地层的颗粒大小与地层钻探工艺密切相关，如钻进压力不易过大，不允许钻头上下活动，应用清泥浆洗孔，对中粗砂、砾砂的土层钻探时可采取灌浆无泵反循环钻进方式，以低转速钻进，钻进过程中勤浮动钻具，上提要慢。同时，应采取低钻速钻进，每次钻探完毕，待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻的事故发生，停泵后干钻0.3-0.5m，以保证不脱落岩芯;下放要快，要形成孔底反循环，提钻前为保证取心率和卡芯效果，同粉细砂粘性土层一样，应用清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮中砾砂、粗砂带入泥浆池后方可停泵，应停泵干钻0.2-0.3m，之后就不用再浮动钻具进行干钻卡芯。
在岩溶地区要格外注意水上施工中的钻机安置与加固问题，特别是钻探场地的改善和处理问题，尤其是在施工过程中要平稳的安装钻机，岩土钻机开孔之前还要对施工场地进行平整处理，尽量避免钻机发生大幅度的振动，进而从源头避免地基失稳沉陷问题的产生。同时，岩溶地区钻探工艺通常会采用合金回转钻进或金刚石单动双管回转钻进、泥浆或套管护壁成孔的钻进方式进行。面对岩溶地区的岩洞较大的情况，岩层裂隙面会经常联通，漏浆现象就不可避免的经常发生，在漏浆不严重的情况下，我们可适当的增大循环水，在泥浆中添加护壁剂、锯末等工程材料;当漏浆现象非常严重时，应使用套管或者多层套管，进行变径法钻进施工。
4、结束语
在实际工作中，地质条件总是千差万别，钻探工艺所表现的适应性也有所不同，根据具体的地质条件需要区别对待，因而在钻探工艺上很难采用某一数据作为标准。本文是笔者在近几年勘察过程中的实际经验总结的一些钻进工艺和钻具的选取方法，希望这些经验对类似的岩土工程钻探具有一定的借鉴意义。但由于区域地质构造不同，地层也各具特点，因此在钻探过程中，应分析所遇地层的特点，从而制定出最经济最合理的钻探方案。
参考文献：
[1]赵广辉.岩溶地区岩土工程勘察钻探质量控制[J].广东建材，2011，27（2）：75-77
[2]张尔齐，常青.关于具有软化性能土的应力应变关系研究[J]哈尔滨建筑大学学报，2001：45-48.
[3]王德强.保证岩土工程钻探质量应注意的问题[J].硅谷，2010，5：104.
[4]吴玉棠，周翠英.基于岩土空间变异性的土工参数可靠性定量研究[J].铁道科学与工程学报程学报，2010，5（10）：22-24.