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摘要:巖溶地區本就比較復雜,在進行巖土工程勘察中難度較高,為了可以給勘察鉆探工作提供保障,就需應用進專業的技術支持。巖溶地區巖土工程勘察鉆探工作不僅難度較高,危險系數也較大,再加上溶洞的發育情況和大小等都和勘察結果密切相關,就需對其質量進行嚴格控制,使用既合理又科學的勘察鉆探技術。本文就對巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的應用進行分析,供參考。
關鍵詞:巖溶地區;巖土工程;勘察鉆探技術
我國很多巖土工程所在區域都位于巖溶地區,而在這種區域進行施工時,會存在很多不可測因素,有的時候,因為施工人員對于巖溶的認識并不足,導致在進行勘察鉆探的時候動作不熟練,從而降低勘察鉆探質量和效率,而巖土工程也會時常發生安全事故,因此,還必須加強勘察鉆探技術的合理使用。
1巖溶地區巖土工程勘察鉆探的特征
很多巖土工程都是位于巖溶地區,其地質條件不僅比較堅硬,也比較復雜特殊,這使得在對巖土工程進行勘察鉆探時難度系數較大,因此,在進行勘察鉆探的時候,要得到技術的支持,否則,勘察鉆探工作很難進行下去。之所以會對巖溶地區的巖土工程進行勘察,最主要的原因就是,對巖溶地區的巖溶化發規律進行了解,充分了解巖溶地區的分布規律和密度以及規模,從而提高巖土工程的可行性和可建設性。對于巖土工程來說,其所在位置是否合適,與地質條件有著直接的關系,而勘察鉆探工作則可以幫助施工單位更加了解地質條件,看巖土工程是否適合建設在該區域內。要想達到巖土工程勘察鉆探的目的,光靠人為力量是無法實現的,還必須借助與時俱進設備、儀器、方法的幫助。技術人員需要和巖土工程的實際情況以及巖溶地區實際情況相結合,根據順序展開勘察、分析,從而掌握到更多的地質數據,也可以從數據中分析得出巖溶地區對巖土工程的影響和危害等,便于施工單位快速做出決策。
2巖溶地區巖土工程較為常用的勘察鉆探技術
2.1泥球護壁結合套管法。泥球護壁結合套管法在巖溶地區巖土工程勘察鉆探中經常會使用到,其最大的作用就是可以對裂縫漏漿問題進行解決,而原理則是在孔中注入濕黏土球,再借助鉆具的幫助在孔中不停地上下移動,從而對土球進行壓實,使其和裂縫密切連接在一起,逐漸形成泥漿。實現這一步后,施工人員就需轉動鉆具實施掃孔,從而讓土球可以進入到孔壁中,起到保護孔壁和回填的作用。如果在泥球的制作上是使用黏土作為材料,那么,不但塑性要很大,還需保持較強的黏結性,只有這樣,才能確保不會輕易被沖刷掉,才能達到使用目的。如果泥球的黏結性不強,那么,就會導致在后期運作中脫離孔,使得孔中的泥漿漏出來,勘察鉆探工作很難繼續。然而,因為巖溶地區的富水性很好,在進行鉆探的時候需對水分進行稀釋,否則,很難有效鉆探,當泥漿的濃度會有所下降時,如果接著鉆探反而會造成孔內泥漿再次滲透,但在鉆探深度還沒有達到時,可以對水分進行稀釋,來解決漏漿問題。
2.2多層套管護壁法。多層套管護壁法的使用就是通過跟管鉆進的形式來進行的,先對小直徑進行鉆探,再對大直徑進行鉆探,多層套管護壁法的使用需要進行反復的變徑,才能進行鉆探。并且,在實際的勘察鉆探過程中,使用這種方法進行,在正式展開勘察鉆探之前,施工人員需對周圍的環境非常了解,并確定一個鉆探深度,還需對鉆探深度內可能出現的溶洞個數有所預測,從而制定科學的勘察鉆探計劃。在這個過程中,需要注意的是,在實施開孔的時候,需在口徑的地方留出一個位置,采用φ75米的金剛石單動雙管進行鉆探,當在遇到溶洞時,施工人員也應有快速的反應,需將鉆具提起來,把巖芯取出來,換成中146毫米的合金鉆具,將孔徑進行擴大后再進行鉆探,一直到溶洞底端為止,然后,再采用φ146毫米的芯管作為二級套管,將其放在鉆孔里面,再換成小一徑的金剛石單動雙管繼續鉆探。多層套管護壁法的使用就是需要進行反復的換徑,才能達到最終的勘察鉆探目的。
3巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的應用策略
3.1鉆進巖溶地區。在對巖溶地區巖土工程進行勘察鉆探的時候,施工人員需一邊施工一邊觀察鉆探進展,當發現問題存在時,就應停止鉆探,分析問題導致的原因,在解決問題的基礎上再次恢復鉆探。并且,還要對進尺進行控制,把巖心提取出來進行分析,再把巖溶地區的實際情況記錄下來,為之后的工作提供依據。在勘察鉆探的時候還可能出現返漿情況,因此,在鉆探時,需關注孔內是否出現了返漿現象,返漿之所以會出現,就是因為溶洞被破壞掉了,從而出現漏漿情況,當遇到這種現象時,施工人員就應在停止鉆探后立刻修補。在對巖溶地區巖土工程進行勘察鉆探的時候,最常使用到的方法就是金剛石單動雙管回轉鉆進,然而,值得注意的是,無論是使用哪種方法在鉆探過程中都需得到全面的保障,在開孔的時候,先選擇孔徑比較大的,而鉆探時則要先選擇孔徑小的,再慢慢地擴大孔徑,在擴徑的時候再不斷地改變套管類型,從而確??辈煦@探的有效性。如果在進行勘察鉆探的時候發現了溶洞,那么,施工人員就可以在把孔徑擴大后,更換新的巖芯管,將其作為二級套管,并將其放在鉆孔里面,從而解決漏漿問題和鉆探困難等問題。
3.2軟土層鉆探。在對巖溶地區巖土工程進行勘察鉆探時,無論是使用什么方法進行鉆探,其進尺的速度都應較快,如果在遇到土洞的時候,難免會遇到掉鉆情況,這也意味著,在不施壓或者轉動的情況下,只需要自己的力量就能夠下落。通常情況下,淤泥并沒有上面塑造性可言,質量也比較軟,當施工在提鉆后,孔洞可能會出現縮徑現象,這種現象是正常的。而在這時候,二次下鉆的深度不應比第一次多,如果孔洞里面的填充物較少,那么,孔洞中的空間相對而言就要大一些,在進行二次下鉆的時候,則會使得孔位發生偏差,如果孔洞已經被填充物占滿了,那么,鉆探到這個位置時就會有很多水流出來,會導致孔洞塌陷,還會改變地下水的水位。因此,在對軟土層進行鉆探的時候,施工人員就需將鉆具更換成為肋骨鉆頭,從而擴大直徑,而為了出現塌陷現象,就需使用管套保護孔壁。
3.3黏性土鉆探技術的應用。在巖溶地區巖土工程早期勘察鉆探時,就會發現是否存在黏土層,如果有黏土層,那么就可以使用錘擊法來進行鉆探,通常,黏土層都是比較薄的,為了可以對其進行準確的區分,在進行進尺時就可以稍微慢一點,且進尺的距離短一些,每次進尺的距離大約為兩米,從而準確地將黏土層厚度以及深度計算出來,方便勘察鉆探工作的有效進行。
3.4砂卵石層鉆探技術的應用。在對砂卵石層進行勘察鉆探時,施工人員需根據砂卵石層的厚度選擇勘察鉆探技術,如果厚度比較小,就可以使用泥漿護壁回轉鉆探技術,將套管放在砂卵石層中,從而起到保護作用;若厚度比較大,則可以選擇回轉鉆探技術。砂卵石層的含水量比較豐富,中間還有很多縫隙,在進行勘察鉆探的時候,孔壁可能會出現一些坍塌現象,還會伴隨漏水情況。所以,在進行勘察鉆探時,就可以在孔洞里進一些黃土,起到保護孔壁的作用,以此預防孔壁發生塌陷和漏水現象。在完成這一舉措后,若還會出現孔壁坍塌現象,那么,施工人員就可以把泥漿的濃度增加,或更換鉆探套管來再次解決,在進行鉆探的時候,要將鉆探的距離控制在兩米之內。除此之外,在砂卵石層打入套管的時候,會伴隨卵石積壓情況,套管會伴隨著巖芯管轉動而轉動。
4結語
很多巖土工程都是位于巖溶地區,其地質條件比較復雜特殊,在進行勘察鉆探的時候,要應用適合的勘察鉆探,才能達到巖土工程勘察鉆探目的。在巖溶地區,巖土工程勘察鉆探的過程中,應用了多種技術,其中使用比較頻繁的就是泥球護壁結合套管法和多層套管護壁法,在對巖溶地區、軟土層、黏性土以及砂卵石層進行勘察鉆探時,就可以發揮出這兩種技術的作用優勢。
作者:閆韋 單位:江蘇省核工業二七二地質大隊