对于岩溶地区岩土工程勘查钻探技术的应用分析

时间:2022-05-25 14:56:02 来源:网友投稿

【摘要】钻探技术是一项非常重要的工作,它既是我们对理论知识的一种实际验证方法,又是我们对深部勘探的一种重要手段。本文主要对在岩溶地区进行的岩土工程勘查钻探技术进行了阐述,并且提出了一些建议和意见。

【关键词】钻探技术;岩溶地区;岩土工程

1引言

随着我国经济和科技及综合国力的加强,我国也跻身世界前列。各种大型的工程都被兴建,随之而来的就是我们要对岩土工程进行勘察,然而钻探却是岩土工程勘察不可缺少的手段。岩溶,亦称“喀斯特”(Karst),是由水流与可溶性岩石相互作用而形成的独特的地质现象,其产生和发展的过程则称为“岩溶作用”,岩溶地区的地形及地质条件较为复杂,在其中开展钻探工程是一项较为困难的工作,需要多方面的协作配合才能完成。

2、我国岩溶地区的特点

岩溶地区往往具有很强的地域性,不同地区的岩溶特点不同,例如我国南方和北方的岩溶类型就有很大不同。我国的南方的岩溶主要是以管道流为主,而我国北方的岩溶主要是以渗透流为主,这就带来了南北岩溶的差异。相对来说南方的岩溶具有表现现象种类多的特点例如漏斗、洼地、石林等等,而北方的岩溶表现仅为干谷和大泉,相对来说比较单调。岩溶地区的地质条件相对来说都比较复杂,情况比较难以探明,这就造成了钻探工作的效率低,发生的事故多,并且工程的施工质量也比较差等特点。

3、岩溶地区钻探技术特点

3.1采取多级孔设计

岩溶地区的钻探一般都是深孔钻探,因此我们在钻进的过层中所穿过的地层种类也是非常多的,由于各个地层的性质都不同,因此我们一般都采取区别对待的手段。对于那些岩性稳定的地层我们可以采取正常的孔径进行钻进,若发现有较破碎的岩层我们应该采取缩小孔径的方式进行钻进,因为岩石破碎稳定性差,会导致一部分不稳定的岩石滑落甚至会进入钻孔内。因此在对一些岩溶地区进行钻探设计时我们就要考虑到采取多级孔径的设计。

3.2钻孔的护壁难

当我们对岩溶地区进行钻探时,几乎大部分的钻孔都会穿过溶洞等区域,这就带来了护壁困难并且极易造成塌孔的危险。当我们钻进遇到这种区域时就会发现发现钻孔会有漏浆的现象,这时我们就要采取一定的措施。岩溶地区的这种深孔钻探都会花费大量的时间,施工的周期很长,这就造成了钻孔穿透地层后会使附近地层的稳定性降低,对于一些松散的地层会发生掉块、分层位塌孔等现象。这也造成了钻孔的护壁困难。

3.3进尺效率低

对岩溶地区进行钻进时进尺的效率与其他地区相比是较低的。因为岩溶地区的岩石比较破碎、地层复杂等一些不利因素影响,对于一些岩石硬度较高并且研磨性较弱的地层,钻具的进尺是非常困难的,而且对钻头的磨损也是非常严重的。每回次的进尺非常短这就造成了提、下钻具的时间增加,并且还有岩芯的提取时间也大大增加了,这些无疑都是造成效率低的原因。

3.4钻孔的防孔斜难

岩溶地区的地质条件复杂,大多数的岩层倾角较大,而且软硬护层较多。软硬护层多就会造成在钻进过程中钻头的受力方向不均匀,很容易发生孔斜。在岩溶地区钻探我们就要因地制宜,由于不同地区的岩溶情况也不同,我们应该根据当地的实际情况制定相应的措施,并辅以常规的防倾斜手段,再加上定向钻探的方法才能尽肯能的防止孔斜现象的发生。除了这些技术和经验很难达到防孔斜的目的,严重的可能会造成塌孔、埋钻等情况的发生,给我们的钻探工作带来较大的麻烦。

3.5钻进技术要求高

岩溶地区的钻探技术相对于普通地区是非常高的,当我们的钻探设计完成之后我们都要对技术人员和工人进行培训,使他们可以真正的了解到岩溶地区钻探的难度在哪并且学会解决方法。当对岩溶地区进行钻探时一般钻进的深度较深而且会遇到种类非常多的地层,因此孔内的压力就会非常大,当我们提、下钻具时都要时刻注意孔内压力的波动,这就要求我们对操作的工人的技术要求很高,否则在提升钻具时不加注意,会造成钻具与孔壁的间隙减小使孔内压力波动较大,这就会给孔壁带来一定的影响,严重的会造成孔内坍塌事故。因此岩溶地区的钻进技术要求高。

4、钻探工作前的准备

4.1设计合理

针对我们所要施工的岩溶地区的地质条件及地形特点制定合理的钻探预案,要充分考虑到各种因素,及我们的设备的能力。根据现场情况要制定出到基岩之后的钻探方法。在施工开始前及预案确定后,我们要对我们的技术人员及工人进行培训,使他们能真正的认识并且学习到现场会出现的情况,以便可以正确处理突发状况,使我们的钻探工作顺利的进行。

4.2设备准备

在我们进行现场施工之前我们一定要对我们的设备进行全面的检查,查看设备是否是我们预案设计的型号,看其是否能正常工作及是否有损坏,其次是确定我们的钻具是否垂直于施工现场。在检查完毕后我们要准备好不同规格的套管及钻头,以备钻进不同情况的岩石,其次还要准备水泥、膨润土粉以及粘土等等。

5、施工时的处理

5.1 钻进岩溶地区

在岩溶地区进行钻探施工时我们一定要及时观察钻进的情况,并且要严格控制进尺,我们要及时的对才上来的岩心进行提取和分析,并且及时的记录和绘制现场的地下岩性分析。在钻进时我们要注意钻孔内的返浆情况,当返浆异常及无返浆时我们一定要及时处理,这可能是钻进过程中遇到了岩溶造成的溶洞,造成了漏浆的现象。若不及时处理很可能造成掉钻、塌孔、埋钻等事故,使我们的工作不能正常的进行。岩溶地区的钻探施工大部分我们都采用金刚石单动双管回转的钻进方式和套管护壁成孔的方法。在我们钻进过程中一定要采取多方面的措施,开孔时我们可以选择大一点的孔径,当钻进过程中我们应该选择小孔径的超前钻进,然后再进行对控的扩径,通过不断的扩径在不断的改变套管,这样可以更大可能得确保我们的钻进顺利进行。若我们在钻进过程中遇到溶洞这种情况,我们应该扩大孔径,然后把型号大一些的岩芯管充当二级套管,留在钻孔里,这样可以解决漏浆及无法钻进的难题。

5.2 钻进软土层

在钻进软土层时我们一定要加强提钻时的注意事项,在软土层时极易发生缩径这种现象。由于软土层泥土塑性较低,土质相对于岩层来说松软,在我们提钻时由于孔内充填物较少,因此当钻具离开钻孔时,孔内的泥土层就会发生缩径,当我们再次下钻具时就会造成与原空位有偏差。若我们在提钻具后对孔内进行充填,就会造成软土层与下方的岩层联系紧密,在钻进过程中就会在孔内产生漏水的现象,这样就会带来塌孔的危险,因此当我们钻进到软土层时,要使用孔径较大的钻头,及时下入套管,尽量减少缩径对我们工程的影响。

5.3 钻进粘土层

若我们钻进的过程中发现粘土层,一般都是在开孔的初期阶段会发现这种问题,那我们就要运用锤击的方法进行钻进,一般这种粘土层都是非常薄的,因此我们为了准确的划分地质层类时就要使进尺短些,大约小于2米每次钻进,这样可以更加准确的测量出黏土层的厚度及深度。

6、结束语

随着我国综合国力的强大我们会大量的兴建岩土工程,在对岩溶地区进行岩土工程勘查时我们一定要加强对地质情况的调查和了解,在充分了解当地地质情况后制定相应的钻探措施,并且要充分的考虑到各种情况的发生,我们要根据实际情况灵活的运用各种钻探技术,这样才能使钻探更加成功。

参考文献:

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