岩溶地区岩土工程勘察钻探质量控制

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【摘 要】：本文介绍了岩溶地区工程地质特点，概述了工程地质钻探的目的及其方法，分析了溶岩地区影响钻机施工的因素，结合工程实践，提出了岩溶地区岩土工程勘察钻探质量控制措施。

【关键词】：岩溶；岩土工程；勘察

【 abstract 】:this paper introduces the engineering geological characteristics in karst region, this paper summarized the engineering geological drilling purpose and its method, this paper analyzes the influence of the construction of the drilling rig in lava factors, combined with the engineering practice, this paper puts forward the karst area of geotechnical engineering drilling quality control measures.

【 key words 】 : karst; The geotechnical engineering; survey

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

引言

随着经济的快速发展，城市基础设施建设和城市化进程的加快。为确定某地区的岩土工程地质条件，并提供科学依据，为设计和施工，工程勘察工程是设计与施工的先头兵，近年来，经常遇到的塌孔，钻孔，冲洗液泄漏孔内事故。为此,我们必须采取有效的措施来确保了勘察质量。

1岩溶地区工程地质特点

1.1 地层分布

岩溶地区地层大致分布有：

(1)人工填土层；

(2)冲洪积层：分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等。呈软塑至可塑状态，孔隙潜水量大，渗透性能好；

(3)残积层，由灰岩风化残积而成、一般为湿―饱和，流塑至可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态；

(4)岩层：为灰岩(大理岩)、断层、裂隙、岩溶发育，基岩面溶沟溶槽等溶蚀现象严重。

1.2 岩溶发育特征

岩溶地区的岩溶发育具有一定的规律，普遍表现为：

(1)自上而下，由强变弱；基岩面上分布着溶沟、溶槽，浅部基岩岩溶发育较强，有的甚至呈串珠状自上而下分布，深部为古老溶洞，分布较少、暗河为古老溶洞连通而成。

(2)浅部溶洞充填物多，深部充填物少；充填物呈全充填――半充填――无充填，一般呈流塑――软塑状态：

(3)构造裂隙发育，地下水活动频繁地方溶洞较发育。

1.3 地下水特征

岩溶地区地下水按其赋存介质可分为三种类型，即：

(1)赋存于冲洪积及残积层的孔隙水，渗透性强；

(2)赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连通性好，水量丰富；

(3)赋存于构造断裂带中的裂隙水，连通性强。

2工程地质钻探的目的及其方法

工程地质勘察钻探是直接获取岩土工程第一手基础资料的基本手段,是用钻机通过钻具从地表向地下钻进,在地层中形成圆柱形钻孔,并从钻孔中的不同深度处获得岩芯,取得岩样、 土样、 水样;目的是能从所勘察的地层鉴别岩土性质,确定地层的埋藏深度与厚度,取得符合质量要求的试样或进行原位测试,查明钻进深度范围内地下水的赋存情况;其成果是进行工程地质评价和岩土工程设计、 建筑物基础设计以及基础施工的基础资料。 因此,钻探技术的高低对整个勘察的质量起决定性和作用。

工程地质勘察钻探方法,主要有回转钻探(螺旋钻探、 无岩芯钻探、 岩芯钻探)、冲击钻探(冲击钻探、 锤击钻探)、 振动钻探、冲洗钻探等。选择钻探方法时,应考虑地层的特点及钻探方法的有效性;能保证以一定的精度鉴别地层,了解地下水的情况,尽量避免或减轻对取样段的扰动影响;钻进的深度和岩土层分层深度、 回次进尺、 岩芯采取率等都有相应的质量、 精度要求。

3 溶岩地区影响钻机施工的因素分析

3.1钻探施工方案的编制

针对大燕河地区石灰岩地层岩溶蚀变大、 串珠状溶洞发育等特点，编制适合本区的施工的钻探施工方案，确定合适的钻探工艺，预测钻探过程中可能出现的问题并作相应的技术准备，最大程度地提高生产效率，减少损失，在保证工程质量的同时，做到安全生产、 文明施工。

3.2钻机场地处理

在石灰岩地区进行施工时，由于钻机安装不平、 岩面倾斜、 水上施工等，易发生钻孔偏斜等现象，在开孔时就要对施工场地进行处理，做到场地平整，把钻孔发生偏斜的概率降到最低。

3.3钻机设备

设备配置工作是钻探施工的关键，能否达到优质高效，与设备的选用有着直接的关系，钻机系统配置的设备、 管路在技术参数和性能上应满足石灰岩地区工程钻探的基本要求，同时应根据覆盖层和下伏基岩配备不同的合金钻头和金刚石钻头，并配备不同直径的套管，还应准备一些必要的打捞工具和泥粉，检查每台钻机的材料是否齐全，不齐全的不允许开工。

3.4钻机操作人员的水平

对各施工机长及下属人员进行岗前质量、 技能及安全培训，提高钻机操作人员的技术水平、 经验及操作的规范性，在钻探施工工程中安排管理工作人员进行监督工作，确保钻探施工合理、 安全、 突发事件安全有效处理。

4岩溶地区岩土工程勘察钻探质量控制措施

4.1编制勘察和钻探施工方案及相关技术交底

制定详细的勘察方案及钻探施工方案，由项目技术负责人完成，由院总工负责审阅。勘察和钻探施工方案包括这样几点：明确该工程勘察的目的；详细了解石灰岩地区工程勘察的难点，做到相应的预防处理；对钻机机长和相关操作人员进行安全、 技术和操作培训，提高钻机操作人员的技术水平和操作的规范性；对钻探施工过程中遇到的疑难问题，应在相关技术人员的协作下进行处理，确保安全生产；在钻探施工过程中安排专人进行现场监督工作，确保钻探施工合理、 安全；明确钻探过程中的各项细节，提高生产效率，降低工程成本，提高岩土工程勘察质量。

4.2钻探施工现场处理及出现问题后的事故处理

开钻前，对附近场地进行平整处理，将钻机位置调平、 调整，并对机座地面及平台进行加固，水上钻孔，采取打桩等固定钻机平台的方法，确保钻探前和钻探过程中钻机平台稳定，防止发生倾斜等；钻孔击穿空洞、 溶洞顶板或所处岩层裂隙发育，连通性好，容易发生漏浆、 漏水。当漏浆不严重时应及时增大循环水，必要时可在泥浆中添加护壁剂、 锯末等增加泥浆相对密度；如果钻孔漏浆严重，应采套管跟进或安装多层套管、 变径钻进等措施，及时止漏，如漏浆迅速来不及处理，应立即撤离钻机，防止地陷造成钻机倾覆。当发生卡钻事故时，需继续保持循环水的供给，同时应在缓慢旋转钻具时提升钻具，当此法不能凑效时，采用吊锤反打的方法慢慢提钻，并投黏土球以加大孔壁的维护。

当岩层多溶洞、 裂隙或钻进遇构造破碎带和接触变质带，在某些钻孔中取出的岩芯在数量上和质量上不能满足地质勘探目的和要求时，要采取相应措施，适当减小回次进尺，或者在溶洞内钻进时采用合金干钻钻进，但必须防止发生烧钻事故，以提高岩芯采取率。由于在不稳定的岩溶地区钻探，施工时机械振动，冲洗液将松散覆盖层冲蚀，或者是钻孔内土层被取出后，表层松散覆盖层沿溶蚀沟槽向钻孔内移动，形成地表塌陷甚至卡钻。为避免此类情况发生，在开钻时要下好井口套管，防止冲洗液冲蚀松散覆盖层导致地表塌陷。 钻探完成后，要及时封孔，并在施工中随时观察场地的变化情况，确保人员、 机具的安全。

4.3钻机操作人员的培训

考虑到钻探质量的重要性，项目组对钻机机场及操作人员进行了相关的安全、 生产技能培训，并严格规定按照勘察和钻探施工方案进行施工，对钻探过程中遇到的疑难问题，上报项目组，在相关技术人员的指导和监督下进行处理。

4.4终孔后封孔监督工作及场地清理

钻孔达到设计深度可以终孔时，进行挪机前，要严格按照流程进行封孔，对施工场地进行清理，避免因钻孔内土层不稳定发生移动而引起地基下陷、坍塌等现象。

结束语

岩土工程勘察工作必须制定适宜的质量保证系统措施、 落实人员责任，控制好人员、 钻机设备机、 方法、 环境等因素，持续改进和不断提高企业的勘察质量和管理水平，真正体现顾客第一、 质量第一的工作理念。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家标准 《岩土工程勘察规范》 (GB50021－2001)[R].北京,中国建筑工业出版社,2002.

[2] 中华人民共和国行业标准 《建筑工程地质钻探技术标准》 (JGJ87－92)[S].北京,中国建筑工业出版社,1992.

[3]GB 50007-2002建筑地基基础设计规范

[4]岩溶工程地质.中国铁道出版社.1984