巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探技術(shù)的應(yīng)用探討

閆韋

（江蘇省核工業(yè)二七二地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 南京 211102）

我國(guó)很多巖土工程所在區(qū)域都位于巖溶地區(qū)，而在這種區(qū)域進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)存在很多不可測(cè)因素，有的時(shí)候，因?yàn)槭┕と藛T對(duì)于巖溶的認(rèn)識(shí)并不足，導(dǎo)致在進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候動(dòng)作不熟練，從而降低勘察鉆探質(zhì)量和效率，而巖土工程也會(huì)時(shí)常發(fā)生安全事故，因此，還必須加強(qiáng)勘察鉆探技術(shù)的合理使用。

1 巖溶地區(qū)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(qū)，其地質(zhì)條件不僅比較堅(jiān)硬，也比較復(fù)雜特殊，這使得在對(duì)巖土工程進(jìn)行勘察鉆探時(shí)難度系數(shù)較大，因此，在進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候，要得到技術(shù)的支持，否則，勘察鉆探工作很難進(jìn)行下去。之所以會(huì)對(duì)巖溶地區(qū)的巖土工程進(jìn)行勘察，最主要的原因就是，對(duì)巖溶地區(qū)的巖溶化發(fā)規(guī)律進(jìn)行了解，充分了解巖溶地區(qū)的分布規(guī)律和密度以及規(guī)模，從而提高巖土工程的可行性和可建設(shè)性。對(duì)于巖土工程來(lái)說(shuō)，其所在位置是否合適，與地質(zhì)條件有著直接的關(guān)系，而勘察鉆探工作則可以幫助施工單位更加了解地質(zhì)條件，看巖土工程是否適合建設(shè)在該區(qū)域內(nèi)。要想達(dá)到巖土工程勘察鉆探的目的，光靠人為力量是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，還必須借助與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備、儀器、方法的幫助。技術(shù)人員需要和巖土工程的實(shí)際情況以及巖溶地區(qū)實(shí)際情況相結(jié)合，根據(jù)順序展開(kāi)勘察、分析，從而掌握到更多的地質(zhì)數(shù)據(jù)，也可以從數(shù)據(jù)中分析得出巖溶地區(qū)對(duì)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(qū)巖土工程較為常用的勘察鉆探技術(shù)

2.1 泥球護(hù)壁結(jié)合套管法

泥球護(hù)壁結(jié)合套管法在巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探中經(jīng)常會(huì)使用到，其最大的作用就是可以對(duì)裂縫漏漿問(wèn)題進(jìn)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(dòng)，從而對(duì)土球進(jìn)行壓實(shí)，使其和裂縫密切連接在一起，逐漸形成泥漿。

實(shí)現(xiàn)這一步后，施工人員就需轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具實(shí)施掃孔，從而讓土球可以進(jìn)入到孔壁中，起到保護(hù)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(qiáng)的黏結(jié)性，只有這樣，才能確保不會(huì)輕易被沖刷掉，才能達(dá)到使用目的。如果泥球的黏結(jié)性不強(qiáng)，那么，就會(huì)導(dǎo)致在后期運(yùn)作中脫離孔，使得孔中的泥漿漏出來(lái)，勘察鉆探工作很難繼續(xù)。然而，因?yàn)閹r溶地區(qū)的富水性很好，在進(jìn)行鉆探的時(shí)候需對(duì)水分進(jìn)行稀釋，否則，很難有效鉆探，當(dāng)泥漿的濃度會(huì)有所下降時(shí)，如果接著鉆探反而會(huì)造成孔內(nèi)泥漿再次滲透，但在鉆探深度還沒(méi)有達(dá)到時(shí)，可以對(duì)水分進(jìn)行稀釋，來(lái)解決漏漿問(wèn)題。

2.2 多層套管護(hù)壁法

多層套管護(hù)壁法的使用就是通過(guò)跟管鉆進(jìn)的形式來(lái)進(jìn)行的，先對(duì)小直徑進(jìn)行鉆探，再對(duì)大直徑進(jìn)行鉆探，多層套管護(hù)壁法的使用需要進(jìn)行反復(fù)的變徑，才能進(jìn)行鉆探。并且，在實(shí)際的勘察鉆探過(guò)程中，使用這種方法進(jìn)行，在正式展開(kāi)勘察鉆探之前，施工人員需對(duì)周圍的環(huán)境非常了解，并確定一個(gè)鉆探深度，還需對(duì)鉆探深度內(nèi)可能出現(xiàn)的溶洞個(gè)數(shù)有所預(yù)測(cè)，從而制定科學(xué)的勘察鉆探計(jì)劃。在這個(gè)過(guò)程中，需要注意的是，在實(shí)施開(kāi)孔的時(shí)候，需在口徑的地方留出一個(gè)位置，采用φ75米的金剛石單動(dòng)雙管進(jìn)行鉆探，當(dāng)在遇到溶洞時(shí)，施工人員也應(yīng)有快速的反應(yīng)，需將鉆具提起來(lái)，把巖芯取出來(lái)，換成中146毫米的合金鉆具，將孔徑進(jìn)行擴(kuò)大后再進(jìn)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(jí)套管，將其放在鉆孔里面，再換成小一徑的金剛石單動(dòng)雙管繼續(xù)鉆探。多層套管護(hù)壁法的使用就是需要進(jìn)行反復(fù)的換徑，才能達(dá)到最終的勘察鉆探目的。

3 巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 鉆進(jìn)巖溶地區(qū)

在對(duì)巖溶地區(qū)巖土工程進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候，施工人員需一邊施工一邊觀察鉆探進(jìn)展，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題存在時(shí)，就應(yīng)停止鉆探，分析問(wèn)題導(dǎo)致的原因，在解決問(wèn)題的基礎(chǔ)上再次恢復(fù)鉆探。并且，還要對(duì)進(jìn)尺進(jìn)行控制，把巖心提取出來(lái)進(jìn)行分析，再把巖溶地區(qū)的實(shí)際情況記錄下來(lái)，為之后的工作提供依據(jù)。在勘察鉆探的時(shí)候還可能出現(xiàn)返漿情況，因此，在鉆探時(shí)，需關(guān)注孔內(nèi)是否出現(xiàn)了返漿現(xiàn)象，返漿之所以會(huì)出現(xiàn)，就是因?yàn)槿芏幢黄茐牡袅?，從而出現(xiàn)漏漿情況，當(dāng)遇到這種現(xiàn)象時(shí)，施工人員就應(yīng)在停止鉆探后立刻修補(bǔ)。在對(duì)巖溶地區(qū)巖土工程進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候，最常使用到的方法就是金剛石單動(dòng)雙管回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，然而，值得注意的是，無(wú)論是使用哪種方法在鉆探過(guò)程中都需得到全面的保障，在開(kāi)孔的時(shí)候，先選擇孔徑比較大的，而鉆探時(shí)則要先選擇孔徑小的，再慢慢地?cái)U(kuò)大孔徑，在擴(kuò)徑的時(shí)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(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了溶洞，那么，施工人員就可以在把孔徑擴(kuò)大后，更換新的巖芯管，將其作為二級(jí)套管，并將其放在鉆孔里面，從而解決漏漿問(wèn)題和鉆探困難等問(wèn)題。

3.2 軟土層鉆探

在對(duì)巖溶地區(qū)巖土工程進(jìn)行勘察鉆探時(shí)，無(wú)論是使用什么方法進(jìn)行鉆探，其進(jìn)尺的速度都應(yīng)較快，如果在遇到土洞的時(shí)候，難免會(huì)遇到掉鉆情況，這也意味著，在不施壓或者轉(zhuǎn)動(dòng)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(méi)有上面塑造性可言，質(zhì)量也比較軟，當(dāng)施工在提鉆后，孔洞可能會(huì)出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是正常的。而在這時(shí)候，二次下鉆的深度不應(yīng)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(duì)而言就要大一些，在進(jìn)行二次下鉆的時(shí)候，則會(huì)使得孔位發(fā)生偏差，如果孔洞已經(jīng)被填充物占滿了，那么，鉆探到這個(gè)位置時(shí)就會(huì)有很多水流出來(lái)，會(huì)導(dǎo)致孔洞塌陷，還會(huì)改變地下水的水位。因此，在對(duì)軟土層進(jìn)行鉆探的時(shí)候，施工人員就需將鉆具更換成為肋骨鉆頭，從而擴(kuò)大直徑，而為了出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，就需使用管套保護(hù)孔壁。

3.3 黏性土鉆探技術(shù)的應(yīng)用

在巖溶地區(qū)巖土工程早期勘察鉆探時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)是否存在黏土層，如果有黏土層，那么就可以使用錘擊法來(lái)進(jìn)行鉆探，通常，黏土層都是比較薄的，為了可以對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)分，在進(jìn)行進(jìn)尺時(shí)就可以稍微慢一點(diǎn)，且進(jìn)尺的距離短一些，每次進(jìn)尺的距離大約為兩米，從而準(zhǔn)確地將黏土層厚度以及深度計(jì)算出來(lái)，方便勘察鉆探工作的有效進(jìn)行。

3.4 砂卵石層鉆探技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)砂卵石層進(jìn)行勘察鉆探時(shí)，施工人員需根據(jù)砂卵石層的厚度選擇勘察鉆探技術(shù)，如果厚度比較小，就可以使用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)，將套管放在砂卵石層中，從而起到保護(hù)作用；若厚度比較大，則可以選擇回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)。砂卵石層的含水量比較豐富，中間還有很多縫隙，在進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候，孔壁可能會(huì)出現(xiàn)一些坍塌現(xiàn)象，還會(huì)伴隨漏水情況。所以，在進(jìn)行勘察鉆探時(shí)，就可以在孔洞里進(jìn)一些黃土，起到保護(hù)孔壁的作用，以此預(yù)防孔壁發(fā)生塌陷和漏水現(xiàn)象。在完成這一舉措后，若還會(huì)出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)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(lái)再次解決，在進(jìn)行鉆探的時(shí)候，要將鉆探的距離控制在兩米之內(nèi)。除此之外，在砂卵石層打入套管的時(shí)候，會(huì)伴隨卵石積壓情況，套管會(huì)伴隨著巖芯管轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

很多巖土工程都是位于巖溶地區(qū)，其地質(zhì)條件比較復(fù)雜特殊，在進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候，要應(yīng)用適合的勘察鉆探，才能達(dá)到巖土工程勘察鉆探目的。在巖溶地區(qū)，巖土工程勘察鉆探的過(guò)程中，應(yīng)用了多種技術(shù)，其中使用比較頻繁的就是泥球護(hù)壁結(jié)合套管法和多層套管護(hù)壁法，在對(duì)巖溶地區(qū)、軟土層、黏性土以及砂卵石層進(jìn)行勘察鉆探時(shí)，就可以發(fā)揮出這兩種技術(shù)的作用優(yōu)勢(shì)。