上海广联环境岩土工程股份有限公司
摘要：我国有着分布较广的岩溶地貌，其中的沟壑、孔洞较多，这就使得整体岩土承重力有所降低。本文将对岩溶地区岩土工程勘查钻探技术的主要特征加以介绍，同时结合实际工程案例，分析钻探的主要目的与方法，进而指出施工前需要准备的事项，以及各地层钻探技术的选用思路，以期为有关部门确保施工安全、地基稳定提供可靠参考。
关键词：岩溶地区；岩土工程勘查；钻探技术；孔斜；钻探设备
引言：在岩溶地区施工时，施工企业必须将项目安全放在首要地位，并对其予以高度关注。对于岩溶区域施工而言，工程勘查占据着重要的地位，其关键目标便是分析现场气候条件、地貌地质以及水文条件等各种客观要素，以便为施工器械、工艺的筛选提供参考凭证。钻探技术会对勘查结果产生直接影响，需要施工企业格外重视。
1岩溶地区岩土工程勘查钻探技术主要特征
1.1不易规避孔斜现象
大部分岩溶地区都有较复杂的地质，因此在钻进时，钻头时常出现受力不均的问题，致使发生孔斜状况，从而造成孔径发生倾斜。所以在此地区应用钻探技术的时候，必须结合地区实际状况选择最合适的钻进技术，做好防孔斜的工作，[1]。
1.2多级孔设计较常见
将深孔钻探技术应用于岩溶地区时，钻进的地质结构较多，且地质性质各不相同，所以要选择相应的钻进技术。所以，若想有效应用岩溶地区岩土工程勘查钻探技术，应采取多级孔设计。
1.3较高的钻探技术要求
在岩溶地区中开展岩土工程勘查钻探作业一般有着较高的技术要求，这就要求施工企业在编制好钻进方案的基础上，及时组织有关人员参加相应培训，以便使其对施工难度加以了解，可以事先结合现场实际情况制定应急方案。而在钻探过程中，施工人员需要动态掌握孔内的压力改变状况，避免影响孔壁，防止出现坍塌。
2工程概况
某公路大桥项目位于上海，项目地点有着较为平坦的地形，其两侧为荒地与农田，整体桥梁长度约为2km，需要集中钻孔，设计勘查钻孔416个，最终完成306个。施工部门在正式施工前，应当明确现场岩溶情况，并且结合岩溶地下水的实际状况以及地面塌陷的具体情况等，全面研究岩土性质，进而判定地形的适应性以及稳定性。
3钻探主要目的与方法
对于岩土项目而言，工程地质勘查钻探能够直接得到此类项目的第一手资料。在钻探过程中，施工人员操作钻机自地表开始向地下进行钻进，而地层当中将会因此出现许多圆柱状的钻孔，技术人员从中能够得到岩芯，获得水样、岩样以及土样等。此项作业的主要任务，便是对勘查地层的岩土性质加以鉴别，对地层厚度以及埋藏的深度展开确定，以便得到与质量要求相符的试样，对地下水赋存状况进行全面了解。钻探作业的最终成果属于评价项目地质，开展项目、基础建筑物设计的核心资料，其作用极为重要[2]。
如今常见的岩土工程勘查钻探技术，包含了冲洗钻探、回转钻探、震动钻探以及冲击钻探等。
在筛选钻探技术的时候，技术人员需要对钻探技术有效性以及地层特征加以综合考虑，以便确保所选技术能够提升地层鉴别精度，详细掌握地下水实际状况，减轻甚至防止影响取样段。
4施工前准备
在正式施工之前，技术人员需要结合勘查工作实际需求以及现场具体地质条件和环境等，做好钻探作业的技术以及设备准备工作。
4.1准备钻探技术
此项准备，不仅需要满足勘查工作一般要求，更要明确如何快速、有效地穿过覆盖层，抵达并钻进石灰岩层。这就需要技术人员结合此处岩溶的发育情况，对钻探作业阶段可能存在的各种问题进行预测，做好堵漏、钻进方式、套管流程以及钻孔结构等应急预案，同时做好相应的技术交底以及培训。
4.2准备材料、设备
因为一般的岩土工程勘查钻孔有着较浅的深度，所以技术人员必须采用最合适的钻探设备，并且结合工程要求以及现场状况准备好规格、口径不同的钻具、合金钻头、套管、打捞工具等。
5各地层钻探技术的选用思路
5.1针对粘性土的钻进
在开孔之后，最初的几次钻进应当以锤击钻进技术为主，而原位测试或者取土试样阶段所采用的钻孔技术应当为泥浆护壁回转钻进或者回转钻进技术，需要的时候还应借助套管护壁。若想使分层精度的需求被充分满足，应当保证每一次的进尺不超过2m。
5.2针对卵石层的钻进
（1）在卵石层并没有较大的厚度时，优先选用泥浆护壁回转钻进或者回转钻进技术，在完成钻之后，将套管打入，使之能够对孔壁进行有效保护。
（2）如果卵石层有着较高密实度以及较大的厚度时，应该重点选择回转钻进技术，这主要是因为该层通常有地下水，而卵石之间有着较大的孔隙，这就使得钻进过程中孔内极易出现漏水，内部孔壁有坍塌风险。将黄土加入到钻孔当中，使其在钻进时具备护壁功能。如果钻进时没有发生塌孔，可以继续进行钻进，否则就要借助套管跟管的钻进方法进行钻进，钻进一定的深度之后将钻具起拔，将其击入到对应的套管中。在卵石层钻进阶段，用套管击入时一般会遇到极大阻力，所以要运用壁厚约为1㎝的厚壁套管和重锤，这样可以达到较好的钻进效果。
（3）如果卵石层存在漂石或者粒径相对较大，且卵石颗粒间存在孔隙，
其胶结的程度不佳，此时应选择回转钻进技术，以便使大粒径卵石颗粒和钻具共同旋转。技术人员应放慢钻速、增加泥浆的浓度以及钻机的下压力，如有需要则应选择金刚石钻头进行钻进。
（4）在击入套管之后，可能会有卵石留存到套管当中，这使得进行回转钻进的时候，一些卵石将会被卡到套管和岩芯管间，致使套管对岩芯管进行跟转，而运用正丝的时候，丝扣极易滑脱，套管会脱落下去，因此需要将套管点焊于管的接头位置实施加固。需要注意的是，在对反丝套管加以运用的时候，丝扣不会轻易滑脱。
（5）不管卵石的厚度如何，在钻进到卵石层的时候，可以直接运用约有1㎝壁厚的厚壁岩芯管，同时以超过100㎏的重型吊锤将其击入，此时有着较好的进尺效果。钻进原理即，运用重锤进行击入的时候，可以实现挤压、击碎卵石，加之岩芯管有着较厚的管壁，所以不会轻易出现卷口问题。在进行击入操作的时候，应当加入适量的黄土，以便对管壁产生保护作用。当击入到特定的深度之后，将岩芯管起拔，将岩芯带出来，并进行循环操作，便可以逐渐达到需要的深度。由于存在泥浆护壁，所以不会轻易出现塌孔的现象，如果发生了塌孔问题，便可以将第一级的套管下入，以便在下一次的进尺作业中，使用小径的岩芯管。
（6）如果开孔的孔径较大，在进尺到卵石层的时候，将厚壁岩芯管在卵石层中击入到一定的深度之后，便要将锤击停止，使此岩芯管被保留到孔中，随后将比此岩芯管更大的套管击入，且其击入深度不可超过岩芯管的实际深度，最后将预留的岩芯管起拔，将岩芯取出来。
5.3针对软土层的钻进
不管运用哪一种钻进技术，其进尺均较快，而在遇到土洞充填物或者部分土洞的时候，往往会发生掉钻的问题，也就是在钻具不转动与不加压的时候，以自重方式在孔中自行陷落。
因为软土层的淤泥有着极低的塑性，其土质极为松软，使得在提钻之后时常发生孔内缩径的问题，使得下一次下钻无法达到上一次的孔深。倘若土洞中有较少的充填物甚至没有充填物，则会存在一定的空间，使得二次下钻出现偏移。如果土洞处于充填的状态，因为其通常都会和下部的灰岩有着密切关联，所以在此层极性钻进的时候，孔中往往会发生漏水现象，使得此处地下水位发生较大改变，进而引发塌孔问题。所以，在此层钻进的时候，应选择肋骨钻头以便使孔径加大[3]。
5.4针对岩溶石灰岩的钻进
在进行岩土工程勘查的时候，特别是对于以冲灌注桩为基础的构筑物而言，因为桩端的持力层需要被打入到不存在岩溶发育、厚度一定且有较好完整性的石灰岩当中，所以需要对设计深度石灰岩的岩石完整性、岩溶发育形式、充填物实际状况、基本的形态以及规模等进行查明。
钻探时，当钻进到与石灰岩面接近处或者石灰岩面的时候，孔中如果出现漏浆、漏水问题，且没有返浆，尤其是存在处于充填状态的溶洞时，将会有较大概率出现塌孔以及埋钻等问题，使施工整体安全性以及稳定性受到影响。
技术人员必须明确，在岩溶石灰岩层展开钻探作业的时候，其施工重点主要是为了将钻进时孔内套管跟进、漏水、塌孔以及漏浆等问题加以解决。
在岩溶区进行钻进作业的时候，通常采用的钻探技术主要为合金回转钻进、套管或泥浆护壁成孔钻进或者金刚石单动双管回转钻进技术。如果发生漏浆，主要包含了溶洞漏浆以及岩溶裂隙漏浆。
结论：总体而言，因为岩溶地区较为复杂，其覆盖层的卵石状态、厚度等有较大差异性，而石灰岩内部裂隙、溶洞等发育毫无规律，存在诸多不确定因素。所以，施工企业在此类地形中开展施工时，必须做好勘查工作，选择最合适的钻探技术来顺利完成岩土工程勘查工作。
参考文献：
[1]饶乐.岩溶地区岩土工程勘查钻探技术的研究[J].世界有色金属，2019（16）：230-231.
[2]熊翔.岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析[J].中国战略新兴产业，2017（36）：109.
[3]钟小兴.岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用[J].西部资源，2017（04）：171+193.