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岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用探讨

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：毛宇

[导读] 摘要：我国很多岩土工程所在区域都位于岩溶地区，而在这种区域进行施工时，会存在很多不可测因素，有的时候，因为施工人员对于岩溶的认识并不足，导致在进行勘察钻探的时候动作不熟练，从而降低勘察钻探质量和效率，而岩土工程也会时常发生安全事故，因此，还必须加强勘察钻探技术的合理使用。

        武汉华中岩土工程有限责任公司湖北武汉 430000
        摘要：我国很多岩土工程所在区域都位于岩溶地区，而在这种区域进行施工时，会存在很多不可测因素，有的时候，因为施工人员对于岩溶的认识并不足，导致在进行勘察钻探的时候动作不熟练，从而降低勘察钻探质量和效率，而岩土工程也会时常发生安全事故，因此，还必须加强勘察钻探技术的合理使用。
        关键词：岩溶地区；岩土工程勘察；钻探技术；应用
        1岩溶地区岩土工程应用勘察技术的重要性
        在岩溶地区岩土工程项目施工中，相关部门要建立健全完整的监管方案，对实际地质条件进行集中约束和监督，从根本上提高勘察工作的实效性，有效落实具体的施工规划。岩溶地区岩土工程勘察是指对除了地层外的结构进行构成成分、岩土物理力学性质等进行综合评价，因此要对岩溶的分布效果、形态以及岩溶大小等基础参数进行综合判定，能在落实流动参数、分布参数等工作的同时，有效评估场地的适宜程度和地基的稳定性，为提升岩溶地区岩土工程项目质量和整体稳定性提供根本保障。
        2岩溶地区岩土工程较为常用的勘察钻探技术
        2.1泥球护壁结合套管法
        泥球护壁结合套管法在岩溶地区岩土工程勘察钻探中经常会使用到，其最大的作用就是可以对裂缝漏浆问题进行解决，而原理则是在孔中注入湿黏土球，再借助钻具的帮助在孔中不停地上下移动，从而对土球进行压实，使其和裂缝密切连接在一起，逐渐形成泥浆。
        实现这一步后，施工人员就需转动钻具实施扫孔，从而让土球可以进入到孔壁中，起到保护孔壁和回填的作用。如果在泥球的制作上是使用黏土作为材料，那么，不但塑性要很大，还需保持较强的黏结性，只有这样，才能确保不会轻易被冲刷掉，才能达到使用目的。如果泥球的黏结性不强，那么，就会导致在后期运作中脱离孔，使得孔中的泥浆漏出来，勘察钻探工作很难继续。然而，因为岩溶地区的富水性很好，在进行钻探的时候需对水分进行稀释，否则，很难有效钻探，当泥浆的浓度会有所下降时，如果接着钻探反而会造成孔内泥浆再次渗透，但在钻探深度还没有达到时，可以对水分进行稀释，来解决漏浆问题。
        2.2多层套管护壁法
        多层套管护壁法的使用就是通过跟管钻进的形式来进行的，先对小直径进行钻探，再对大直径进行钻探，多层套管护壁法的使用需要进行反复的变径，才能进行钻探。并且，在实际的勘察钻探过程中，使用这种方法进行，在正式展开勘察钻探之前，施工人员需对周围的环境非常了解，并确定一个钻探深度，还需对钻探深度内可能出现的溶洞个数有所预测，从而制定科学的勘察钻探计划。在这个过程中，需要注意的是，在实施开孔的时候，需在口径的地方留出一个位置，采用φ75米的金刚石单动双管进行钻探，当在遇到溶洞时，施工人员也应有快速的反应，需将钻具提起来，把岩芯取出来，换成中146毫米的合金钻具，将孔径进行扩大后再进行钻探，一直到溶洞底端为止，然后，再采用φ146毫米的芯管作为二级套管，将其放在钻孔里面，再换成小一径的金刚石单动双管继续钻探。多层套管护壁法的使用就是需要进行反复的换径，才能达到最终的勘察钻探目的。
        3岩溶地区岩土勘察钻探技术应用方案
        3.1 岩溶地层钻探技术应用方案
        岩溶地层钻探技术在实际应用之前，工作人员需要从实际出发，结合岩溶地层的地质、水文以及气候等基本情况，认真做好钻探技术设备及相关配套材料的准备工作。例如在岩溶地层钻探勘察过程中，可以使用XY-100等较为成熟的液压钻机设备，通过灵活调整钻具的口径大小、规格体量等参数，确保整个勘察钻探工作的顺利开展。以某建筑工程为例，其建筑项目开发区域，位于岩溶地层区域，地质结构的稳定性和承载能力相对较差，为确保建筑工程开发项目的顺利进行，施工单位组织人员，按照《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB50021—2001）、《岩土工程勘察报告编制标准》（CECS99—98）、《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）等技术规范，认真组织开展岩溶地层的钻探工作。考虑该地区的实际情况，在钻探过程中，采用无泵回转钻进和正循环回转钻进的方法施工，从最终的效果来看，钻探技术不仅实现了对90%的岩芯采取，还实现了对岩溶施工区域地质情况的全面掌握，为后续开发、施工活动的开展奠定了坚实基础。
        3.2 软土层钻探技术应用方案
        岩溶地区软土层的勘察钻探过程中，由于软土含水量较大，因此钻进速度较快，但是如果没有采取相应的防护举措，势必造成掉钻情况的出现。在这种情况下，工作人员可以选用泥球护壁结合套管技术，认真做好填充工作，通过填充对软土层的可塑性进行提升，在保证软土层钻探有序进行的同时，保证了钻探数据的准确性。以某岩溶地区建筑开发项目为例，在施工活动开展支出，组织人员在施工区域，分别进行14个位置的钻探，获得岩溶溶洞数据，如表1所示。
                                       表1岩溶溶洞统计表单位：mm

        由表1可知，层厚最大值为1.80m，最小值为0.50m，平均值为0.73m；层顶高程最大值为7.00m，最小值为-2.70m，平均值为0.90m；层底高程最大值为6.40m，最小值为-3.30m，平均值为0.17m；层顶深度最大值为21.20m，最小值为13.50m，平均值为18.81m；层底深度最大值为21.80m，最小值为14.10m，平均值为19.54m。
        3.3 砂卵石层钻探技术应用方案
        对于砂卵石层，在勘察钻探过程中，如果砂卵石的厚度较小，工作人员可以直接使用泥浆护壁回转钻探技术方案进行勘察钻探，以此获取岩溶地区的基本地质情况。但是当砂卵石厚度较大的情况时，应使用多层套管护壁技术，借助多层套管护壁技术的技术优势，在不产生过多扰动的情况下，快速开展钻探工作，确保在较短的时间内，准确掌握砂卵石层的有关数据，帮助工作人员更好地评估岩溶地区的地质情况。考虑到砂卵石含水量较大、密实度较低的情况，在实际钻探过程中，工作人员应做好相关防范举措，避免塌落情况的出现。
        结束语
        很多岩土工程都是位于岩溶地区，其地质条件比较复杂特殊，在进行勘察钻探的时候，要应用适合的勘察钻探，才能达到岩土工程勘察钻探目的。在岩溶地区，岩土工程勘察钻探的过程中，应用了多种技术，其中使用比较频繁的就是泥球护壁结合套管法和多层套管护壁法，在对岩溶地区、软土层、黏性土以及砂卵石层进行勘察钻探时，就可以发挥出这两种技术的作用优势。
        参考文献
        [1]李小明.岩溶地区岩土工程勘察钻探的质量控制研究[J].建材与装饰,2020(09):208-209.
        [2]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.