岩溶地区岩土工程勘察钻探技术分析

岩溶地区岩土工程勘察钻探技术分析

王旭麒

荆门市规划勘测设计研究院，湖北省荆门市 448000

摘要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。随着铁路、公路、房建、水利项目中的岩土工程越来越多。岩土工程施工必须合理使用勘察钻探技术。但是，有些岩土工程处于岩溶地区，对勘察钻探技术的要求非常高，要求选用适合当地地质条件的勘察钻探技术，否则会直接影响项目工程的顺利进行和勘察结果的准确性。可见，岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用非常重要。本文就岩溶地区岩土工程勘察钻探技术展开探讨。

关键词：岩溶地区；岩土工程；勘察钻探技术；应用

引言

岩溶地区的地理结构较为特殊，有着大量的溶洞以及溶沟，在进行沿途工程勘探的过程中，选择合理有效的钻孔技术，能够提升勘探有效性，也可以有效避免后期勘探技术变更而导致的成本增加以及影响施工进度。

1岩土工程勘察钻探技术的作用

我国地域广袤，地质复杂，部分建筑施工项目处于岩溶地区。岩溶地区岩土工程项目实施时，首先要设计完善的钻探计划，运用现代化勘察钻探技术探取准确的地质资料，为后续施工奠定基础。其次，在岩溶地区岩土工程施工前，相关人员一定要全面评价地层外结构的岩土物理学性质，深入了解所在区域的岩溶分布形态、发育情况和发展状况，并作出综合评估，整理详细的地质勘察报告，为设计施工方案提供参考资料。科学应用岩土工程勘察钻探技术，可为工程人员详细了解岩溶地区的地质构造、水文条件、岩土性质、地层实际埋藏深度等情况提供便利，为制定详细的施工计划奠定基础，同时可提升工程项目的稳定性和可靠性。岩溶地区岩土工程勘察钻探技术比较常见的有三种：螺旋钻探技术、冲击回转钻进技术和螺杆钻定向钻进技术。在岩土工程施工过程中，必须从施工所在区域实际情况出发，选择合适的勘察钻探技术，确保施工人员安全的同时保证岩土工程的安全性。

2岩土工程勘察方法

（1）工程勘探。借助专门设备在地下一定深度范围内进行勘探，查看一般勘察深度范围内岩土分布情况、土体特性、地下水情况等。当前岩土工程多采用坑探、钻探、地球物理勘探三种方法，钻探技术是采用专业设备破碎岩土体，在地层中钻孔取芯，可了解深层地层情况。坑探工程与之相比，可使勘察人员直观查看地质结构，掌握更多结构细节；地球物探是采用物理原理对施工现场各岩土层进行探测。（2）采取试样。勘察期间，样品选择十分重要，将样本通过室内试验获得相关参数，为场地岩土的定量评价提供数据参考。一般多用扰动土样、原状土样、岩石样作为试验样品，且采样方式较多，可在调绘期间探坑内挖取，也可在勘察作业中获得。从根本上看，土样质量优劣的评价标准在于样品是否受到扰动，判断依据为样品的含水率、组织结构、成分等指标，在样品取样、运输、试验等各阶段，均可能出现扰动情况。根据采样方式的不同，国内将取土器分为贯入式、回转式两种，并分别作出明确规定。前者在取样时，将取土器以压入或击入的方式深入到土层内，此类工具分为敞口和活塞两种形式，可根据实际需求进行选择；后者具有双层结构，单动适用于软土层采样，双动适用于密度和硬度较大的土层。（3）现场检验与监测。将现场检验与监测数据对比分析，可对原设计参数进行核对和优化，积累更多经验，为岩土工程的开展提供更多支持。检验与监测工作需在不同时段内开展，有在施工阶段，有在工程交付后的运营阶段。当前科技飞速发展，越来越多先进技术被应用到岩土工程中。例如，工程地质测绘制图、地质综合分析等工作陆续采用了GIS、GPS、PS等技术，且地质雷达、物理层成像技术等也逐渐在勘探阶段普及应用。

2岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实践应用

2.1粘性层的钻探施工

针对粘土层的钻探施工来讲，在钻孔开孔之后，可以利用锤击的方式进行钻进。同时需要通过前期的试验，选取、检测分析土壤成分，通过泥浆护壁进行回转钻进，合理应用套管护壁能够有效提升分层的精准性，同时可以结合2m的参数来进行回转进尺的控制。

2.2卵石层勘察钻探技术

通常情况下，对岩溶地区卵石层进行勘察钻探时，需注意以下几个问题：（1）如果卵石层相对较厚，通常选用以旋转钻进和冲击钻进为主的钻探方式，一般会采用跟管钻进方式对护壁进行处理，在保证钻探顺利进行的同时提升勘察效果，从而获取更加准确的数据。（2）当卵石层厚度很大而粒径却比较小的时候，因为卵石层本身孔隙率大、颗粒间粘结度差，很可能会发生井壁坍塌问题。为此，前期应投入一些黏土球，采用杵捣的方式，使黏土进入卵石之间提升孔井壁的稳定性，也能更有效地钻探到地层岩芯，且保证岩芯的质量。（3）如果卵石层的厚度大、粒径也大，进行跟管钻进的时候需要使用植物泥浆，其粘度较大，可对泥浆泵的泵量进行控制。

2.3软土层的钻进施工

针对软土层进行钻进施工，可以结合实际情况选择镇静方法，当前现存的钻进技术都有一定的应用优势，但是在钻进施工的过程中，若土壤层中存在较多可塑性较低的结构，在提钻过程中可能会出现缩径等情况。另外，由于地下水位变化过于复杂，可能会出现孔壁坍塌等情况。那么在施工期间，可以选择直径较大的钻头进行作业，也可以通过套管配合肋骨钻头，进一步加强对孔壁的保护程度和力度，减少塌孔以及缩径等情况的出现。

2.4岩溶石灰岩的勘察钻探技术

针对石灰岩的勘察钻探，应当注意以下问题：（1）运用黏土球护壁与管套结合的方法。如果岩溶裂缝出现漏浆问题，就要足够重视并快速处理，可采用黏土球护壁的处理体系充分保护孔壁，防止漏浆问题出现。（2）准确应用多层套管护壁处理体系。在应用多层套管护壁处理体系之前，技术人员要全方位地监督和管理岩土工程项目，监控溶洞发育的情况，并运用精细化分析法确定岩土工程的钻孔结构、开孔口径，进而提升钻探的有效性。（3）合理使用勘察技术。勘察技术人员一定要从石灰岩的实际发育情况出发，合理选用勘查技术，而且要进行全面监管，确保勘察结果的准确性。如果在实际钻探工作中选用了黏土球护壁与套管结合的方法，应当注意以下问题：（1）如果岩溶裂隙出现漏浆问题或者是小溶洞，可使用膨润土粉、水泥护浆、黄土（泥）进行护壁。（2）如果护壁效果不太好，需要再向孔内填湿黏土球，使用钻具向孔内施加压力，使泥球进入岩溶裂隙。或者把泥球稀释成泥浆后用钻洞钻具进行扫孔，泥球会被挤压到孔壁中填充裂隙，起到保护孔壁的作用。（3）制作泥球的黏土必须具有较高的塑性、粘结性，且不易冲洗，才能更有效地填充裂隙，避免漏浆问题，为后续钻探奠定基础。

结语

综上所述，由于岩溶地区的地质结构较为复杂，将直接影响整体工程的建设质量，因此在前期的岩土工程勘探过程中，钻进技术的选择必须要结合实际情况，同时，要了解临近场地周边的地质情况以及沿途工程信息，合理设计钻孔方案，结合具体的地层成分以及类型调整钻孔作业的流程和技术体系，通过前期预控方案来预判钻进过程中可能会出现的问题，这样能够有效提升岩土工程勘探的效率和质量，同时也可以为后续的实际施工奠定基础，进一步提升工程的安全性和稳定性。

参考文献

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