砂卵石地基鉆孔勘察方式

導(dǎo)語：砂卵石地基鉆孔勘察方式一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

作為山區(qū)河流沖積盆地中的砂卵石土層．與平源地區(qū)河流沖積成因的砂卵石土，有許多共性特征，但由于水動(dòng)力條件不一樣，山區(qū)河谷盆地中的砂卵石土，有它的個(gè)性特征。比如，沉積韻律不明顯，平面分布的微觀特征不均勻．尤其是漂礫組合量較多．給勘探和測(cè)試技術(shù)帶來了很大困難。

1砂卵石地層的特點(diǎn)

砂卵石層的特點(diǎn)是巖性不均，軟硬不一，結(jié)構(gòu)松散．特別是近代沖積(堆積)層，有的級(jí)配均勻，孔隙比很大；有的級(jí)配無規(guī)律．粒間充填著礫石、砂和粘性土。勘察鉆探時(shí)，孔壁容易掉塊，提鉆后孔壁容易坍塌；遇到大漂石層．常由于震動(dòng)而發(fā)生位移，無法再下鉆。這種地層一旦被鉆開．就很易破壞原來的相對(duì)穩(wěn)定或平衡狀態(tài)．使孔壁失去約束而產(chǎn)生不穩(wěn)定在這種地層中鉆進(jìn)的關(guān)鍵是選擇合理的鉆進(jìn)方法．采用先進(jìn)的鉆進(jìn)技術(shù)．重點(diǎn)預(yù)防鉆進(jìn)時(shí)的沖洗液漏失及孔壁坍塌。

2鉆子孔壁的穩(wěn)定

2．1孔壁不穩(wěn)的主要表現(xiàn)

由于砂卵石顆粒大、硬度高．鉆進(jìn)時(shí)速度慢而取芯率又很低．若不采用適當(dāng)?shù)拇胧┍Ｗo(hù)孔壁．砂卵石極易從孔壁脫落掉人孔內(nèi)．造成孔壁的失穩(wěn)。塌落下來的砂卵石聚積在環(huán)狀間隙，阻塞泥漿循環(huán)通路，使泵壓增高．時(shí)常造成巖芯堵塞現(xiàn)象。同時(shí)鉆進(jìn)過程中鉆具旋轉(zhuǎn)不靈提動(dòng)困難．起鉆時(shí)負(fù)荷增加，有“滯澀”的感覺，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生卡鉆。鉆具提離孔底．砂卵石塌落將使鉆孔局部堵塞，鉆具下放容易“擱淺”而下不到底。更為嚴(yán)重的是易釀成惡性卡鉆；鉆具折斷后，不易摸到斷頭；在塌陷處繼續(xù)鉆進(jìn)很容易使鉆孔偏離設(shè)計(jì)軸線，發(fā)生鉆孔彎曲。

2．2造成孔壁不穩(wěn)的原因

在砂卵石地層鉆進(jìn)，造成孑L壁失穩(wěn)的原因很多。主要有：地層應(yīng)力作用、液動(dòng)壓力、泥漿、其它如鉆進(jìn)工藝因素等。這些因素有時(shí)共同起作用．有時(shí)是某一因素起著主導(dǎo)作用．應(yīng)對(duì)各種情況作不同分析。鉆孔內(nèi)的各種壓力主要有靜液柱壓力、上覆土層總壓力、地下水壓力。靜液柱壓力是鉆孔內(nèi)泥漿柱產(chǎn)生的壓力，大小受泥漿的重度及泥漿柱的垂直高度影響上覆土層總壓力是指覆蓋在該地層以上的土和孔隙中水的總重量造成的壓力(相當(dāng)于飽和上體總應(yīng)力產(chǎn)生的壓力)。地下水壓力包括地層孔隙內(nèi)水的靜液柱壓力及地下水流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)壓力。在一定深度的巖土層處于受壓狀態(tài)而存在原始應(yīng)力．當(dāng)?shù)貙颖汇@開后，孔壁周圍的巖土層必須承受由于維持新的應(yīng)力平衡而重新分配的應(yīng)力．如果地層中土本身強(qiáng)度不夠，孔壁將被破壞。在砂卵石這種松散地層．當(dāng)孔內(nèi)液柱壓力不足時(shí)，在上覆土層總壓力作用下，就被壓成碎粒而掉落孔內(nèi)，造成孔壁擴(kuò)大，起下鉆遇阻，孔內(nèi)被坍塌物充填，俗稱塌孔事故。

2．3穩(wěn)定孔壁的措施

穩(wěn)定孔壁的方法很多．在實(shí)際鉆進(jìn)過程中，為保證砂卵石不穩(wěn)定地層的孔壁穩(wěn)定．應(yīng)注意以下幾下問題：

(1)盡力保持鉆孔一地層間的壓力平衡。關(guān)鍵是調(diào)整合適的泥漿比重．確保泥漿比重在平衡地層側(cè)壓力所必須的最小值，在相當(dāng)程度上是可以保持孔壁穩(wěn)定的。同時(shí)在起下鉆時(shí)因壓力激動(dòng)易使壓力失去平衡．故既要控制合理的起下鉆速度．又要堅(jiān)持提鉆回灌制度，盡力維持鉆孔一地層的壓力平衡關(guān)系

(2)選用合適的泥漿。對(duì)泥漿的要求一般要具有低失水、高礦化度、適當(dāng)?shù)谋戎睾驼扯取５褪案叩V化度減少了地層的水化作用。適當(dāng)?shù)谋戎乜杀ＷC有必須的靜液柱壓力泥漿粘度要適當(dāng)．過小了泥漿液流沖蝕孔壁的力量大．對(duì)孔壁破壞大，坍塌物在泥漿中沉降過快；過大又會(huì)使泵壓升高，排量減少．鉆速下降，裸孔時(shí)間加長(zhǎng)，壓力激動(dòng)增大，不利于防塌。

(3)堅(jiān)持合理的鉆進(jìn)工藝措施。盡力做好以下幾點(diǎn)：①控制合理的起下鉆速度，特別是經(jīng)過復(fù)雜地層時(shí)．應(yīng)更給予重視。操作升降機(jī)要平穩(wěn)，盡量減少慣性效應(yīng)：②鉆進(jìn)時(shí)注意隨時(shí)調(diào)整沖洗液性能．保持孔底清潔，避免鉆頭或鉆具上部造成泥包砂卵石層鉆進(jìn)往往孔內(nèi)巖粉多．避免起鉆前長(zhǎng)時(shí)間沖孔．防止孔壁擴(kuò)大；③鉆進(jìn)時(shí)不能使用彎曲的鉆桿。以免造成鉆具回轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)孔壁的碰撞敲打：④深孔鉆進(jìn)特別在使用泥漿洗孔時(shí)，開泵要穩(wěn)．防止水泵脈動(dòng)壓力過大；⑤當(dāng)孔壁出現(xiàn)事故預(yù)兆時(shí)，要及時(shí)采取預(yù)防性措施．不能馬虎湊合．造成事故擴(kuò)大化；⑥鉆進(jìn)復(fù)雜地層時(shí)．在可能條件下．實(shí)行快速通過．并終孔，以縮短不穩(wěn)定巖土層裸露時(shí)間．這是保持孔壁相對(duì)穩(wěn)定的一項(xiàng)積極性措施。

3鉆孔沖洗液漏失

3．1鉆孑沖洗液漏失的表現(xiàn)

鉆進(jìn)過程中送入孔內(nèi)的沖洗液．除因鉆孔不斷加深正常充滿這部分孔段所需沖洗液之外．滲漏到地層中去的一部分或全部沖洗液．使返回到地面的沖洗液達(dá)不到應(yīng)有的額定容量．均統(tǒng)稱為“鉆孔沖洗液的漏失”。漏失輕微，孔口返回的沖洗液減少．沖洗能力降低；漏失嚴(yán)重，則不能維持沖洗液的正常循環(huán)，泥漿冷卻、潤(rùn)滑鉆具，減少摩擦以及造壁等作用將減小．甚至停止

3．2鉆孔沖洗液漏失產(chǎn)生的原因

(1)“壓力差”的作用。鉆孔漏失沖洗液的主要原因之一在于：泥漿柱的壓力Pm與地層孔隙壓力P之間失去平衡，存在著“壓力差”，而且在前者大于后者的情況下才能發(fā)生漏失現(xiàn)象。即：PP產(chǎn)△P>O壓力差的大小，又決定于泥漿的比重、漏失沖洗液的通路一孔隙尺寸的大小．以及地層的滲透率。所以漏失通路越大，壓力差越大，則漏失的劇烈程度越嚴(yán)重

(2)‘I孑L隙、粒徑比”。在多種粗顆粒和滲透性地層中，漏失取決于下列比例關(guān)系：地層孔隙的直徑／泥漿中大多數(shù)顆粒的直徑，稱為‘I孑L隙一粒徑比”。實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐證明：當(dāng)孔隙一粒徑比等于或大于3時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖洗液漏失

3．3鉆孔沖洗液漏失的預(yù)防與堵漏

防治鉆孔沖洗液漏失的措施主要有：全部隔離漏失通道或減少漏失通道的斷面尺寸：降低鉆孔一地層系統(tǒng)中的壓差；調(diào)整沖洗液的流變特性影響鉆孑L一地層系統(tǒng)間壓差的部分因素是可以凋整的．如首先是沖洗液的性能．因?yàn)樗梢詻Q定沖洗液在環(huán)空間隙中流動(dòng)時(shí)的阻力大小：其次是堵塞漏失通道以增加漏失的流動(dòng)阻力。鉆進(jìn)過程中的壓力波動(dòng)如下降鉆具時(shí)產(chǎn)生的液動(dòng)壓力均可能使地層失穩(wěn)而增加沖洗液的漏失，則必須在鉆進(jìn)過程中充分注意。

4砂卵石層鉆進(jìn)方法與工藝

4．1單管正循環(huán)鉆進(jìn)工藝

4．2金剛石取心跟管鉆進(jìn)

4．3SM植物膠金剛石鉆進(jìn)

4．4風(fēng)動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)

5結(jié)束語

由于砂卵石層巖性不均、軟硬不一，致使常規(guī)原位測(cè)試方法不適用或所得到的數(shù)據(jù)離散性很大，不具有代表性，很難得到正確的數(shù)據(jù)。所以，必須選擇合適的勘探與試驗(yàn)方法，以保證勘察成果的可靠性與適用性。