岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析

岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析

张龙

辽宁省冶金地质四〇一队有限责任公司  辽宁  鞍山   114000

摘要：随着我国经济水平的快速发展，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。

关键词：岩溶地区；岩土工程；勘察钻探；技术应用

1岩土工程勘察方法

1.1地质测绘与调查

测绘从本质上看是在现有地形图、地质图的基础上，将工程所在地的全部地质要素描述出来，包括地形、地貌、构造等等。在地质调绘阶段，有三种比例尺应用较为频繁。在可行性研究勘察中，多采用1∶50000~1∶5000的比例尺；在初勘时期，多采用1∶10000~1∶2000的比例尺；在详勘阶段，多采用1∶2000~1∶500的比例尺。若工作中需要对影响范围较大的地质单位进行测绘，还可适当增加比例尺，使测绘误差能够始终控制在3mm以内。在地质调查方面，重点对工程所在地的地形地貌联系进行调查，并对不同地貌单元进行划分；调查现场地下水埋深、分布与补齐情况；调查现场岩土特点，其是否存在特殊土；调查工程所在地的水文、气象资料，是否存在影响工程开展的不良因素，如滑坡、岩溶、泥石流等。

1.2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。

1.3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。

1.4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施工准备

任何一项施工进行之前都必须做好准备工作，勘察钻探工作也是一样。岩溶地区的岩土工程进行勘察钻探施工之前，应当做好以下准备工作：1）从岩溶地区具体情况出发，考量岩土工程的具体要求，编制详细的勘察钻探施工方案，结合岩土工程的岩溶发育状态做出准确的预测，确保勘察工作顺利进行。2）在施工前，要对实际钻探技术人员进行岗前培训，使其熟悉工作流程，掌握相应的钻探技术；另外要对其进行钻探安全教育，以提高施工安全性，确保勘察钻探安全可靠。3）分析钻探要求和目的，根据岩土工程的要求选择合适的钻探设备，配备相应的配套设施，为施工做好硬件方面的准备。

2.2黏性土勘察钻探技术

在岩溶地区进行岩土工程施工时，通常会遇到黏性土地层。为保证勘察质量，需注意以下2点：1）施工队必须强化对勘察阶段的监理，全面落实旁站、巡视、平行检验等工作。2）要选择合适的钻进工艺，常用的有饱和回转钻进技术、冲击钻进技术，尽量避免对土层扰动和冲刷，提升采芯率，进而收集更完整的钻探资料，真实反映土层情况。

2.3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。此外，要使用合适的钻头，利用半和式的双管以回转钻的方式进行钻探。此时，技术人员一定要熟悉该地区的地质条件以及踏勘情况，并能做出准确判读，根据实际情况选用最合适的方式施钻，提高岩芯采取率，进而提高钻探质量。另外，还要避免孔壁坍塌，防止发生严重的孔内事故。

2.4岩溶石灰岩的勘察钻探技术

如果在岩溶地区遇到石灰岩，选用勘察钻探技术时需更加谨慎，要做好充分的勘前准备，全面落实各项管控措施，以保证钻探质量。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。

2.5软土层的勘察钻进技术

针对软土层进行钻进，不论使用任何钻进方法，都要保证快速的进尺速度。如果遇到土洞或土洞填充物，可能出现掉钻问题，具体表现为：钻具不能继续加压，不能转动时有自重状态的孔自动下落。由于淤泥质土塑性不好，土质松软，提钻之后可能会出现孔内缩径问题。在进行二次下钻的时候就达不到原来的深度。

土洞没有填充物或者填充物较少时，土洞内留有一定空间，在二次下钻时就会出现偏移原孔位的问题。如果土洞中填满了填充物，土洞紧密连接下部的灰岩，钻进此层之后，孔内会出现多处漏水或者全泵量漏水。此时，地下水位会快速发生变化，可能会出现孔壁坍塌问题。针对这种情况，在软土层钻进过程中，应使用肋骨钻头使孔径变大，钻探到软土后应快速设置套管来保护孔壁。

3结语

综上所述，在特殊性非常高的岩溶地区进行岩土工程勘察时，必须准确判断当地的地质条件，仔细区别黏土层、石灰岩、软土层、卵石层，选择相应的钻探技术，才能提高钻探效率，保证勘察准确性，更好地保证钻探效果。

参考文献

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