砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝分析

（遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝分析

□高樹偉徐慶功（遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

為了滿足社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)水工程建設(shè)，確保相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)開展中水資源供應(yīng)的充足性。在實(shí)施調(diào)水工程施工計(jì)劃時(shí)，為了使這些計(jì)劃能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成，需要注重工程施工前勘察工作的落實(shí)，運(yùn)用可靠的砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝提高調(diào)水工程勘察工作質(zhì)量。與此同時(shí)，為了使這項(xiàng)工藝應(yīng)用中能夠達(dá)到工程建設(shè)的具體要求，應(yīng)注重工藝實(shí)際作用效果的綜合評(píng)估，促使調(diào)水工程勘察作業(yè)開展能夠達(dá)到預(yù)期的效果，提升工程整體建設(shè)水平的同時(shí)增加工程經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益?；诖?，文章將對(duì)調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝進(jìn)行必要地分析。

調(diào)水工程；勘察作業(yè)；砂卵石鉆探護(hù)壁工藝；經(jīng)濟(jì)效益；施工計(jì)劃

0 引言

加強(qiáng)對(duì)調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝的有效分析，有利于優(yōu)化工程的施工質(zhì)量及安全性能，增強(qiáng)工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，促使后期施工計(jì)劃實(shí)施中可能存在的安全隱患能夠得到及時(shí)的排除，最大限度地發(fā)揮調(diào)水工程投入使用后的實(shí)際作用。因此，需要加強(qiáng)對(duì)工程勘察作業(yè)開展中砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝的深入理解，靈活運(yùn)用該工藝完成相關(guān)的施工計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)調(diào)水工程施工效益最大化的發(fā)展目標(biāo)。

1 調(diào)水工程砂卵石層地質(zhì)特點(diǎn)及勘察難點(diǎn)

作為調(diào)水工程建設(shè)的重要組成部分，地質(zhì)勘察作業(yè)的順利開展，可以為施工區(qū)域不穩(wěn)定地層的有效處理提供必要的參考依據(jù)。調(diào)水工程砂卵石地質(zhì)特點(diǎn)及勘察難點(diǎn)主要包括：①整體的結(jié)構(gòu)較為松散，膠結(jié)性差，砂卵石粒徑大小有著一定的差異性；②鉆探工藝使用中的鉆進(jìn)效率低、鉆具損耗大，孔壁結(jié)構(gòu)缺乏穩(wěn)定性，可能會(huì)造成埋鉆事故發(fā)生，事故發(fā)生后的處理過程復(fù)雜；③取芯有著一定的難度，對(duì)鉆探護(hù)壁工藝要求非常高，需要施工人員保持實(shí)際操作的規(guī)范性，確保砂卵石層鉆探作業(yè)計(jì)劃實(shí)施能夠達(dá)到工程建設(shè)的實(shí)際要求。

2 調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝使用要點(diǎn)分析

2.1 注重鉆孔結(jié)構(gòu)的有效設(shè)置

結(jié)合調(diào)水工程勘察作業(yè)計(jì)劃要求，需要在使用砂卵石鉆探護(hù)壁工藝時(shí)注重鉆孔結(jié)構(gòu)的有效設(shè)置，為后續(xù)作業(yè)計(jì)劃的順利實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體表現(xiàn)在：①盡量簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，保持開孔口徑設(shè)置合理性；②盡量選擇較大口徑穿過砂卵石，所有鉆探設(shè)備設(shè)置應(yīng)達(dá)到調(diào)水工程建設(shè)及行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求，避免出現(xiàn)鉆孔偏斜現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2 選擇可靠的鉆頭

鉆探護(hù)壁工藝使用能否達(dá)到預(yù)期的效果，與鉆頭的性能可靠性有著一定的要求，需要選擇可靠的鉆頭，確保鉆進(jìn)級(jí)配均勻性，鉆進(jìn)中應(yīng)減少碎巖。在可靠的鉆頭作用下，可以破壞砂卵石既有的結(jié)構(gòu)，降低其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保調(diào)水工程勘察計(jì)劃的順利實(shí)施。選擇符合鉆探護(hù)壁工藝實(shí)際要求的鉆頭時(shí)，應(yīng)注意：選擇鉆頭內(nèi)小、外出刃大的硬質(zhì)合金鉆頭，減少鉆進(jìn)阻力；硬質(zhì)合金鑲焊時(shí)應(yīng)采用用直鑲式，優(yōu)化鉆頭長(zhǎng)期使用中的抗磨性及抗崩斷性能。

2.3 增強(qiáng)護(hù)壁效果的技術(shù)措施

調(diào)水工程勘察砂卵石鉆探護(hù)壁工藝使用中各種影響因素的存在容易造成鉆探事故發(fā)生，影響著孔壁穩(wěn)定性。因此，需要采取必要的技術(shù)措施增強(qiáng)護(hù)壁效果。這些措施主要包括：選擇護(hù)壁性能良好的鉆井液，保證成孔質(zhì)量；選擇低粘度、低密度、高分散性泥漿，增強(qiáng)壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；優(yōu)化鉆探工藝流程，加強(qiáng)泥漿比重控制，保持鉆進(jìn)操作良好性。

3 調(diào)水工程勘察砂卵石層各種鉆探護(hù)壁工藝分析

3.1 清水鉆進(jìn)工藝

由于調(diào)水工程施工過程中存在著清水運(yùn)距問題，影響著工程的施工進(jìn)度。因此，需要結(jié)合松散砂卵石的結(jié)構(gòu)特性，注重鉆進(jìn)工藝的有效選擇。結(jié)合清水鉆進(jìn)工藝在砂卵石層鉆探過程中的實(shí)際應(yīng)用狀況，可知其存在著無水壓、粘聚性能差、孔口返水少等問題。同時(shí)，這種鉆探工藝使用中塌孔、埋鉆等事故發(fā)生率高，成孔質(zhì)量差，取芯率較低，影響了鉆探工藝實(shí)際作用的充分發(fā)揮，間接地降低了鉆孔質(zhì)量。因此，調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝選擇中不宜使用清水鉆進(jìn)工藝。

3.2 泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝

泥漿主要由水、膨潤(rùn)土和火堿組成。泥漿護(hù)壁作用主要表現(xiàn)在兩方面：一是泥漿的液態(tài)靜壓力可以抵減作用在孔壁上的土壓力和孔隙水壓力，并防止地下水進(jìn)入孔內(nèi)。二是隔水膜的形成要求土體具有一定的滲透性，否則很難在孔壁上形成隔水膜，而砂卵石層具有滲透性。

泥漿在液壓作用下侵入砂卵石空隙中，泥漿中的水流走，而泥漿中的細(xì)小土顆粒則填補(bǔ)在砂卵石空隙中，同時(shí)泥漿凝膠體粘附在細(xì)小土顆粒上，固定了土顆粒的相對(duì)位置，泥漿的繼續(xù)滲透使泥漿中的細(xì)小顆粒逐漸向砂卵石的深層空隙填充，從而堵塞水道，形成了隔水膜。此時(shí)，不同粒徑大小的顆粒通過不斷填充，逐漸達(dá)到了孔壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的具體要求。但是，在增強(qiáng)護(hù)壁效果的同時(shí)也會(huì)加大泥漿稠度，使得砂卵石之間既有的填充物間接地分離，造成了取芯困難現(xiàn)象的出現(xiàn)，難以滿足調(diào)水工程地質(zhì)勘察作業(yè)的具體要求。當(dāng)使用泥漿護(hù)壁工藝取出較大的卵石時(shí)，難以真實(shí)地反映出砂卵石內(nèi)部的真實(shí)狀況，影響了鉆探工藝計(jì)劃的按期完成，需要鉆探人員結(jié)合調(diào)水工程勘察作業(yè)的具體要求慎重地使用這種工藝。

3.3 SM植物膠護(hù)壁鉆進(jìn)工藝

這種鉆探護(hù)壁工藝使用中包含了眾多草本植物，各植物顏色有著一定的差異性，其主要成分為多糖類半乳聚糖、甘露聚糖等糖類。SM植物膠易溶于水，可以通過實(shí)際的操作獲得低固相沖洗液。結(jié)合調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探工藝要求，可將SD金剛石鉆具與SM植物膠護(hù)壁鉆具按照合理的方式配合使用，實(shí)現(xiàn)膠漿液加膨潤(rùn)土護(hù)壁，增強(qiáng)護(hù)壁效果。同時(shí)，SM植物膠護(hù)壁鉆進(jìn)工藝使用中具有良好的粘度、失水量較小，相比泥漿性能更加可靠，降低了砂卵石鉆進(jìn)過程中卡鉆、埋鉆事故發(fā)生率。同時(shí)，由于這種工藝使用時(shí)無需過多地?fù)迫】變?nèi)余芯，保持了鉆井作業(yè)高效性，最大限度地滿足了鉆探工藝的實(shí)際要求。

除此之外，SM植物膠使用中具有良好的潤(rùn)滑性能，減少了砂卵石鉆進(jìn)過程中的阻力，提高鉆進(jìn)效率的同時(shí)減少了資源消耗量，為鉆機(jī)及鉆具長(zhǎng)期使用中工作性能的改善提供了可靠地保障，有利于延長(zhǎng)鉆進(jìn)及鉆具的使用壽命。而SD金剛石鉆具使用中具有同心度好、穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，將其與SM植物膠鉆具配合使用，有利于保持既有的巖狀結(jié)構(gòu)，保持巖芯高效采取的同時(shí)確保了孔內(nèi)的清潔性，增強(qiáng)了調(diào)水工程勘察計(jì)劃實(shí)施中獲取數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性。因此，調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝選擇中應(yīng)注重SM植物膠護(hù)壁鉆進(jìn)工藝的有效利用，保證工程勘察作業(yè)計(jì)劃實(shí)施有效性的同時(shí)提高鉆進(jìn)效率，能夠達(dá)到調(diào)水工程建設(shè)的實(shí)際要求。

4 結(jié)語

綜上所述，合理運(yùn)用調(diào)水工程勘察砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝，有利于增強(qiáng)工程質(zhì)量可靠性，優(yōu)化調(diào)水工程的服務(wù)功能，加強(qiáng)對(duì)施工區(qū)域存在問題的及時(shí)處理，促使調(diào)水工程勘察作業(yè)計(jì)劃能夠在一定的時(shí)間內(nèi)順利完成，為工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供可靠地保障。因此，未來調(diào)水工程建設(shè)過程中落實(shí)勘察作業(yè)時(shí)，為了保證相關(guān)施工計(jì)劃的安全實(shí)施，施工人員應(yīng)提高對(duì)砂卵石層鉆探護(hù)壁工藝的正確認(rèn)識(shí)，合理地設(shè)置相關(guān)構(gòu)件，優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)，降低工程施工成本的同時(shí)增強(qiáng)砂卵石層的實(shí)際處理效果，保持調(diào)水工施工全過程的良好性。

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編輯：劉青

U443.15

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：1673-8853（2017）05-0057-02

2017-02-09