工程地质钻探技术要求

工程地质钻探技术要求内容摘要：

工程要求、岩石的物理力学性质、地质构造特征、岩石的可钻性以及技术经济合理性等因素选择。 工艺措施的选择还要与所选择的取芯工具相适应。 类别 硬 度 代 表 性 岩 土 I 松软、松散的 软塑的粘性土、有机士 (淤泥、泥炭、耕土 )，含硬杂质在 10%以内的人工填土 Ⅱ 较松软、 松散的 可塑的粘性土、粉土 ,软塑的粉土 ,新黄土 ,含硬杂质在 10%～ 25%的人工填土 ,粉砂、细砂、中砂 Ⅲ 软的 硬塑、坚硬的粘性土，粉土，含硬杂质在 25%以上的人工填土，老黄土，残积土，粗砂 、砾砂、砾石、轻微胶结的砂土， ,石膏、褐煤、软烟煤、软白垩 Ⅳ 较软的稍硬的 泥质页岩 ,砂质页岩、油页岩、炭质页岩、钙质页岩、泥质砂岩、较松散的砂岩 ,砂页岩互层 ,泥质板岩 ,滑石绿泥石片岩 ,云母片岩 ,泥灰岩 ,泥灰质白云岩 ,岩溶化石灰岩及大理岩 ,盐岩 ,结晶石膏 ,断层泥 ,无烟煤 ,硬烟煤 ,火山凝灰岩 ,强风化的岩浆岩及花岗片麻岩 ,冻土 ,冻结砂层 ,粒径20~40mm 含量大于 50%的卵 (碎 )石土 ,金属矿碴 V 中等硬度的 长石砂岩 ,钙质胶结的长石石英砂岩 ,钙质砂岩 ,钙质胶结的砾岩 ,灰岩及轻微硅化灰岩 ,大理岩 ,白云岩 ,橄榄岩 ,蛇纹岩 ,板岩 ,千枚岩 ,片岩 ,凝灰质砂岩 ,集块岩 ,弱风化岩浆岩及花岗片麻岩 ,冻结砾石土 ,粒径 40~80mm含量大于 50%的卵 (碎 )石土 ,混凝土构件、砌块、路面 Ⅵ 硬的 中粒与粗粒的花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩、花岗片麻岩 ,粗面岩 ,安山岩 ,辉绿岩 ,玄武岩 ,伟晶岩 ,辉石岩 ,硅化板岩 ,千枚岩 ,砂岩 ,灰岩 ,硅质胶结的砾岩 ,硅化或角页化的凝灰岩 ,粒径 80~130mm含量大于 50%的卵(碎 )石土 ,半胶结卵石土 Ⅶ 坚硬的 细粒的花岗岩、花岗闪长岩、花岗片麻岩 ,流纹岩 ,微晶花岗岩 ,石英粗面岩 ,极致密的玄武岩 ,安山岩 ,角闪岩 ,粒径 130~200 mm 含量大于 50%卵(碎 )石土 ,胶结的卵石土 Ⅷ 最坚硬的 碧玉岩 ,刚玉岩 , 碧玉质硅化板岩 ,角页岩 ,石英岩 ,燧石岩 ,粒径大于200mm 超过 50%的漂 (块 )石土 回次进尺的控制也是主要的工艺措施手段。 下面举例说明一下： 砂层钻进： 16 ① 砂层钻进宜采用泥浆护壁。 对粉、细砂层可用活套闭水接头单管、阶梯式肋骨硬质合金钻头泥浆循环钻进。 中、粗、砾砂层可用方柱状硬质合金钻头或阶梯式肋骨硬质合金钻头灌浆无泵反循环钻进。 ② 砂层钻进应符合下列规定 : a 钻孔未见地下水时不得采用泥浆护壁钻进。 b 地下水位以上 , 采用跟管钻进时套管直径应比粗径钻具大 1~2 级 , 回次进尺可为 ~, 套管外环间隙必须封堵。 c 采用泥浆护壁钻进时应根据砂层的透水性、颗粒大小、埋深、厚度等 , 选用不同性能的优质泥浆。 提钻时应不间断地向孔内灌浆。 d 钻进砂层应采用低转速 , 压力不宜过大 , 并适当控制回次进尺和提升速度。 破碎岩石钻进： ① 易冲刷和松软的岩石可采用双管钻具或无泵反循环钻进。 硬、脆、碎岩石应采用双管钻具或喷射式孔底反循环钻进。 ② 破碎岩石钻进应符合下列规定 : a 当采用双动双管钻具钻进时岩芯管长度应为 ~ m。 钻头轴向差距应视岩石而定 , 可为 30~50mm, 软质岩石差距应大些 , 反之则小些。 钻进中不宜提动钻具。 回次进尺以 ~ 为宜。 b 无泵反循环钻进回次进尺视岩性而定 , 软质岩石应为 ~, 破碎岩石应为 ~。 软土层钻进： ① 软土层钻进宜采用活套闭水接头单管钻具和硬质 合金钻 头泥浆循 17 环钻进 , 或螺旋提土钻钻进。 ② 软土层钻进应符合下列规定 :. a 钻进时应采用优质泥浆作冲洗液 , 并根据孔壁坍塌、缩径情况 , 增加泥浆密度或配用套管护壁不得使用清水冲孔或注水钻进。 b 泥浆循环回转钻进应采用长肋骨式硬质合金钻头。 钻具下至孔底 1~2m 时 , 宜用大泵量回转扫孔到孔底再换正常泵量钻进。 c 应注意孔内有害气体逸出 , 防止燃烧。 d 采取土样时应使用取样可靠的取土器 , 采取方法宜用压入法。 取样直径不小于 100mm。 膨胀性岩层钻进： 在膨胀性岩 层 , 如膨胀土、铝土、含水的页岩、泥岩等 岩层中钻进 , 易引起缩孔、糊钻、鳖泵等现象。 钻进应符合下列规定 : ① 钻头宜采用肋骨式或加大内外出刃的硬质合金钻头 , 水口高度不小于 20mm, 内壁可增设水槽 , 其宽度为 6~8mm。 ② 用优质泥浆护壁时泥浆性能指标应符合本规程表 的规定。 ③ 钻进时应降低钻压 , 提高转速和加大泵量 , 回次进尺控制在 ~。 ④ 取芯宜 采用双管钻具或无泵反循环钻进。 ⑤ 当发现孔壁严重收缩时应随钻随下套管 , 并详细记录。 滑坡钻探： ① 滑坡钻探应采用干钻、无泵反循环或双层岩芯管方法进行。 ② 在活动的滑坡体上钻探时 , 应设专人监视滑动体位移情 况 , 发 18 现异常应及时采取措施 , 确保人身和设备安全。 ③ 滑坡钻探应结合岩层情况、滑坡体稳定程度、滑动面位 置及滑床岩性等 , 确定下入套管的深度。 ④ 滑坡钻探应符合下列规定： a 钻探中 , 当接近预计滑动面 ( 带 ) 以上约 5m 或发现滑动面迹象 (软弱面、地下水 )时 , 必须采用干钻或空气钻进 , 并宜增大钻压、降低转速 , 提高岩芯采取率。 回次进尺不得大于 , 并应检查岩芯 , 确定滑动面位置。 b 钻进中应检查钻孔是否歪斜 , 发现孔内不正常时应及时提钻检查。 c 钻进中应及时取样鉴定和进行水文地质观测工作。 工艺措施及适用地层手段列表如下： 松散地层 其本地层 粘性土、砂土 卵石、漂石、砾石 漂石、大卵石 卵石、砾石为主夹砂或土 软 岩 层Ⅰ～Ⅲ级或风化层 中 硬 岩 层Ⅳ～Ⅴ级 硬 岩 层Ⅴ～Ⅵ级 极 硬 岩 层Ⅴ～Ⅷ级 地 质 条 件 地下水位以上 清 孔 地下水位以下 硬岩层 中硬岩层 地下水位以上 合金钻、干钻 螺旋提土钻、干钻 活套、无泵钻进 金刚石、钢粒钻进 合金、金刚石钻进 无泵反循环、灌浆 活套循环钻进 排状合金钻进 金刚石、合金钻进 金刚石、钢粒钻进 适用工艺 19 注意事项：有测井、抽水（注水）等技术要求的钻孔，不宜下入金属套管护管。 工艺措施还有一项重要措施就是护壁措施。 在钻进砂夹卵砾层、膨胀地层、滑坡、软土等地层时，都会遇到钻孔孔壁的防护问题。 许多队伍对钻孔的护壁问题不重视，措施不到位，或运 用措施不当。 造成的直接后果就是岩芯混乱，因为钻了塌，塌了钻，使地层层序都搅成了一锅粥。 特别是有软弱夹层时，极容易漏掉。 这在铁路建设上是有惨痛教训的。 远的不说，近年来被铁道部通报的事故中因为岩性、地层判断错误造成事故的就有南昆线上八渡车站，整个车站因地质资料不准全部建在一个大型滑坡上，因为车站前后的桥隧都已建好，不能改线，只能整治，整治费用花了一个亿。 去年通报的由三院设计的济南，还有四院范围的罗定铁路、梅坎线的一些工程，正在施工中的赣龙线、洛湛线等据不完全统计，铁路施工中的变更设计和开通后发生的事故有 70％都 是由于地质资料不准造成的。 钻进中保持孔壁的完整，保持地层的原始层序，是保证地质资料准确的前提。 护孔最经济有效的就是泥浆，不要看一袋粘土粉多少钱，好象不经济。 我们做过一个粗略的统计，使用泥浆护壁比跟管钻进提高工效40％，减少管料消耗和运输成本更是可观。 以前地质队出工都是动用车皮装 套管。 各种口径的一装就是半车皮，自从推广泥浆护壁钻进工艺以来，省事多了。 现在又出现新问题了，使用泥浆取出的芯很完整，有些机组就动歪心思了，就把这个当作原状样给封了，送去试验。 以后如果发现哪个机组这样做将后果自负，必须认识到问题的 严重性。 负责人 机长 20 （ 3）组织措施：《铁四院钻探质量管理办法》对钻探过程控制管理有一整套的规范化的管理办法。 首先是资质的要求 ：管理办法规定参加钻探作业的单位必须提供： ① 国家有关部门颁发的从事工程勘察的营业执照和相应的资质等级证书。 ② 提供近三年来从事岩土工程及大中型勘探项目的业绩材料。 近两年来经合法注册会计师事务所审核的财务三表（资产负债表、损益表、现金流量表）。 ③ 建立有完善的质量保证体系和安全保证体系。 持有国家质量认证机 构颁发证书的单位可作优选条件。 ④ 有确定的能对项目负责的项目经理和技术负责人。 各分包勘察单位在接受资质预审时应按本章前述的规定提供单位资质材料。 在提供标书时提供机组及人员资质材料。 铁四院地路处对各分承包方提供的资质材料进行评审和认定。 有权对钻探工人业务水平进行抽查考核，达不到要求的工人不能上岗。 其次是设备要求 第一条 勘察单位必须配备性能参数指标能满足钻探技术要求的取芯钻机。 钻机保养良好，能满足连续工作的要求。 钻机结构紧凑，能适应频繁搬运、拆装的工作条件。 第 二条 每台钻机必须按照钻探取芯技术要求和《钻孔任务通知单》的要求配备符合规格的岩芯管（含单、双层）、原状取土器（含薄壁型），以及保管运送岩土样的设备。 达不到要求的，不能作业。 严禁 21 使用不满足技术要求和未经检验合格的替代产品。 取芯设备（含辅助设备）各零、部件必须运转灵活。 环刀不能卷、缺刃，否则必须更换。 第三条 测试设备应符合要求。 机组应按钻探技术要求配备标准贯入器（含动探探头）。 机组应按技术要求配备抽水、压水、提水或注水试验设备。 机组应按试验要求配备特殊管料、器材及测试记录仪表等。 第三是作业过程的控制 第一条 钻孔结构必须满足各项孔内试验的要求。 大于 100 米的钻孔应做钻孔设计。 使用的钻进工艺不得造成地层混层、漏层。 或使岩（土）芯无法辨认。