岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用研究

陈云峰

摘要:我国社会和经济的迅速发展使城市的规模也随之增大，出现了大量的岩溶灾害。根据A地区岩土工程勘察的需求，开展有针对性的地质勘探工作。文章通过对A地区地层条件的分析，论述了工程地质钻探的目标和方法，并讨论了在不同地层中所使用的钻井技术和应用。希望能为岩溶区的岩土工程勘测技术在国内的推广应用提供一定的借鉴和借鉴。

关键词:岩溶区城;岩土工程:钻探技术

随着社会和经济的发展，许多现代化的、基础设施的建设正在进行。施工地域的不断扩大，施工场地的地质情况也日趋复杂，因此，在施工中，岩土工程勘察在施工中的地位日益突出。在复杂的地形地质环境中，必须加大对相关技术的应用与推广，以达到更好的效果。A地区在地质调查中的应用较为困难。有关工作的关键在于钻破上覆岩层，以便对A地区的实际状况进行调查。钻井技术是钻井施工的重要环节，钻井技术是钻井施工质量的重要保障，如何科学、准确地应用科学的钻井技术，有效地提高钻井的施工质量和施工效率。

1.岩土工程地质条件分析

A地区的岩土工程建设是当前国内建筑业面临的一大难题。其地形复杂，洞窟的形态、大小不一，难以进行有效的探测，同时还存在着许多彼此相连的洞窟，在同一水平线上，无法形成一个单独的洞窟，因此对勘探工作造成了极大的困难。而A地区的地下水动态特性又是岩溶区地质调查中十分棘手的问题。

在A地区进行工程施工，选择合适的位置是很重要的，既要以石灰岩为桩端持力层，又要保证以石灰岩为桩端持力层，保证其整体稳定性，不会产生岩溶。由于桩端持力层的众多要求，因此在勘测中需要通过钻孔来进行桩位的确定。A地区土壤类型多种多样，有杂填土、粉质粘土、淤泥土等。根据不同的地质条件，在A地区进行岩土工程勘察时，常用的钻孔技术有回转钻进、冲击钻进、振动钻进等。

2.岩溶地区岩土工程应用勘察技术的注意事项

将勘察技术用于A区的岩土工程建设。要根据项目的具体情况，进行技术计划，以防止质量问题的发生，确保地层组成及部位处理过程的完整性，提高总体质量管理工作的效果，从而为工程项目的质量监控提供一个较好的平台。

3.1制定岩溶地区岩土工程勘察技术方案

要提A地区岩土工程勘测技术的工作质量，必须制定详细的管理计划和控制程序，以保证在项目开工之前能够对施工方案的实施全程监控，并对施工中的难点和重点问题进行监控。为提高工程处置质量，提出了相应的防范和管理对策。因此，在A地区开展岩土工程勘察技术开发前，要根据施工单位的工作经验及实地勘察工作量，监督其操作条件和操作要求，并在完成相关的检测工作后方可投入使用。

3.2现场问题及时性处理

岩溶区岩土工程勘察技术在实施过程中，必然会发生临时的现场变化，因此，施工单位必须加强监督。

首先，要对A地区的岩土工程进行平整，以保证能够降低杂乱对实际施工过程的影响，并有效提高施工监督模式的整体效益，并实施加固处理工艺。只有对钻井平台进行全面的加固控制，才能保证钻机的安全，才能保证钻井技术和工程项目的质量，最大限度地降低由于井眼的倾斜而导致的质量不平衡。

其次，在套管施工中，必须重视连续、崩塌等问题，在建立质量监控和控制流程的同时，还要坚持岩溶监测的模式，以保证从岩层中得到有效的治理。最后，在岩溶区进行岩土工程勘察时，如果出现了大量的溶洞裂缝，或者由于勘探机构、工艺等原因，必须采用地质雷达、高密度电处理等手段进行控制，从而提高岩溶地区岩土工程勘察技术的时效性。

3.岩溶地区岩土工程的常用勘察钻探技术

3.1泥球护壁结合套管法

这是一种常见的岩溶地质勘探钻探技术，能有效地防止钻井中的裂缝渗漏。在钻井过程中，先将湿润的粘土球打入钻孔，然后借助钻头的力量，在钻孔内不停地运动，从而将泥土打实，确保泥土与缝隙能够紧密结合，最终形成泥浆。随后，施工人员利用旋转钻具进行扫描，这样就能使土球能够进入孔内，并能有效地保护孔壁，达到钻井要求。对所用的粘土，其可塑性要求不高，但要有很高的粘性，这样才能避免在钻井过程中冲刷掉粘土物质，从而影响到后续的钻井作业，同时也可以防止泥浆泄漏，从而影响钻井工作的正常进行。然而，由于大部分地区都具有良好的富水性，因此在钻井过程中，必须将含水量稀释，否则难以保证钻井的有效性，如果继续钻井，就会造成泥浆的再次渗入。因此，在不到钻井深度的时候，将水稀释掉，就可以解决这个问题了[1]。

3.2多层套管护壁法

多层套管护壁施工采用管钻方式，采用先小直径钻孔，再大直径钻孔，在钻井时，多次更换钻孔直径，以保证钻井效果。在进行实际勘探时，必须先了解现场的环境，然后才能决定钻孔的深度，以及在钻井过程中，有没有可能发生的洞穴，这样才能更好地进行钻井作业。在进行开孔作业时，需要在孔径上留出一个空位，然后用φ75的金刚石单动双管进行钻探，一旦发现有溶洞，就需要快速的将钻头和核心移走，然后换上直径146 mm的合金钻头，然后将钻头和钻头都换成直径146 mm的钻头。

4.工程地质勘察钻探技术的应用

4.1岩溶石灰岩(白云岩)钻进技术

在岩土工程勘察中，及时发现岩溶发育状况、充填状态、基本形态和岩体完整性是当前岩土工程勘察工作的重要内容。该地区处于覆盖型岩溶区，岩溶发育较好，钻入基岩表面或接近基岩表面时，出现大面积渗漏或漏浆现象，且不存在返浆现象，特别是遇到溶洞时，很容易发生坍塌、掉钻、埋钻事故，对施工造成严重的威胁。在岩溶孔隙发育的地区，采用粘性粘土、水泥等作为护墙，取得了显著的效果；如果在岩溶区有溶沟、溶洞、溶槽等，则不能达到预期的效果。

在采用多层套管护壁的情况下，由于洞口尺寸较大，且在软塑-流塑条件下，将泥浆抛入孔中的难度要大于护壁，因此采用套管钻井。在进行钻井作业时，由于地层复杂多变，需要采用综合的方法，即从小直径的超前钻孔，到大直径的钻孔，再到多次改变直径、下入多层的钻井技术[2]。对于多层套管、改变直径钻井方法，需要对项目所在地的岩土工程数据进行分析，以明确其具体发展阶段和在钻井深度中可能出现的孔洞数量。套管流道和井架的设计要合理，孔径要留有一定的空间，将较大的厚度的套管击碎，然后用75毫米的钻头和钻头，挖出一个洞口，然后用146毫米的合金钻头进行扩孔，直至底部或者深入到岩石的对应深度，然后用146毫米的钻头作为第二个套管。此外，在多层溶洞的岩溶区，可以采用73 mm厚的多层套管，每一段或一段换直径，便于钻井作业，防止钻具被卡住。

图1 岩溶石形态

4.2软土钻进技术

无论采用何种钻进方法，进尺速度都比较快，一旦遇上土洞和充填物，很难避开钻头的情况，在旋转停止、加压停止的情况下，在自重的作用下，从钻孔中自己滑出。由于淤泥质土壤的塑性很弱，土壤比较松软，钻孔后会出现孔隙缩小的问题，下钻时不能回到原来的位置，如果不是填满了，或者填充物不多，就会留下一定的空隙，下一次下钻时，很有可能会偏离原来的位置。假设洞口处于充填状态，由于其与下面的石灰石关系密切，在钻孔过程中，可能会发生全量渗漏或大量渗漏，使地下水位发生急剧变化，孔壁容易发生崩塌。因此，在钻孔进入松软地层时，应采用加强钻孔直径的肋骨钻具，并在钻孔进入软土时及时下钻，以保证钻孔的安全[3]。

4.3卵石层勘察技术工艺要点

A地区岩土工程建设中遇到鹅卵石层的可能性很大，为了提高勘察技术的优越性，必须从实际问题入手，提高施工的实效性。

（1）对于浅层卵石层，目前多采用旋转式钻孔或旋转式钻探技术，可有效提高勘探整体质量，提高相应的处理流程，并保证特定作业程序的实施效果。在钻井完鹅卵石层后，技术人员要利用套管进行加工，将套管一同打入壳体。

（2）对于大厚度的卵石，通常采用旋钻工艺，但由于其自身的孔隙率高，会增大其崩塌的危险，所以有关技术人员在施工时应适当加入黄土，以防止产生严重的安全隐患。

（3）对于粒径大的卵石层，施工单位应根据具体情况进行针对性的分析，对于含浮石的卵石层，应在实际操作中加以改进，由于其孔隙率高，会造成颗粒间的粘附力不够，通常采用旋转钻进。在此基础上，应根据地质条件，采用增大泥浆浓度、增大钻机下压等方法，提高钻井作业的质量，防止发生重大安全事故，提高岩土工程勘察的整体效益[4]。

5.结语

A地区的岩土地质特点千差万别，不同的地点，其地质情况也是千差万别，这就导致了岩土工程勘察的困难。因此，在A地区开展地质勘探与钻井技术的应用具有十分重要的意义。根据不同地区的地质条件和勘测要求，采取科学、合理的钻井技术，或通过多种方式进行联合钻井，从而达到地质勘探的目的。在进行钻井作业前，应认真分析岩溶区的地质条件，制订详细的勘探钻探方案，确定适宜的钻井技术，在施工中，要在保证施工安全、合理、经济的原则下，加强施工管理，防止出现因钻孔而发生的塌方等事故，应及时采取相应的对策，并通过不断的探索与创新，将岩溶区的地质勘探与钻井技术推向一个新的水平。

参考文献：

[1]张小兴. 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实际应用研究[J]. 工程技术研究,2021,6(2):104-105.

[2]霍达. 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实际应用分析[J]. 居业,2021(8):71-72,74.

[3]吴吉. 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用探讨[J]. 魅力中国,2021(41):310-311.

[4]王林飞,谢盛. 多种勘察技术在某岩溶地区工程勘察中的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2018(34):555-556.