巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的應用分析

文/李先圳 深圳市工勘巖土集團有限公司 廣東深圳 518057

巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的應用分析

文/李先圳 深圳市工勘巖土集團有限公司 廣東深圳 518057

穿越上部覆蓋層是完成巖溶地區巖土工程的勘察和鉆探的重要環節，通過調查巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)的生長特征以便后續工作的順利進行。本文在進行實地考察和勘探的基礎上，探討巖溶地區巖土工程勘測鉆探施工和成孔工藝技術，對于不同的技術方式進行分析，使讀者對巖溶地區的鉆探技術有更加深入的了解，同時進行技術的革新，不斷提高巖溶地區巖土工程的勘探技術水準。

巖溶地區；工程勘察；鉆探

可溶性碳酸鹽巖作為巖溶存在的最常見的形式，廣泛的分布在貴州、云南，廣西、湖南、湖北、四川、西藏、新疆、青海、河北、山西、內蒙等地區，他們以出露的形式存在，占據中國廣闊的土地面積。專家學者對于巖溶這種特殊的地質條件下形成的地質形態進行深入的研究，獲得很多重要的研究成果和資料。通過對巖溶地區的巖土工程的勘探，能夠有效的解決工程建設的諸多問題，為我國的發展提供幫助。

1.龍崗地區的主要巖土工程地質條件

1.1地形地貌

龍崗地區屬于河流堆積階地地貌，地形平緩，處在一、二沖洪積階地。

1.2場地的巖土體特征

（1）人工填土：人工堆積物和粘性土結合而成的松散土質；（2）粉質粘土：顏色為灰黃色的可塑土質；（3）淤泥質土：由有機質和腐爛木塊組成，流塑～軟塑狀；（4）砂層：由石英顆粒組成，根據石英顆粒粒徑及含量細分為粉～礫砂；（5）卵石：由小塊的粒徑為30mm-150mm和少量大塊的粒徑為200mm以上的漂石塊組成，稍密～中密狀；（6）含角礫碎石粉質粘土：屬于可塑和局部旱軟塑的土石組成，其中還有些許的塊石成分；（7）含角礫粉質粘土(土洞充填物)：松軟土質組成，流塑狀；（8）微風化灰巖：輕微風化，巖石堅硬，局部有少量溶蝕裂隙，完整～較完整；其他地段存在巖石破碎情況，巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)平面的上方的生長存在凹凸不平，產生的溶洞屬于裂隙狀溶洞，高度差別很大。他們的生長和分布沒有什么規律可循，一般向四面八方伸展，溶洞的大小形狀有較大差別，大的里面的高度達到幾米至幾十米，小的甚至只有幾厘米，也不處于同一水平面上。大多數溶洞由可塑和局部旱軟塑的含角礫碎石粉質粘土組成，有的溶洞里面沒有填充這種成分。

1.3地下水

砂層、砂卵石層屬于第四系孔隙潛水，含水量最多，屬于主要含水層；灰巖巖溶地下水為基巖裂隙水，主要特點為含水量大和具有一定的承壓力。

2.鉆探施工前設備、技術準備

2.1設備和材料準備

如今使用的新型XY-100，XY-150型液壓鉆機能夠克服工程勘察鉆孔淺、動力不足的情況，鉆探前準備的其他工具有：不同口徑、規格的鉆具、套管、普通巖芯管、雙層巖芯管、合金鉆頭、金剛石鉆頭、膨潤土粉、打撈工具、粘性較大的粘土(黃土)、水泥和其他設備。

2.2鉆探技術準備

巖溶地區巖土工程的鉆探工作，最重要的是迅速的打通進入第四系覆蓋層，從而來到石灰巖地層。第四系地層和石灰巖的巖溶生長不同的地區存在較大的差異，因此我們要時刻關注要產生的新的問題，并提出好的解決措施，具體有以下幾個方面：鉆探方法的選擇、鉆孔結構的研究、套管程序的制定、堵漏等等。因此我們要在鉆探工人上崗之前，對他們進行相關技術的培訓以及針對不同情況應該如何處理的培訓。

3.不同地層的鉆探施工技術

3.1粘性土(填土、粉質粘土、淤泥質土、混合土等)鉆探技術

巖溶地區粘性土的鉆探首先使用新型的液壓鉆機鉆孔，鉆孔之后使用錘擊鉆探技術進行土樣的鉆取工作；之前的測試鉆孔可以運用回轉、泥漿護壁進行鉆探，同時還要具備分層精度的需要，同次進尺一般<2.0m為最佳，還要使用套管護壁保證安全。

3.2砂卵石層鉆探技術

砂卵石層厚度較薄的情況我們運用泥漿護壁回轉鉆探工藝技術，之后把套管插入砂卵石層以保護孔壁中的巖土；砂卵石層厚度厚，質地堅硬的情況我們運用回轉鉆探，砂卵石層一般具有以下的特征：含水量巨大，卵石中間孔縫很多，鉆探是孔壁會出現坍塌情況，而且孔內也會有漏水情況發生。因此我們在鉆過的孔內填入黃土，以此來保護孔壁，防止孔壁發生坍塌和地下水的滲漏情況。通常再次保護之后就能達到效果，如果還存在孔壁坍塌現象，則使用加大泥漿濃度和套管跟管鉆探等方式解決，方法是回轉鉆進一定的砂卵石層深度(控制在2.0m內)，然后提出鉆具下入對應的口徑套管，重復這一過程。由于砂卵石層屬于稍密到中密的土石組成，顆粒很大還含有少量的漂石部分，因此在套管的填入過程中會產生巨大的阻力，所以我們使用厚度達到1cm的厚壁套管，使用重錘錘擊使其進入，產生良好效果；如果使用普通套管打擊進入會產生卷口現象，加入套管鞋就能取得預定的深度。

砂卵石層打入套管的時候，會產生小的卵石積壓在巖芯管和套管中間的現象，套管隨著巖芯管不停轉動。正轉的時候可能有絲扣滑脫的出現，所以在套管脫落后應再焊一個套管來固定管接頭的地方，反絲套管一般不會出現這種情況。

4.結語

在工程地質勘察鉆探要對施工場地、地層巖層狀況、建筑設計和標準檢測等進行多方面的考量，通過分析比較找出最適合的解決方案，保證石灰巖巖溶地層的工程地質勘探工作順利的進行。

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李先圳，男（1987.05），漢族，四川攀枝花人，本科，深圳市工勘巖土集團有限公司，助理工程師，研究方向：工程勘察（巖土工程）.