砂卵石層鉆探護壁工藝分析

（遼寧省水利水電勘測設計研究院）

砂卵石層鉆探護壁工藝分析

□高樹偉徐慶功（遼寧省水利水電勘測設計研究院）

為了滿足社會發展的實際需求，應加強調水工程建設，確保相關生產活動開展中水資源供應的充足性。在實施調水工程施工計劃時，為了使這些計劃能夠在規定的時間內順利完成，需要注重工程施工前勘察工作的落實，運用可靠的砂卵石層鉆探護壁工藝提高調水工程勘察工作質量。與此同時，為了使這項工藝應用中能夠達到工程建設的具體要求，應注重工藝實際作用效果的綜合評估，促使調水工程勘察作業開展能夠達到預期的效果，提升工程整體建設水平的同時增加工程經濟效益與社會效益。基于此，文章將對調水工程勘察砂卵石層鉆探護壁工藝進行必要地分析。

調水工程；勘察作業；砂卵石鉆探護壁工藝；經濟效益；施工計劃

0 引言

加強對調水工程勘察砂卵石層鉆探護壁工藝的有效分析，有利于優化工程的施工質量及安全性能，增強工程整體結構穩定性，促使后期施工計劃實施中可能存在的安全隱患能夠得到及時的排除，最大限度地發揮調水工程投入使用后的實際作用。因此，需要加強對工程勘察作業開展中砂卵石層鉆探護壁工藝的深入理解，靈活運用該工藝完成相關的施工計劃，實現調水工程施工效益最大化的發展目標。

1 調水工程砂卵石層地質特點及勘察難點

作為調水工程建設的重要組成部分，地質勘察作業的順利開展，可以為施工區域不穩定地層的有效處理提供必要的參考依據。調水工程砂卵石地質特點及勘察難點主要包括：①整體的結構較為松散，膠結性差，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效率低、鉆具損耗大，孔壁結構缺乏穩定性，可能會造成埋鉆事故發生，事故發生后的處理過程復雜；③取芯有著一定的難度，對鉆探護壁工藝要求非常高，需要施工人員保持實際操作的規范性，確保砂卵石層鉆探作業計劃實施能夠達到工程建設的實際要求。

2 調水工程勘察砂卵石層鉆探護壁工藝使用要點分析

2.1 注重鉆孔結構的有效設置

結合調水工程勘察作業計劃要求，需要在使用砂卵石鉆探護壁工藝時注重鉆孔結構的有效設置，為后續作業計劃的順利實施打下堅實的基礎。具體表現在：①盡量簡化鉆孔結構，保持開孔口徑設置合理性；②盡量選擇較大口徑穿過砂卵石，所有鉆探設備設置應達到調水工程建設及行業技術規范要求，避免出現鉆孔偏斜現象出現。

2.2 選擇可靠的鉆頭

鉆探護壁工藝使用能否達到預期的效果，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，確保鉆進級配均勻性，鉆進中應減少碎巖。在可靠的鉆頭作用下，可以破壞砂卵石既有的結構，降低其結構穩定性，確保調水工程勘察計劃的順利實施。選擇符合鉆探護壁工藝實際要求的鉆頭時，應注意：選擇鉆頭內小、外出刃大的硬質合金鉆頭，減少鉆進阻力；硬質合金鑲焊時應采用用直鑲式，優化鉆頭長期使用中的抗磨性及抗崩斷性能。

2.3 增強護壁效果的技術措施

調水工程勘察砂卵石鉆探護壁工藝使用中各種影響因素的存在容易造成鉆探事故發生，影響著孔壁穩定性。因此，需要采取必要的技術措施增強護壁效果。這些措施主要包括：選擇護壁性能良好的鉆井液，保證成孔質量；選擇低粘度、低密度、高分散性泥漿，增強壁結構穩定性；優化鉆探工藝流程，加強泥漿比重控制，保持鉆進操作良好性。

3 調水工程勘察砂卵石層各種鉆探護壁工藝分析

3.1 清水鉆進工藝

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

3.2 泥漿護壁鉆進工藝

泥漿主要由水、膨潤土和火堿組成。泥漿護壁作用主要表現在兩方面：一是泥漿的液態靜壓力可以抵減作用在孔壁上的土壓力和孔隙水壓力，并防止地下水進入孔內。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，而泥漿中的細小土顆粒則填補在砂卵石空隙中，同時泥漿凝膠體粘附在細小土顆粒上，固定了土顆粒的相對位置，泥漿的繼續滲透使泥漿中的細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，不同粒徑大小的顆粒通過不斷填充，逐漸達到了孔壁結構穩定性的具體要求。但是，在增強護壁效果的同時也會加大泥漿稠度，使得砂卵石之間既有的填充物間接地分離，造成了取芯困難現象的出現，難以滿足調水工程地質勘察作業的具體要求。當使用泥漿護壁工藝取出較大的卵石時，難以真實地反映出砂卵石內部的真實狀況，影響了鉆探工藝計劃的按期完成，需要鉆探人員結合調水工程勘察作業的具體要求慎重地使用這種工藝。

3.3 SM植物膠護壁鉆進工藝

這種鉆探護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，可以通過實際的操作獲得低固相沖洗液。結合調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植物膠護壁鉆具按照合理的方式配合使用，實現膠漿液加膨潤土護壁，增強護壁效果。同時，SM植物膠護壁鉆進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，降低了砂卵石鉆進過程中卡鉆、埋鉆事故發生率。同時，由于這種工藝使用時無需過多地撈取孔內余芯，保持了鉆井作業高效性，最大限度地滿足了鉆探工藝的實際要求。

除此之外，SM植物膠使用中具有良好的潤滑性能，減少了砂卵石鉆進過程中的阻力，提高鉆進效率的同時減少了資源消耗量，為鉆機及鉆具長期使用中工作性能的改善提供了可靠地保障，有利于延長鉆進及鉆具的使用壽命。而SD金剛石鉆具使用中具有同心度好、穩定性強的優點，將其與SM植物膠鉆具配合使用，有利于保持既有的巖狀結構，保持巖芯高效采取的同時確保了孔內的清潔性，增強了調水工程勘察計劃實施中獲取數據的真實可靠性。因此，調水工程勘察砂卵石層鉆探護壁工藝選擇中應注重SM植物膠護壁鉆進工藝的有效利用，保證工程勘察作業計劃實施有效性的同時提高鉆進效率，能夠達到調水工程建設的實際要求。

4 結語

綜上所述，合理運用調水工程勘察砂卵石層鉆探護壁工藝，有利于增強工程質量可靠性，優化調水工程的服務功能，加強對施工區域存在問題的及時處理，促使調水工程勘察作業計劃能夠在一定的時間內順利完成，為工程建設目標的實現提供可靠地保障。因此，未來調水工程建設過程中落實勘察作業時，為了保證相關施工計劃的安全實施，施工人員應提高對砂卵石層鉆探護壁工藝的正確認識，合理地設置相關構件，優化工程結構，降低工程施工成本的同時增強砂卵石層的實際處理效果，保持調水工施工全過程的良好性。

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編輯：劉青

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2017-02-09