巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的實際應用研究

贛北地質工程勘察院，江西 九江 332000

1 巖溶地區巖土工程勘察的特點與要求

分析巖溶地區巖土工程勘察特點與要求有助于工作人員在思維層面形成正確的認知，準確把握技術應用的要點，確保巖溶地區巖土勘察相關工作的有序開展，避免出現技術應用誤區。巖溶地區開展巖土勘察的根本目的在于系統掌握巖溶發育的基本規律，明確巖溶空間分布情況、整體規模以及分布密度。相關部門以及開發主體可以借助于巖溶地區巖土勘察獲取的各項數據，在較短的時間內，對巖溶地區開發的可行性、危害性進行預估，避免了巖溶地區的盲目開發，減少了生態破壞、塌陷等相關情況的發生。考慮到巖溶地區的地質環境極為復雜，為保障巖土勘察工作的順利進行，整個勘察工作對于技術要求較高，需要根據巖溶地區的實際，制訂相應的巖土工程勘察技術方案，對勘察設備選型、鉆探工藝選擇等方面的工作，確保勘察技術優勢的充分發揮。

2 巖溶地區巖土勘察鉆探技術

2.1 泥球護壁結合套管技術

泥球壁結合套管技術其主要用于對巖溶洞地區裂縫漏漿問題的勘察、分析。其技術原理在于工作人員通過操控一定的設備，向鉆孔內填充濕黏土球，在填充過程中，鉆具來回運動，將土球壓實，漿液填充巖溶裂縫。這種處理方式使土球在外力作用下，逐步進入巖溶縫隙的內部形成一層泥漿；泥漿形成后，工作人員需要對泥漿進行檢視，一旦出現部分孔隙未被泥漿覆蓋的情況，應及時進行反饋，進行二次填充處理。確保泥漿完全形成后，工作人員使用鉆具對縫隙進行掃孔處理，讓泥球能夠深入孔隙內部，經過多次反復掃孔處理，最終在孔隙外部形成泥壁，達到裂縫回填的目的。泥球護壁結合套管技術能夠在較短的時間內，快速掌握裂縫發育情況，并且在多次填充的過程中，工作人員可以根據填充的體量、次數，評估巖溶地區裂縫漏漿的基本情況，為后續巖溶地區的開發提供了數據參考，明確了開發環節中巖溶裂縫處理的基本要求。考慮到泥球護壁結合套管技術的應用場景，工作人員需要認真做好黏土配備工作，在配備環節，應確保黏土的塑性與黏結性較大，并具有較強的耐沖洗能力，只有這樣才能夠充分完成填充任務，實現對巖溶地區裂縫發育情況、可填充性的準確評估。

2.2 多層套管護壁技術

多層套管護壁技術作為現階段成熟的巖土勘察鉆探技術手段，其主要通過跟管鉆進的方式，降低鉆探勘察的難度。具體來看，工作人員首先使用小徑超前鉆進的方式，在短時間內，擴大鉆探半徑，完成小徑超前鉆進任務后，通過大徑擴孔的方式，擴大鉆孔的尺寸，多層套管護壁技術通過多次變徑，能夠降低鉆進的難度，并且準確記錄鉆進過程中各個地質結果的基本數據，幫助工作人員更加全面、系統地掌握有關情況。在多層套管護壁技術應用過程中，為保證鉆探勘察的有效性，工作人員需要提前進入施工區域，分析勘察區域的巖土地質數據，準確掌握鉆探的深度，并借助過往經驗，對鉆進深度范圍內可能存在的溶洞數量做好估算；根據估算結果，工作人員可以針對性地進行套管程序的設置，提升整個多層套管護壁技術應用的針對性。在多層套管護壁技術的應用過程中，工作人員需要使用直徑為75mm的金剛石單動雙管設備進行鉆探，當遭遇溶洞地質時，工作人員提取鉆探設備，抽取巖芯，然后換用直徑為146mm的合金鉆具，繼續進行擴孔操作，當到達溶洞底部后，使用直徑為146mm的巖芯管作為二級套管，并將其預留在鉆孔內，完成上述換裝后，采用跨級換徑的方式，繼續進行相關工業，從以往施工經驗來看，這種處理方式，操作難度低，能夠有效防范鉆具卡頓等故障的發生。

3 巖溶地區巖土勘察鉆探技術應用方案

3.1 巖溶地層鉆探技術應用方案

巖溶地層鉆探技術在實際應用之前，工作人員需要從實際出發，結合巖溶地層的地質、水文以及氣候等基本情況，認真做好鉆探技術設備及相關配套材料的準備工作。例如在巖溶地層鉆探勘察過程中，可以使用XY-100等較為成熟的液壓鉆機設備，通過靈活調整鉆具的口徑大小、規格體量等參數，確保整個勘察鉆探工作的順利開展。以某建筑工程為例，其建筑項目開發區域，位于巖溶地層區域，地質結構的穩定性和承載能力相對較差，為確保建筑工程開發項目的順利進行，施工單位組織人員，按照《巖土工程勘察規范（2009年版）》（GB 50021—2001）、《巖土工程勘察報告編制標準》（CECS 99—98）、《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ 72—2004）、《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）等技術規范，認真組織開展巖溶地層的鉆探工作。考慮該地區的實際情況，在鉆探過程中，采用無泵回轉鉆進和正循環回轉鉆進的方法施工，從最終的效果來看，鉆探技術不僅實現了對90%的巖芯采取，還實現了對巖溶施工區域地質情況的全面掌握，為后續開發、施工活動的開展奠定了堅實基礎。

3.2 軟土層鉆探技術應用方案

巖溶地區軟土層的勘察鉆探過程中，由于軟土含水量較大，因此鉆進速度較快，但是如果沒有采取相應的防護舉措，勢必造成掉鉆情況的出現。在這種情況下，工作人員可以選用泥球護壁結合套管技術，認真做好填充工作，通過填充對軟土層的可塑性進行提升，在保證軟土層鉆探有序進行的同時，保證了鉆探數據的準確性。以某巖溶地區建筑開發項目為例，在施工活動開展支出，組織人員在施工區域，分別進行14個位置的鉆探，獲得巖溶溶洞數據，如表1所示。

表1 巖溶溶洞統計表 單位：mm

由表1可知，層厚最大值為1.80m，最小值為0.50m，平均值為0.73m；層頂高程最大值為7.00m，最小值為-2.70m，平均值為0.90m；層底高程最大值為6.40m，最小值為-3.30m，平均值為0.17m；層頂深度最大值為21.20m，最小值為13.50m，平均值為18.81m；層底深度最大值為21.80m，最小值為14.10m，平均值為19.54m。

3.3 砂卵石層鉆探技術應用方案

對于砂卵石層，在勘察鉆探過程中，如果砂卵石的厚度較小，工作人員可以直接使用泥漿護壁回轉鉆探技術方案進行勘察鉆探，以此獲取巖溶地區的基本地質情況。但是當砂卵石厚度較大的情況時，應使用多層套管護壁技術，借助多層套管護壁技術的技術優勢，在不產生過多擾動的情況下，快速開展鉆探工作，確保在較短的時間內，準確掌握砂卵石層的有關數據，幫助工作人員更好地評估巖溶地區的地質情況。考慮到砂卵石含水量較大、密實度較低的情況，在實際鉆探過程中，工作人員應做好相關防范舉措，避免塌落情況的出現。

4 結束語

文章通過對鉆探技術的合理化選擇，穩步提升勘察工作的有效性，使工作人員能夠在較短的時間內，快速掌握巖溶的分布、發育情況，進而完成對巖溶結構穩定性的準確評估，為后續巖溶地區的開發與保護提供參考。