深厚复杂地层潜孔锤钻进工艺探讨

粉；
带动 下 ， 头低 速 回转 ， 岩 石 破碎 ； 产 生 的岩 钻 使 所 屑被 高压气 流携 带返 至地表 。潜孔 锤 冲击钻 进是 空气钻 进技术 在 破 岩 方法 上 的一项 突破 ， 为一 项
用 途广 泛而 先进 的钻探 技术 。
③ 每钻进 １ 米 ， 正 和校 核 钻 孔 孔 斜 误 ０延 修
通 过采 取 以上处 理 措 施 ， 利 通 过 了破 碎 地 顺
层， 在起 拔套 管 时亦 能顺 利拔 出套 管 ， 而加 快 了 从 钻 进速 度 ， 高 了经济 效益 。 提
２ ３ ３ 地下 水 、 压水 和黄粘 土层 ．． 承
约了钻进成本 ， 又提高了钻进速度 ， 大大提高了经
济效 益 和社 会 效益 。
中 图分 类 号 ：Ｖ ２ ． ；６４ ５ Ｔ ２ ３ ２ Ｐ ３ ． 文 献 标识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ １４ ２ １ ） ３０ ９ －３ １０ － ８ （０ ２ ０ －０ ８０ ２
１ 概
述
① 为有效 控 制 孔斜 ， 钻 孔 倾 角 在设 计 规 范 使 允 许 的误 差 范 围 内 ， 用 ＣＲ ３ 采 Ｉ １０冲击 器 加 扶 正
厚 ， 管无 法 跟 到基 岩 ， 套 因此 ， 用注 浆 固结 孔 壁 采
的措 施 ， 待凝 后继续 扫孔 钻进 。
Ｓｈ ｎ ａｒ ｏｅ ｉ ｕ ｔ ｗ ｃ ａ Ｗ ｅＰ ｒ圜
第３ １卷总第 １３期 ５
四川水 力发 电
２１ ０ ２年 ８月
液体 冲洗 的 原 则 ， 合 钻 进 成 本 、 期 要 求 等情 结 工 况， 最终 采用风 动潜 孔锤跟 管钻 进工 艺 。 当时 国内仅有 两个生 产造 孔孔 径能够 满足 堆 积体 锚索 孔要 求 的 大 口径 偏 心 跟管 钻 具 的 厂家 ， 且 大 口径 偏心 跟 管 钻具 的生 产 在 国 内 尚属 首 次 。 在施 工过 程 中 ， 厂 家都 对 其 产 品 性 能和 使 用 情 两 况进 行 了跟踪调 查 ， 时对 其产 品性 能进行 调整 ， 及
锤 钻具 。
（ 空 压 机 ：１ ０ ８ ＭＰ 、 ０ ｍ ／ ． ４） ０ ｍ ／ ． ａ ２ ０ ８
具： 冲击器 ＣＲ ３ Ｉ１０共 ２台（ ） 套 。
（ ） 孔 钻具 ： Ｘ １０型对 ， ３造 Ｃ Ｇ３ １扩孔 跟 管潜 孔 ５ 、
过程 中 ， 我们根 据具 体地质 情 况 ， 用 Ｃ Ｄ１０型 采 Ｘ ３
用 于覆盖 层 、 岩土层 、 散层 。较 国 内探 矿工 艺研 松
钻杆注浆处理该处地层， 待凝后继续扫孔钻进。 在钻遇黄粘土层时 ， 若为干孔 （ 无地下水）则 ， 采 用降低钻进 速度 、 提动 、 多 充分 排粉 的处理 措施 进 行施 工 ； 若有地下 水 ， 加入一 定 的泡 沫剂 ， 则 同时
（） ４ 与所 用 偏 心 扩 孔钎 头 比较 ， 孔 端 遇 泥 在 土 或砂砾 层 时 ， 可顺利 继续 扩孑 或提 升钻杆 ， 仍 Ｌ 不
会 卡钻 ；
（） ５ 与偏 心扩 孑 钎 头 比较 ， 心 扩 孔 钻 进 成 Ｌ 对 本 低 ， 速快 ， 钻 所需 扭矩 较小 ；
到特 殊 情况 时 ， 压 不足 以达 到施 工 要 求 ， 风 因此 ，
摘 要：在潜孔锤 钻进技术应用 中， 常常遇 到超过潜孔锤跟管深度 的深厚 复杂地层 ， 这类 地层成孔难 制约 了工 程的顺利进
行 。介绍 了两个工程实例中如何增加潜孔锤跟管深度 、 对深厚复杂地层 所采取的处理措施 以及所总结的施 工经验 ， 旨与 同 行共 同探讨深厚复杂地层潜孔锤钻进工艺。 关键词： 深厚复杂地层 ； 潜孔锤钻进 ； 深厚覆盖层 ； 松散堆积体 ； 地下水 ； 承压水 ； 黄粘土
Ｃ Ｄ系列 对 心 扩 孔 套 管 跟 进 潜 孔 锤 钻 进 系 Ｘ
在钻遇 地下水 、 承压水 时 ， 管钻进 的排渣 、 跟 排 粉 效果较差 ， 时应 加入 一定 的泡 沫剂 ， 时增 大 此 同 风 量。如果仍不 能正常钻进则起 钻具 、 下栓 塞并用
统是用于解决复杂地层难 以成孔 的全新技术 ， 适
进负荷加大， 甚至坍孔 、 埋钻、 卡钻 ， 给正常钻进施 工带 来一 定 的影 响。为此 ， 必须 采取 有效 措施 ， 以
保证 正 常的钻 进施工 ， 具体 情况 如下 ：
（） ３ 造孔钻 具 ：Ｘ １６型偏 心 跟管 潜 孔锤 钻 Ｃ Ｇ４ 具 １ 套 、Ｘ １８型偏 心 跟管潜孔 锤 钻具 ４ １ Ｃ Ｇ６ ５套 。
第３ １卷第 ４期
２０１２年 ８月
四
Ｖｏ ． １ ３１，Ｎｏ． ４ Ａｕ ，， １ ｇ ２ ０ ２
Ｓ ｃ ｕ ｎ Ｗ ａ ｅ Ｐ ｗｅ ｉｈ ａ ｔｒ ｏ ｒ
深 厚 复 杂 地 层 潜 孔 锤 钻 进 工 艺 探 讨
楼 莉 莉
（ 四川准达岩土工程有 限责任公司 ， 四川 成都 ６ ０ ７ ） １０ ２
（ ） 岩 接 触 面 岩层 较 破 碎 ， 因覆 盖 层 较 ３基 且
由于堆积体部位锚孔所穿越的地层主要是堆 积层 ， 其组成 物 质主要 为碎石 、 石和特 大孤 石并 块
夹 碎石 土 ， 石 土主要 填充 在碎 块石缝 隙之 间 ， 碎 不
成 层 。堆积 层 中 的砂 土 、 石 、 石 、 石 的 分 布 碎 块 孤 和结 构 极 不 均 匀 ， 的 地 段 结 构 较 紧 密 ， 分 固 有 部 结 ； 的则较 松 散 、 空 ， 透水 性均 较强 ， 有 架 但 造孔 时 护 壁 困难 。造孔 及 固壁 是该 工程 施工 中的关键技 术 问题 之一 。考 虑到在 堆 积体 中造孔 时严 禁使用
器；
潜 孔锤 钻进 工艺 是利 用 压 缩 空气 （ 或气 液 混 合 ） 为循 环介 质并 驱 动 孔底 冲击 器 活 塞 ， 作 以较
大 的冲击 功和高 频 冲击 潜孔 锤钻头 在钻 机转 盘 的
② 保证钻 孔 质 量 ， 制 钻 速 ， 控 每钻 进 １ｍ， 必 须 缓慢倒 杆 １ｍ， 返不 少 于 ２次 ， 往 以便 充分 吹岩
虑到滑坡体造孔严禁使用冲洗介质 ， 因而如何确
保造孔、 固壁的顺利实施是该工程施工中的关键 技术 问题 之 一 。针对 实 际 地 质 条件 ， 综 合 考 虑 经
钻 进成本 、 工期 要求 、 设备 、 工艺 水平 ， 在锚 孔造 孔
（ ） 孔设 备 ：Ｙ一 １造 Ｘ ２型钻机 。 （） ２ 机
砂 层等 地层 非常 有效 的一 门钻进新 技术 。 ２ 二 郎 山隧道 西 口榛 子 林 滑坡 深 厚 覆 盖层 跟 管
钻 进工 艺
２ １ 造 孔 的主要 设备及 机 具 ．
于滑坡 体锚孔 所 穿 越 的地 层 主 要 由崩 积 、 积 和 坡
滑坡 堆 积层组成 ， 构松 散 ， 时 护壁 困难 。考 结 造孔
差。
潜 孔锤 跟管 钻进技 术是 在潜孔 锤钻 进成 孑过 Ｌ
程 中逐 步发 展起 来 的一 门新 的钻 进技 术 ， 是 近 也 年来对 付第 四纪 覆盖层 包括 卵砾石 层 、 积层 、 坡 流
２ ３ 特 殊情 况的 处理及 其效 果 ．
２ ３ １ 深 厚覆 盖层 ．．
按 照地质 勘察 报告 ， 盖层 最深 为 ５ ｎ 由 覆 １ｒ。
ＭＰ 各 一 台。 ａ
２ ２ 岩 性及钻 进 质量控 制措施 ．
（） １ 岩性 ： 该段 滑坡 堆 积物 主要 为崩 积 、 积 坡 和 滑坡 堆 积层 三 种 ， 由块碎 石 、 碎石 土 、 粘 土 块 黄
和 夹块 石组成 。基 岩为 中泥 盆统 养 马坝 组 （ ２ ） Ｄ ｙ 和 下泥 盆统甘 溪组 （ ｌ ） 基 岩 内裂 隙较为 发 育 ， Ｄｙ ，
偏 心 扩孔钎 头 ， 提升 钻杆 时 ， 在 由于偏 心钎 头 的偏
体卡住且套管靴不易提出 ， 容易产生卡钻或埋钻
事故 ； （ ） 有 最 佳 的 冲击 能 量 传 递 方 式 ， 接作 ７具 直
跟管 钻进 工艺
３ １ 造孔 的 主要设备 与机 具 ．
（） １ 造孔设 备 ： ＭＧ一 ０型 钻 机 １台 、 Ｇ一８ ５ Ｙ ０
岩石 质 软 。
进 十分 困难 ， 多仅 能跟 管 到 ５ 最 ０ｍ。在覆 盖 层 中
被迫 采用 注浆 固结孔 壁 ， 孔钻 进 ， 裸 这样操 作也 能
（ ） 量保 证技 术措施 。 ２质
收 稿 日期 ：０ ２ １１ ２ １－ —１ ０
保证 钻孔 的方 位 角 和俯 角 与 开孔 方 位 角 、 角 的 俯
只能 采取慢 钻进 、 提动 的办法 进行 施工 ， 多 从而严 重影 响 了钻 进 速度 。 ３ 小湾水 电站岩锚 支 护试 验 （ 岸 ） 积体 地 层 左 堆
（） ６ 容易锁定连接 ： 在套管 内， 如遇上 回落的
岩 屑 ， 可轻 易 提 出钻 杆 ， 会 卡 紧钻 具 ， 亦 不 如使 用
一
致性 ， 达到 了设计 要求 。
圜
Ｓｈａ Ｗｔ Ｐｗ ｉｕ ａｒ ｏｅ ｃ ｎ ｅ ｒ
楼莉莉 ： 深厚 复杂地层潜孔锤钻进工艺探讨
２１ ０ ２年第 ４期
通过 对该 工程 深厚覆 盖层 中松 散体 的钻进 情 况 ， 用 Ｃ Ｄ系列 对心 扩孔套 管跟 进潜 孔锤 钻 进 采 Ｘ 系统 ， 能够 顺 利完 成 施工 ， 并达 到 设 计要 求 ， 节 既
３ ２ 特 殊情 况 的处理及 其 效果 ．
（） １ 崩坡积层必须采用跟管钻进工 艺， 待锚
索钢 绞线 和压 浆管送 到孔 底后 ， 可拔 出套管 ； 方 （ ） 钻进 至一 定 深度 后 ， 现 掉块 ， 使 钻 ２在 发 致 进 负荷 稍 有加 大 ， 即倒杆 ， 立 将钻 具 退 出破 碎 段 。 采取 跟管 等稳 壁措施 ， 孔壁周 围岩体稳 定 ； 使