浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法(修改版)

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帷幕灌浆中孔斜的成因与控制措施

帷幕灌浆中孔斜的成因与控制措施

帷幕灌浆中孔斜的成因与控制措施作者:卢丽娟来源:《世界家苑》2018年第06期摘要:在深孔帷幕灌浆钻孔施工中,钻孔与设计方向往往会产生不一致的偏斜变化。

偏斜度严重,不仅对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良的影响,而且会严重影响具有一定防渗标准的“连续帷幕”的形成。

通过对孔斜成因及其不良影响分析,提出了孔斜的预防和处理措施。

关键词:帷幕灌浆;孔斜成因;质量控制1引言为保证大坝地基安全,深孔帷幕灌浆质量的高低是至关重要的。

事实上,因为各方面的原因,钻孔与设计方向往往会产生不一致的偏斜变化。

如果钻孔产生的偏斜度很小,其影响是不大的;假如偏斜度严重发展,不仅对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良的影响,而且会严重影响具有一定防渗标准的“连续帷幕”的形成,使灌浆质量不能达到要求,以致不得不进行一定量的补充灌浆,从而使帷幕的造价提高。

所以,必须对孔斜由发生到处理等一系列技术问题加以掌握,以便在深孔帷幕灌浆中将孔斜控制在规程要求的允许偏差值内。

在此,主要根据实际经验,总结性地探讨深孔帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施,以供借鉴。

2孔斜成因分析2. 地质条件不良在地质条件方面,集中表现在钻孔内岩石的力学性质上,主要为:2.1. 钻进松散覆盖层,覆盖层越厚,越容易改变钻孔的方向。

其主要原因是覆盖层具有较强的活动性,钻出的钻孔孔径较大时,势必对粗径钻具不能形成强有力的控制,因而不能保证钻进方向的一致性。

2.1. 在有一定倾角的、软硬交替的岩石中钻进,由于钻头在同一接触面上有软硬不同的岩层,因此,可钻性不同的岩层会产生不同的钻进速度,从而改变钻头的钻进方向。

2. 技术条件不适宜因采用与实际不相宜的技术措施造成的钻孔偏斜,主要表现为:2.2. 在开孔钻进或浅孔阶段的钻进中,钻机立轴与钻孔不在同一条中心线上,这会直接影响钻孔偏斜;使用过高的立轴钻杆与磨损较严重的立轴钻杆定向套管,容易使立轴产生较大的摆动,直接影响到钻头在孔底钻进时的不稳定性;帷幕深孔一般都要安装孔口管,如果孔口管不正,也会直接影响到开孔钻进时的方向。

浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法(修改版)

浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法(修改版)

浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法(修改版)一、概述:帷幕灌浆作为一种基础处理方法在工程当中已被广泛应用,其理论与运用技术也已经比较成熟,但始终其是地下施工,由于地下基础的复杂性,施工的不可预见性也比较大,在帷幕灌浆的施工过程中,灌浆孔的成孔质量对最终的质量有重大的影响,如果钻孔发生孔斜,对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良影响,而且严重影响设计防渗“连续帷幕”的形成,使灌浆质量不能达到要求。

本文就在帷幕灌浆工程中如何将孔斜控制在规定要求的容许偏差值范围内,结合工程实际经验, 探讨帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施。

二、孔斜的原因及孔斜而产生的危害1、孔斜的成因分析钻孔产生偏斜的原因较多,概括地可归纳为:地质条件不良、操作不当、技术条件不适宜三个方面的因素。

1.1、地质条件不良(1)钻进比较松散的全风化岩层、全风化越厚越容易出现偏斜,产生此类偏斜的主要原因是全风化层的弹性大,采用大钻头开孔时往往由于周围全风化土质的不密实等其他因素对粗大的钻具不能形成强有力的控制、因此不能保证钻进方向的垂直性。

(2)破碎的岩层带和软弱交错的岩层钻进时也往往出现偏斜现象。

(3)在河卵石、沙卵石层中钻进时最容易出现偏斜现象,原因是由于卵石的圆滑性容易使钻具产生滑偏从而产生钻具的不均匀受力而导致孔斜出现偏差。

1.2、操作不当的原因操作不当主要是指操作人员的不适当操作而引起的成孔偏斜、也是产生孔斜的直接原因。

(1)钻进时过大的加压,使钻杆产生多段处严重弯曲,特别是在不利的地质条件下对产生偏斜的影响更大。

(2)使用磨损严重的各类钻头钻进时,由于钻头受损严重,在切入岩石时由于切入不稳定而容易改变钻头的钻进方向而产生偏斜。

(3)在松散的岩层中钻进时由于冲洗时间较长、压力过大会严重的破坏孔壁而一起塌孔、造成孔径的严重扩大。

1.3、技术条件不适宜技术条件不适宜是指由于采用了不适合的技术措施而引起的成孔偏斜、主要是指:(1)在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中,因孔壁各部硬度不一,孔径大小也不一致,换孔径的钻头难以保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进。

水电站施工帷幕灌浆异常孔处理措施

水电站施工帷幕灌浆异常孔处理措施

水电站施工帷幕灌浆异常孔处理措施摘要:水电站是通过储蓄水能,利用水位落差的势能将水能转化成电能的电站。

是一种可以循环利用,并且对于大气和环境污染很小的清洁发电形式。

我国具有十分丰富的水资源,特别是在南方,长江流域,金沙江流域,由于地势的原因,蕴藏着巨大的水利资源,供可开发的水电站很多。

例如三峡水电站,就是目前世界上最大的水利发电站。

在水电站施工中,为了处理水对地基的侵蚀,解决渗漏问题,保护整体水电站的稳定,经常会对地基和周围的岩体进行灌浆处理,帷幕灌浆是其中常见的一种处理技术手段,本文就水电站施工中帷幕灌浆中的异常孔进行处理,为今后遇到同样问题,提供一定的参考和借鉴。

关键词:水电站;帷幕灌浆;异常孔引言:水电站的建设有着周期较长,投资较大,技术难度较大的基本特点。

特别是在水电站建筑物的建设上,除了保证建构筑物的基本强度外,主要的就是如何进行防渗,因为水流性质的原因,水的压力会随着落差的提升而变大,对于一些空洞,如果不进行有效的处置,在蓄水时,很有课程被水流侵蚀,最终导致孔洞的扩大,对水电站建构筑物产生较大的影响,甚至出现溃坝、水淹厂房这样的巨大事故,造成人员伤亡和经济损失。

对于这些孔洞的封堵,以及提升水电站基础以及周边岩体的整体性与可靠性,灌浆技术就是一种十分有效的技术。

主要分为帷幕灌浆、高压喷射灌浆、地下连续墙等技术手段。

而帷幕灌浆是其中较为常见的一种手段。

1.帷幕灌浆的基本概况帷幕灌浆技术是一种有效的防渗技术,主要是将水泥、树脂等化学浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙,从而将破碎的岩土进行有效的连接,使得原本的缝隙被填满,整个岩土变成整体,除了能够增加整个岩土的完整性和强度外,最主要的作用就是减小渗透流量和降低渗透压力。

正因为如此,在很多工程领域的基础处理上,帷幕灌浆技术得到了广泛的应用和推广。

作为水电站施工,在闸坝的岩石或砂砾石地基中,帷幕灌浆工程应用的较为广泛。

特别是地基底部,帷幕灌浆能够深入相对不透水岩层一定深度,以阻止或减少地基中地下水的渗透,这样可以有效的降低水流的扬压力,提升整个电站的整体稳定性和安全性。

深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理

深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理
对保证 钻孔 方向的 重要 性提 出了商榷性 的 建议 。
关键词 : 方向 .L 成 因 ; 内事故 ; 效率 ; 质量 ; 钻孔 孑斜 孔 钻进 钻孔 连续 帷幕
1引 言
如果 孔斜 没有减少 , 可用原正 常钻具扩 下去 , 待 条件 成熟后再进行矫正 。如果新孔孑斜度有所 L 减少 , 可换用带 有导 向装置的钻具进行扩孔 , 扩 完后换用正常钻具钻进 。 在容许的情况下 , 也可 用换径的钻具加长后钻进 , 直至终孔 。 3. 2 4控制法。控制法主要是在考 虑过 其 绗 它矫正方法 时有 很大困难 ,或还有不多的距 离 就抵达终 孔的情 况下应用 。这一方法的主要措 施是加长粗径钻具 。 一般 睛况下 , 加长后的粗径 钻具不小于原钻具的 2 。 倍 加长粗径铽 黾后, 无 21地质条件不 良 . 疑会增大孔壁对整个粗径 钻具按 原方 向继续钻 在地质条件方面 , 中表现在钻孑 内岩 石 集 L 进的控制力 , 使原有 的孑斜度 不再 继续扩 大 , L 但 的力学性质上 , 主要为 : 在操 作方法上 要严 格注意。 () 1钻进松散覆盖层时 , 覆盖层越厚 , 易 越容 3 5 扫孑法 。扫孔法是在某—灌浆段钻孔 . 2 L 改变钻 孔的方 向。其主要原因是覆盖层具有较 结束 时进行孑斜测量 ,发现偏斜 值超过允许值 L 强 的活动性 , 出的钻孔孔径较大时 , 钻 势必对粗 时 , 进行纠偏处理 , 先不 按正常程序继续进行灌 径钻具不 能形成强有力 的控制 ,因而不能保证 浆, 当接近 灌浆 结束 标 准 时 , 比例 为 0 ( 用 . 或 5 钻进 方 向的一致性 ;2在 有一定倾 角 的、 () 软硬 O ) 的浓浆 ( 6: 1 可加适 量 的速 凝剂 ) 置换 出孔 内 交替 的岩石 中钻进 ,由于钻头在同一接触面上 上 : 稀浆 , 并待凝 2. 8 后再扫 孑 , L 44 h - L扫孑 时注意控 有 软硬不 同的岩层 , 因此 , 性不 同的岩层会 可钻 3. . 1 5钻进 中, 当岩石换层时 , 不论是由软变 制钻压 并随时检2 L ,可使 已偏斜的钻孔段 贝 斜 ' f 产生不 同的钻进速度 , 从而改 变钻 头的钻进方 硬还是 由硬变软 , 或者是 由完整变破碎 , 破碎变 得到有效的纠正 。 但此 种办法耗时较长 , 一般在 向; ) ( 在厚度大 、 3 破碎较严重 的岩层 中钻进 , 其 完整等情况 , 均应减压减速钻进 , 对其进尺 的速 上述 几 方法处理无效的情况下采用。 种 钻孔孑径也较大 , L 粗径钻具在钻进方 向上 不容 度 和 冲洗 液的流 量及 压力 也应 加 以适 当的控 3. . 2 6补孔法 。补孔法有两种情 况 : 在灌浆 易被控制。J # 破碎岩层往往是软硬岩层共 制: / - t , P 施工 中, 当发现钻孔偏斜 严重 时 , 止严重的 为防 存, , 因此 钻头容易改变方向 ; ) ( 砂卵石层 中钻 4 3. .6钻进 中, 1 应勤检查钻机有无移动 , 立轴 孔斜对灌浆质量产 生影响 ,可在该 孔附近补钻 进, 钻孔最容易偏斜 。 因为砾石的圆滑对钻头产 钻进 的方 向有无变化 , 发现问题应及时纠正 : 新的灌浆孔 ,一般 与原灌浆孔 的距 离应不 大于 生偏滑作 用 , 形成不均衡的阻力 , 易改变钻 头前 3 . 防止孔斜发生 , .7为 1 必须熟悉所 使用机 5c , 0m 但补钻灌浆孔前应封填好原偏斜灌浆孔。 进 的方 向 ; ) ( 在遇到溶 蚀孔洞 、 5 大断裂 带或 老 械性 能和钻孔方 法的特 点 , 常研究 ,总结 经 此种 情况适用于浅孔 阶段 中就严重偏斜且在采 经 空洞等情况时 , 亦会产生钻孔 的偏斜 。 验 。在深孔 帷幕 的钻孔 中 , 应对孔斜 及时测量 , 取多种 矫正方法均无效 的灌浆孑 。补钻新 的灌 L 2 . 术条件不适宜 2技 及时准确地 掌握钻 孔的偏 斜情 况 ,以利 于及 时 浆孑 后在与原偏斜孔 相对应 的孔深 位置 以上 的 L 因采用与实际不相宜的技术措施造成 的钻 处 理 。 各灌 浆段—般可不再灌浆 ;在灌浆施工结束对 孑偏斜 , L 主要表现为 : 3 . 2孔斜 的处理措施 施工质量进 行检查验收时 ,通常的方法是采用 () 1在开孑钻进或浅孑 阶段的钻进 中, -t L L  ̄* 6d 3. .1扩孔 纠偏法 。 2 此种方法适合于浅孔 阶 打质量 ( 效果 ) 检查孔。检查孔位置的选定 , 既要 立轴与钻孔不在 同—条 中心线上 , 会直接影 段 中 ( 这 —般不超过 1m)钻孔 已偏斜严重 的情 考虑 到有代 表性和普遍性 ,又要照顾到薄弱环 0 响钻孔偏斜 ;使用过高的立轴钻杆与磨 损较严 况。 采取加长粗径钻具 , 并使用 比原钻具 直径至 节。这时 , 可结合对灌浆施 工资料的综合分析 , 重的立轴钻杆定 向套管 , 容易使立轴产 生较大 少大一级的钻具 ,从孔 口或从孑 口管底部位置 在 因孔 斜可 能使灌浆 不足 的地 方布置检查孔 , L 的摆动 ,直接影响到钻头在孑底 钻进 时的不稳 扩下去。 L 可以扩大处理符合要求的钻孔, 矫正钻 使其得到一 次补强的机会 ,因为检查孔也要灌 定性 ; 帷幕深孔一般 都要安装: n管 , 孔 口 孔的方向 ,防止在继续钻进中该孔偏斜严重发 浆 。同时 , f L 如果 通过检查孔 的压水试验 , 也能获知因 管不正 ,也会 直接影响到开孑 钻进 时的方 向 ; 展的情况 出现 。 L 孑斜对灌浆质量的影响程度。 L ()使用了弯曲的钻具或过短的岩心管。岩心 2 3. .2短钻具法。在松软岩层 或厚度大的覆 2 参考文献 管、 钻杆等的弯曲, 都会使钻具连接后不正 , 从 盖层 中钻进时 , 当钻孔产生一定偏斜后 , 可利用 f牛运光. 险水库加 固 实例 , 1 ] 病 中国水利 水电 出 而影 响钻进 的方向。 使用过短 的岩心管 , L 在孑 内 较短 的粗径 钻具进 行矫正。因为在上述 地质条 版 社 ,o 2 2o 歪 斜时 , 比长岩心管的歪斜度更大 , 产生 的孔斜 件下钻孔 ,L 孑径一般 比较大 , 而短钻具 在较大孔 『 陶景 良. 2 1 混凝土防渗墙施工 , 水电出版社 ,9 8 18. 度也 更为严 重 ; ) 由大孑径 换小孑径或扩孑 径 内较易改变 方向。主要通过用轻压力慢转速 [高钟 璞. (在 3 L L L 3 ] 大坝基础 防渗墙 , 北京, 中国电力 出版 钻进过程 中 , 因为孑壁各部硬度不一 , L 孔径大 小 的操作方法 , 会因 自重垂 向钻进 。 钻具 使用 的岩 社 .0 2 2 0. 也不一致 , 换径后的钻头很难保持在与原孔 中 心管长度一般可为 11 m 钻进 35 -. , 5 ,m后进行钻 , -

帷幕灌浆孔斜控制方案

帷幕灌浆孔斜控制方案

帷幕灌浆孔斜控制方案一、为啥要控制孔斜。

咱先得知道为啥要在帷幕灌浆的时候控制孔斜呢?你想啊,如果孔斜没控制好,就像在墙上歪歪扭扭地打钉子,那灌浆的时候就不能按照咱们预想的那样,把浆液灌到该去的地方。

这样一来,帷幕的质量就没法保证,可能会出现漏水的缝儿,那就好比大坝穿了个有洞的雨衣,这可不行啊。

二、施工前的准备。

1. 设备挑选。

在设备这块儿,咱得精挑细选。

就像挑对象一样,那些老旧、精度差的钻孔设备可不能要。

要选那种新崭崭的、稳定性好的钻机。

这钻机就像个听话的小跟班,咱们让它往哪儿钻,它就得乖乖地朝着正确的方向去。

2. 场地平整。

场地就像是钻机的舞台,如果舞台坑坑洼洼的,钻机站都站不稳,还怎么能打好直溜溜的孔呢?所以,施工前得把场地整得平平整整的,就像给钻机铺了个平坦的地毯。

三、钻孔过程中的控制。

1. 钻机安装。

安装钻机的时候啊,要像搭积木一样小心翼翼又稳稳当当。

得用水平仪把钻机调整得平平整整的,确保它的立轴垂直于地面。

这就好比让一个站岗的士兵站直了,别歪歪斜斜的。

然后把钻机牢牢地固定住,就像把士兵的脚钉在地上,让它在钻孔的时候不会轻易晃动。

2. 钻进操作。

操作人员那可得是个“老司机”。

钻进的时候,要慢慢地、稳稳地来。

不能像个急性子似的,一股脑儿地猛钻。

要时刻盯着钻杆的方向,一旦发现有点歪的苗头,就得赶紧调整。

这就跟骑自行车似的,发现车把歪了,就得赶紧扶正。

而且,要根据不同的地层情况,调整钻进的压力和速度。

地层软的时候,就像在棉花里钻孔,速度可以快一点,但压力不能太大;地层硬的时候,那就得像啃硬骨头一样,慢慢加压力,但速度要慢下来,不然钻杆很容易歪掉。

3. 测斜仪器的使用。

测斜仪器可是咱们的“眼睛”,要经常用它来看看孔到底斜没斜。

每隔一段距离就得测一次,就像隔一会儿就量一下孩子长高了没有一样。

如果发现孔斜超过了规定的范围,那就得采取措施了。

这时候不能慌张,就像医生治病一样,对症下药。

如果是小偏差,可以通过调整钻进参数来纠正;要是偏差大了,可能就得重新开孔了,虽然有点麻烦,但总比留下个隐患强。

浅议深孔帷幕灌浆中的孔斜控制技术

浅议深孔帷幕灌浆中的孔斜控制技术

对 深孔 帷幕 灌浆 的影 响 。
1 孔 斜 成 因分 析
孔 斜 作 为 钻孔 事故 产 生 的原 因较 多 , 其 主 观 视
因素可 归纳 为地 质条 件不 良, 术条 件不适 宜 , 作 技 操 方 法不 当等 3个方 面 。
1 1 地 质条 件不 良 .
安装孔 口管 , 如果 孔 口管不 正 , 会直 接影 响到开孔 也
灌浆及孔斜控制 提供借鉴 。 关键词 : 深孔 ; 帷幕灌浆 ;L ; 孑斜 控制技术
中 图分 类号 : 4 54 U 5 .
为保 证大 坝地 基 安 全 , 孔 帷 幕 灌 浆质 量 与 否 深
至关 重要 的。事实 上 , 因为各 方 面 的原 因 , 钻孔 与设 计方 向往 往会 产生 不一 致 的偏 斜 变化 。不 仅对钻 进 质量 、 故发 生 率 、 进 效 率 等 方 面 产 生不 良的 影 事 钻 响, 而且会 严 重 影 响具 有 一 定 防 渗 标 准 的 “ 续 帷 连
4 砂 卵石 层钻 进 , 孔 最容 易 偏 斜 。因 为砾 石 ) 钻 的圆滑对 钻头 产生偏 滑作 用 , 形成不 均衡 的阻力 , 易
改 变钻 头前进 的方 向 ; 5 在 遇到溶 蚀孔 洞 、 ) 大断 裂带 或 老 空 洞等 情 况
时, 亦会产 生钻 孔 的偏斜 。
1 2 技术 条件 不适 宜 .
段 内 , 打捞矢 锥也不 易碰上 断头 ; 使 假如 钻孔方 位的
分布不均 匀 , 或硬质 合金钻 头底 出刃尺 寸不 同 , 也会 直 接影 响到钻进方 向 的改变 。
变钻 头 的钻进 方 向 ; 3 在厚 度 大 、 碎 较 严 重 的 岩 层 中钻 进 , 钻 ) 破 其 孑 孔径 也较 大 , 径钻 具在 钻 进 方 向 上不 容 易被 控 L 粗 制 。此 外 , 碎岩 层 往 往是 软 硬 岩层 共 存 , 破 因此 , 钻 头 容易 改变方 向 ;

浅谈帷幕灌浆孔斜成因与处理

浅谈帷幕灌浆孔斜成因与处理

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引言

2

技 术 条件 不 适 宜

因 采 用 与实 际 不 相 宜 的 技术 措 施 造 成 的钻 孔 偏 斜
主要表
为保 证 大 坝地 基 安 全
要 的作用

在 地 质 条件 方 面
集 中表 现 在 钻 孔 内岩 石 的 力 学 性 质 上

3


操作方法不 当

( 1 ) 钻进 松 散 覆 盖层 时
覆盖层越厚

越 容 易改 变钻 孔 的
操 作 方 法 的不 当往 往 是 产 生 钻 孔 偏 斜 的 直 接 原 因
(1 ) 钻 进 时过 大地 加 压

的弯 曲

都 会 使钻 具 连 接 后 不 正


从 而 影 响 钻 进 的方 向
使用



孔 斜 成 因 分析

过 短 的岩 心 管
在 孔 内歪 斜 时


比 长 岩 心 管 的 歪 斜 度更 大

生 的孔 斜度 也 更 为 严 重

孔 斜作 为钻 孔 事故
其产 生 的原 因 较 多

可 归 纳 为 地 质条

(3 ) 在 由 大 孔 径 换小孔 径 或 扩 孔 钻 进 过 程 中

因 为孔壁 各

浅探东平湖围坝深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理

浅探东平湖围坝深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理
22 1 孔 纠偏 法 .. 扩
存 , 因此 , 头 容 易 改 变方 向 : 钻 11 .. 砂 卵石 层 中 钻 进 , 孔 最 容 易 偏 斜 。 因为 砾 石 的 圆 滑 对 钻 头 产 4 钻
【 摘 要 】 平 湖 是 黄 河 下 游 的 滞 洪 区 , 了 确 保 围坝 安 全 , 对 围 坝 进 行 深 孔 帷 幕 灌 浆 加 固 , 钻 孔 施 工 中 , 斜 控 制 直 接 关 系 到 帷 幕 灌 东 为 曾 在 孔 浆 的质 量 。本 文 着 重探 讨孔 斜成 因 及 其 预 防 和 处 理措 施 。 【 键 词 】 孔 ; 斜 成 因 ; 量 ; 洪 关 钻 孔 质 防
科技信息
。 河 务 专 论 0
S INC CE E& T C O O E HN L GYI O MA I N NF R T O
21 0 0年
第2 7期
浅探东平湖围坝深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理
张 玉 民 孙 培 峰 王 华 3 (. 1山东 黄河 东平 湖工 程 局 山东 泰 安 2 1 0 ; . 山龙腾 养 护公 司 山 东 梁 山 2 2 0 7 0 0 2梁 7 6 0: 3东 营津 泰 黄河 养护 公 司 山东 东 营 2 7 0 . 5 2 0)
111 钻 进 松 散 覆 盖层 时 , 盖 层越 厚 , 容 易 改 变 钻 孔 的 方 向 。 主 上 : .. 覆 越 其 要 原 因 是 覆 盖 层 具 有 较 强 的 活 动 性 , 出 的 钻 孔 孔 径 较 大 时 , 必 对 钻 势 21 .. 钻 进 中 , 岩 石 换层 时 , 论 是 由 软 变 硬 还 是 由硬 变 软 , 者 是 5 当 不 或 粗 径 钻 具 不 能 形 成 强 有 力 的 控 制 , 而 不 能 保 证钻 进 方 向 的一 致 性 ; 因 由完 整 变 破 碎 , 碎 变 完 整 等 情 况 , 应 减 压 减 速 钻 进 , 其 进 尺 的 速 破 均 对 1 . 在 有 一 定 倾 角 的 、 硬 交 替 的 岩 石 中钻 进 , 于 钻 头 在 同 一 接 .2 1 软 由 度 和 冲 洗 液 的 流 量 及压 力 也应 加 以适 当 的控 制 ; 触 面 上 有 软 硬 不 同 的 岩 层 , 此 , 钻 性 不 同 的岩 层 会 产 生 不 同 的钻 因 可 21 .. 钻 进 中 , 勤 检 查钻 机 有无 移 动 , 轴 钻 进 的 方 向有 无 变化 , 6 应 立 发 进速度 , 而改变钻头的钻进方 向: 从 现问题应及时纠正 : 11 .. 在厚 度 大 、 碎 较 严 重 的 岩 层 中 钻 进 . 钻 孔 孔 径 也 较 大 , 径 3 破 其 粗 22 孔 斜 的 处 理 措 施 . 钻具 在 钻进 方 向 上 不 容 易 被 控 制 。 此 外 , 碎 岩 层 往 往 是 软 硬 岩 层 共 破
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浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法
怀集县马宁水工程管理处:黄超俊
关键词:帷幕灌浆、孔斜影响、处理方法
一、概述:
帷幕灌浆作为一种基础处理方法在工程当中已被广泛应用,其理论与运用技术也已经比较成熟,但始终其是地下施工,由于地下基础的复杂性,施工的不可预见性也比较大,在帷幕灌浆的施工过程中,灌浆孔的成孔质量对最终的质量有重大的影响,如果钻孔发生孔斜,对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良影响,而且严重影响设计防渗“连续帷幕”的形成,使灌浆质量不能达到要求。

本文就在帷幕灌浆工程中如何将孔斜控制在规定要求的容许偏差值范围内,结合工程实际经验, 探讨帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施。

二、孔斜的原因及孔斜而产生的危害
1、孔斜的成因分析
钻孔产生偏斜的原因较多,概括地可归纳为:地质条件不良、操作不当、技术条件不适宜三个方面的因素。

1.1、地质条件不良
(1)钻进比较松散的全风化岩层、全风化越厚越容易出现偏斜,产生此类偏斜的主要原因是全风化层的弹性大,采用
大钻头开孔时往往由于周围全风化土质的不密实等其他因素对粗大的钻具不能形成强有力的控制、因此不能保证钻进方向的垂直性。

(2)破碎的岩层带和软弱交错的岩层钻进时也往往出现偏斜现象。

(3)在河卵石、沙卵石层中钻进时最容易出现偏斜现象,原因是由于卵石的圆滑性容易使钻具产生滑偏从而产生钻具的不均匀受力而导致孔斜出现偏差。

1.2、操作不当的原因
操作不当主要是指操作人员的不适当操作而引起的成孔偏斜、也是产生孔斜的直接原因。

(1)钻进时过大的加压,使钻杆产生多段处严重弯曲,特别是在不利的地质条件下对产生偏斜的影响更大。

(2)使用磨损严重的各类钻头钻进时,由于钻头受损严重,在切入岩石时由于切入不稳定而容易改变钻头的钻进方向而产生偏斜。

(3)在松散的岩层中钻进时由于冲洗时间较长、压力过大会严重的破坏孔壁而一起塌孔、造成孔径的严重扩大。

1.3、技术条件不适宜
技术条件不适宜是指由于采用了不适合的技术措施而引起的成孔偏斜、主要是指:
(1)在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中,因孔壁各
部硬度不一,孔径大小也不一致,换孔径的钻头难以保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进。

(2)使用了弯曲的钻具或较短的岩心管、由于钻具的弯曲使本身连接成的钻具不正,往往导致所钻进的孔出现孔斜;使用过短的岩心管、在孔内歪斜时、比长岩心管的歪斜更大,产生的偏斜就更为严重。

(3)孔径越大,钻具产生的弯曲、扭曲、拉伸就越大,钻进较深的孔中产生的变形就越大,从而使钻具在钻进方向的改变就越大。

2、较大的孔斜对孔内事故的影响
2.1、较大的孔斜会加剧孔内的掉块、坍塌,甚至会造成卡钻、埋钻等现象。

2.2、增大钻具折断事故发生的机率,而出现断杆后会影响处理孔内事故的复杂性,甚至出现报废孔的现象。

3、较大的孔斜对钻进效率及质量的影响
3.1、如果钻孔一旦产生较严重的偏斜将大大影响钻进的速度,主要原因是钻具在孔内随孔的偏斜而产生弯曲,这样会使钻具在回旋钻进的过程中受力不均匀,使钻具磨损而降低钻进的效率,而且由于孔斜的影响使钻具在钻进过程中摩擦力增大,从而影响到进尺,如果在钻进过程中施加的压力过大,容易出现折断钻具的现象。

3.2、如果钻孔过程中不能保证孔斜在合理的范围内、将
影响到帷幕灌浆的合理孔距、甚至由于孔斜的原因导致采取到的岩心较细降低了岩心的保存率。

3.3、严重的孔斜将导致灌浆施工不能正常的进行,由于孔斜的出现导致灌浆时无法下设止浆塞或使止浆塞封堵不密实致使在灌浆中出现止浆塞漏浆,甚至由于止浆塞漏浆产生“固管”现象,从而影响灌浆的顺利进行。

3.4、更为严重的是由于大的孔斜使相临灌浆孔之间出现所灌注浆液不连续的现象,从而达不到防渗堵漏的目的。

三、成孔偏斜的处理方法
3.1、预防措施
(1)钻机的安装要水平牢固,立轴中心与钻孔中心应在同一条垂直线上,并按要求的孔向对准孔位开孔,孔口管必须牢固并满足要求,以使钻进中不摆不晃。

(2)孔较深以后,即开始需要从地面减压钻进时,特别要注意钻压的调整,同时要注意提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上。

(3)钻进中,当岩石换层时,不论是由软变硬还是由硬变软,或者是由完整变破碎,破碎变完整等情况,均应减压减速钻进,对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控制。

(4)必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点,经常研究,总结经验。

在深孔帷幕的钻孔中,应对孔斜及时测量,及时准确地掌握钻孔的偏斜情况,以利于及时处理。

3.2、处理措施
(1)采用扩孔纠偏法,在浅孔阶段中(不超过10m)发现钻孔偏斜严重即采取加长粗径钻具,矫正钻孔方向,防止继续偏斜。

(2)在松软岩层钻进中当钻孔产生偏斜后,可利用较短的粗径钻具进行矫正,从短正位置扫孔后,继续钻进。

(3)采用换径法,在进行前先把孔内岩心取干净,钻进时轻压慢速控制给进,钻进3~5m后进行测斜,确定矫正后可用换径的钻具加长后钻进。

(4)在帷幕灌浆工程施工中,当发现钻孔偏斜、严重影响灌浆质量时,可在该孔附近补钻新孔进行补强灌浆。

例如:怀集县长调水电站混凝土面板堆石坝帷幕灌浆工程中,由于岩基断层引起孔斜,帷幕灌浆质量检查时在左ZB3上检查孔第三、四两段不附合设计质量要求,便采用了对薄弱处补钻孔进行补强灌浆,以保证帷幕灌浆的工程质量。

四:结束语:
帷幕灌浆属地下工程,不可见因素多且复杂多变,出现异常情况是不可避免的,关键是在实施过程中要根据实际情况,规范施工程序,遇到问题要及时采取合理且安全的处理措施,在异常情况刚出现时就及时处理掉,才能确保工程质量。

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