复杂地质条件下穿层钻孔施工技术研究
深水、复杂地质、大直径钻孔桩施工关键技术研究
１工 程 简 介 ．
２总 体施 工方 案 ．
一
节 钢 护 筒 运 至 墩 位 后 由 ２ ｔ 浮 吊起 吊 下 放 至 支 架 的第 一 组 下 层 ０级
调平后 将支架 与护筒 间用木块 抄死 ： 拼装第二节钢护筒后 ． 上 江 埠 １号 、 桥 共 ９ ２号 Ｏ根 钻 孔 桩 ． １号 桥 ０号 桥 台 ６根 钻 孔 分配梁上 。 除 起 桩在岸上外 ， 其余均在水 中。水 中钻孔桩均采用 浮式钻孑 平台进行施 安装吊杆与起 吊牛腿 连接 ． 升千斤顶使起 吊牛腿脱离第一组下层 分 Ｌ
２ １ 年第 ３ ０１ ６期
Байду номын сангаас
◇科技论坛 ◇
深水 、 复杂地质 、 直径钻 孔桩施工关键技术研究 大
王 海彬 （ 中铁 大 桥 局 集 团 一 公 司 河 南
【 摘
郑州
４００ ） ５ ０ ０
要】 钻孔灌注桩是桥 梁工程最常用的基础 形式之 一 ， 深水超长大直径钻孔灌注桩的施工历来较 为困难。本文重点介 绍上江埠大桥 深
４１２卷 制 ．．
卷制用数控三 辊卷板机 ． 根据钢管 的直径及板厚 ． 计算 出准 确的 数 据输入到数控 系统 中 先试 卷制一节 用样板检测 圆度是否符 合要 求． 如有误差根据实际情况进行微调 ． 至准确方可批量卷制 （ 注意坡 应
５钻孔施工 ．
５１ ．成孔方法 根 据桥址地 质情况 ． 采用 冲击钻成孔 方法 ． 直径 ２ ｍ及 以下的桩 采用 冲反钻机 ． 大于 ２ ｍ的桩采用单绳式 冲击钻 钻孔时及 时采用泵 吸或气举 反循 环方式排 碴 ． 在墩位处设 置钻碴船 ． 钻碴外运 到指定地 点 处理 ． 钻孔泥浆通 过泥浆管在 四个 护筒间相互储 存 ． 多余 泥浆外运 到指定地点处理 ５２钻 机 安 装 就 位 ． 钻机安装时要求其底座平稳 、 水平 ． 钻架竖直 ． 且保 持钻 机顶部的 起重滑轮槽 、 钻头 、 桩位 中心在 同一铅垂线上 ． 以保证钻孔垂直度 ５３钻进成孔 － 开孔 阶段 调整好泥浆指标后 加适量粒径不 大于 １ｃ３的片石 ． ５１ ３ 顶 部抛平 ． 用低 冲程 冲砸 （ 钻机 冲程 ０５ １ ｍ） ．～ ． 。 ０ 钻孔时要察看钢丝绳 回弹和 回转情况 。耳听 冲击声音 ． 借以判别 孔底情况 抽碴或停钻后再钻时 ． 由低冲程逐渐加高到正常冲程。 应 为保证孑 形正直 ． Ｌ 钻进 中． 应常用检孔器检孑 ． Ｌ检孔 器可用钢筋制 成． 其高度为桩孔直径 的 ４ ６倍 ． ～ 直径 与钻头直径相 同
复杂地质条件下长距离钻孔施工技术研究与实践
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ．１ １ ７ ９ ９／ｃ ｅ ２ ０１ ３１ ２ ０１ ４
煤
炭
工
程
复 杂地 质 条 件 下长 距 离钻 孔 施 工 技 术 研 究 与 实 践
唐佐 胜 ，文建 东 ，吴 坤 ，陈晓军
（ 甘肃靖远煤电股份有限公司 红会第 四煤矿 ，甘肃 白银 ７ ３ ０ ９ １ ８ ）
（ 上 、下 ） 两 个条 带 ，并将 １条 带 首 先 进 行试 验 性 开 采 。 ４ ６ ０ ２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
期计划灌浆钻孔 １ ２个 ，总进尺 ７ ０ ９ ． ８ ｍ，脱水钻孔 ５个 ，总 进尺 ３ ６ １ ． ６ ｍ，矿上要求灌浆孔必须 在半月 内完成 ，并 随通 随灌 ，时间紧、任 务重 。钻孔 布 置如 图 １ 所 示 。工 作面 煤
层 顶 、底 板 岩 性 见 表 １ 。
表 １ 工 作 面 煤 层 顶 、底 板 岩 性 情 况
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２—１ １—１ ４
作者简介 ：唐佐胜 （ １ ９ ７ ６一） ，男 ，甘肃 白银人 ，采矿 工程 师 ，国家注册安全 工程师 ，现任甘 肃靖远煤 电股份有 限公 司 红会第 四煤矿通灭部长 ，从事矿井通 风安 全工作。
止 了夹钻 、憋 泵现 象 的 发生 ，但 在 钻 孑 Ｌ 贯 通 后 发 现 ，终 孔 位
置严重偏离 了设计预通点 ，落在 了巷帮上 ，并在人工从下 往 上下套管 时发现 ，钻孑 Ｌ 不在一直线上 ，而且 在变层位置处 出
现 了错动 、变 形弯 曲。 经反 复 确 认 ，通 过 对 打 钻 细 节 认 真 梳 理 后 认 为 ，唯 一可 能 的 是使 用 金 刚 石 钻 头 ，给力 小 时钻 进 速 图１ ４ ６ ０ ２ （ １ ） 采 空 区灌 浆 脱 水 钻 孔 设 计
复杂地质条件下隧道主要施工地质问题及对策探析
复杂地质条件下隧道主要施工地质问题及对策探析隧道施工过程中会面临各种复杂地质条件，这些地质条件对隧道施工造成了一定的挑战。
本文将探讨隧道施工中的主要地质问题，并介绍如何制定对策来应对这些问题。
1. 岩爆问题：岩爆是隧道施工过程中常见的地质问题之一，特别是在高应力和岩层薄弱的地质条件下。
岩爆不仅会对工人的安全造成威胁，还会对隧道开挖进度产生不利影响。
为了解决岩爆问题，可以采取以下对策：- 加强岩体预处理：通过使用喷浆技术对岩体进行加固，以增加岩体的强度和稳定性。
- 采用钻爆法：在开挖过程中，采用钻孔爆破的方法，将岩石炸碎，减少岩爆的发生。
2. 土壤涌水问题：土壤涌水是隧道施工中另一个常见的地质问题。
当隧道穿过高含水量的土层时，土壤中的水会涌进隧道中，给施工工作带来很大的困难。
以下是解决土壤涌水问题的对策：- 采用隧道衬砌：在建造隧道时，在隧道壁上安装防水衬砌，以阻止土壤中的水进入隧道。
- 降低孔隙水压力：通过在孔隙中注入混凝土或胶结材料来降低土壤中的孔隙水压力，减少涌水的发生。
3. 斜层问题：在某些地质条件下，隧道可能会穿过斜层。
斜层的存在会导致隧道的稳定性受到威胁，甚至可能引发地质灾害。
以下是对抗斜层问题的对策：- 加固隧道壁：使用防水衬砌和锚杆等手段加固隧道壁，提高隧道的稳定性。
- 采用隧道补偿断层：当隧道穿过断层时，可以采用隧道补偿断层的方法来减轻地质应力的影响，降低地质灾害的风险。
隧道施工中会面临各种复杂地质条件，这些地质条件对施工工作产生了一定的挑战。
通过采取相应的对策，可以有效地解决这些问题，确保隧道施工的顺利进行。
对策的选择应根据具体的地质条件和隧道工程的特点来制定，在实际操作中要注意安全第一，确保施工人员的人身安全。
也要注重环境保护工作，减少对自然环境的破坏。
复杂地质条件下高位钻孔施工技术
中 图分 类 号 ：Ｆ４０３．７；ＴＤ７１３ ．３ 文献 标 志码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１００８—０１５５（２０１４）０３～０２０８—０１
一 、 矿 井基本 情 况 杨 柳矿 井东 西宽 约 ３～９ｋｉ ｎ，井 田南北 长 约 ９ｋｉｎ，井 田面积 ６０．４ｋｍ 。２００９年 ３月 中 国矿 业 大学 矿 山 开采 与安全 教育 部 重 点 实 验 室 分 别 对 杨 柳 煤 矿 ８煤 层 、１０ 煤 层进 行 了鉴 定 ，鉴 定 结 果 为 ８、１０煤 均 为 突 出煤 层 ， 均 具有 煤 尘爆பைடு நூலகம் 性 ，１Ｏ煤 层 为 Ⅱ类 自燃 煤 层 。经 ２０１１ 年 瓦斯 等级 鉴定 ，全 矿最 大 绝 对 瓦 斯 涌 出量 ８８．０８ｍ ／ ｒ ａｉｎ，最 大 相对 瓦斯涌 出量 ３５．３５ｍ ／ｔ；平 均绝 对 瓦 斯 涌 出量 ７７．７２ｍ ／ｍｉｎ，平 均 相 对 瓦 斯 涌 出量 ３１．１９ｍ ／ｔ。 依此 为据 确定杨 柳煤 矿 为煤 与瓦斯 突 出矿井 。 在高 位钻 场 施 工 走 向高 位 钻 孔 、向 上 穿层 孔 是 杨 柳煤 矿 治 理 采 空 区 瓦斯 的一 个 重 要 措 施 。 自 ２０１０年 以来 杨柳 煤 矿 先 后在 １０４１４、１０４１６、１０４１２三 个 工 作 面 风 巷 中的近 ３Ｏ个 高位钻 场 中施 工 近 ５００个 高位钻 孔 。 由于杨柳 煤 矿 复 杂 的地 质 条 件 ，煤 层 顶 板 有 多 层 较厚 泥 岩是 复 合 型顶 板 ，在 实 际 施 工 过 程 中的 每 个 钻 孔都 要穿 过 ５０～７０ｍ 的 泥 岩 段 ，施 工 十 分 困 难 。根 据 几 年来 总结 的 经 验 ，研 究 解 决 施 工 中存 在 的 问 题 并 制 定 相应 的解 决方 案 ，经 过实 践 ，取 得 良好 的效 果 。 二 、高位 钻孔 施 工中常 见 的问题 １、顶板 岩石 破 碎 ，不 同特 性 的岩 石 相互 交错 ，各 自 岩 面抗 压能 力存 在较 大差 异 ，当施工 钻 孔 时 ，受 不 同岩 性 的影 响 ，钻 机工 很难 控 制钻 机 的给进 压 力 ，经 常 出现 钻 孔跑 偏现 象 ，与设计 产 生较 大 偏 差 ，还 有 的会 从 正在 回采 的工作 面穿 出 ，极 易 造 成安 全 事 故 ，而且 施 工 的 钻 孔 不能 在预 定 的 区域 内终 孔 ，很 难 满 足 治 理 采 空 区 瓦 斯 的需 要 。 ２、高位 钻 孔 开孔 位 置岩 石 破碎 、钻 孔 成 型较差 ，不 利 于钻 孔封 孔 ，导致 钻孔 封 孑Ｌ不 实 漏 气严 重 ，而 且 在 实 际联管 抽放 时 ，钻 孔 周边 围 岩在 高 负 压 抽 放 的状 态 下 易产生裂隙，会很大程度降低瓦斯抽放的效果 。 ３、在实 际钻 进 过 程 中 ，因泥 岩 具 有 遇 水 膨 胀 的 特 点 ，所 以经 常会 发生 卡钻 、抱 钻 、排 渣 困难 现象 ，如 果 不 及时处理就会发生较大的生产事故 ，造成钻孔报废 ，影 响经 济效 益 。 ４、受 复杂地 质 条件 的影 响 ，已施工 完毕 的钻 孑Ｌ拔
水库复杂地质条件下大直径桥梁钻孔桩施工技术
２ ８ ｃ ｍ工 字钢 横梁 ， 管 桩 与管 桩 之间 用７ ． ５ ｃ ｍ角钢做 剪 刀
撑 进 行加 固 。栈 桥 纵梁跨 径 设计 为 １ ２ ｍ，根 据行 车荷 载
及 桥 面 宽 度要 求 ，纵 梁横 向布 置 单 层５ 片 两组 贝雷 片 ，
布 置形 式 为 ：９ ０ ｃ ｍ＋ ９ Ｏ ｃ ｍ＋ ９ Ｏ ｃ ｍ＋ ９ Ｏ ｃ ｍ。贝雷 片 纵 向 用 贝雷销 联结 ，横 向用９ ０ 型定型 支撑 片联 结 ，贝雷 片与 工 字钢横 梁 间用ｕ型铁件 联结 。 钻 孔 平 台设 计 宽 度 为２ ６ ． ５ ｍ、长 度 为 １ ５ ｍ，结 构形 式 自下而 上为 ：钢 管桩 基础 、工字钢 横 梁 、工字钢 分布
Ｐ ｄ Ｔ Ｉ
—
Ｖ
泥 、 中粗 砂 充填 ，透 水性 强 ，层厚 约 ３ ￣ ８ ｍ，存在 较 大
漂 石 ；碎 块 状 强 风 化 凝 灰 熔 岩 ，岩 体 破 碎 ，层 厚 ０ ． ７ －
２ ． ８ ５ ｍ；中风化 凝 灰 熔 岩 ，属硬 岩 ，岩 面 不平 整 ，层厚 １ ０ ． ５ ～ ２ ３ ． ２ ｍ。场 地各 土 层透 水性 好 ，隔 水性 能 差 ，上下 连 通性较 好 。
岩 石强 度等级 为较 硬岩 ，根据 类似 工程施 工经 验 ，锤重
不 得 小于 １ ３ ｔ ，主卷 扬机 的起 重 能 力 及功 率 与锤 重 必须
卡 目 匹酉 己，良 口 ：
Ｆ： １ ． ０２—
５ ≠ ≠ 、６ 拌 墩 桥址 处水深 为６ － １ ８ ｍ，库底 地质 自上 而下
依 次 为 ：流 塑状 淤 泥 ，层 厚 约 ２ ． ５ ｍ；卵 石 ，稍 密 ，淤
式 中 ，Ｆ —— 卷 扬机牵 引 力 （ ｋ Ｎ） ；
钻孔灌注桩施工中的钻孔技术与穿越复杂层的处理方案
钻孔灌注桩施工中的钻孔技术与穿越复杂层的处理方案钻孔灌注桩是一种常见的地基处理方法，广泛应用于建筑工程中。
在钻孔灌注桩的施工中，钻孔技术和穿越复杂层的处理方案是关键的环节。
本文将重点探讨钻孔技术的选择与穿越复杂层的处理方案。
钻孔技术的选择是钻孔灌注桩施工中的第一步。
根据地质勘察结果和设计要求，选择适当的钻孔技术能够提高施工效率和施工质量。
常见的钻孔技术包括旋压钻孔技术、中空旋转钻孔技术和涌浆钻孔技术。
旋压钻孔技术适用于一般地质条件下的钻孔，它通过旋转桅杆的方法进行钻孔。
中空旋转钻孔技术适用于有较大孔径要求的钻孔，它可以通过中空桅杆将钻孔中的泥浆排出，提高钻孔速度。
涌浆钻孔技术适用于软弱土层和水中钻孔，通过向钻孔中注入浆液来控制泥浆的排出和孔壁稳定。
在钻孔灌注桩施工中，常会遇到复杂地层，如砾石层、软弱土层和岩石层等。
针对这些复杂地层，需要采取相应的处理方案，确保钻孔的顺利进行。
对于砾石层，可以使用钻孔钻头进行先期预钻，然后再使用正常钻孔工具进行穿越。
对于软弱土层，可以采用物理加固或化学加固的方法，提高土层的强度和稳定性，以便顺利进行钻孔工作。
对于岩石层，可以选择合适的岩石钻头和钻具，进行钻孔和爆破处理。
除了钻孔技术和穿越复杂地层的处理方案，钻孔灌注桩施工中还需要注意其他一些关键要点。
首先，需要进行严密的施工方案和施工计划的编制，确保施工过程有条不紊。
其次，施工前需要进行充分的地质勘察和设计分析，掌握地层情况和设计要求。
同时，要保证施工现场的安全措施到位，避免事故的发生。
最后，施工过程中要进行实时监测和质量控制，确保钻孔灌注桩的质量符合设计要求。
综上所述，钻孔技术的选择和穿越复杂地层的处理方案是钻孔灌注桩施工中的关键环节。
在实际施工过程中，需要根据具体情况选择合适的钻孔技术，并采取相应的处理方案，保证施工的顺利进行和施工质量的达到。
同时，还需要关注施工计划的编制、地质勘察和设计分析、施工安全以及质量控制等方面，确保钻孔灌注桩施工的全面质量。
复杂地质环境下钻探施工技术
复杂地质环境下钻探施工技术的探讨[摘要]：本文总结了煤田复杂地质环境特性下的钻探施工方法，再根据具体案例用来说明钻探施工技术的可行性，并取得了钻孔施工较好的钻探效率和经济益。
[关键词]：钻探技术：复杂煤岩；施工技术；地质钻探；冲洗液；引言近年来，复杂地质钻探技术虽然有所发展。
但仍处于起步和摸索阶段，随着钻探工艺的完善，将会使复杂地层煤田钻探水平有更大的提高。
1、复杂地质环境分类根据钻探施工特点及地质情况，把复杂煤岩地层分为以下几类：（1）松散破碎地层：主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地层。
较为典型的有胶结性很差的砂石和石灰岩组成的二叠纪地层，这种地层含有大量的砂岩，部分地区存在泥岩、砂岩和砾岩以及部分卵石。
受钻具振动碰撞和泥浆冲蚀作用，钻探钻孔易发生坍塌、漏失、超径等事故。
（2）水敏性地层：主要包括水化松散、水化剥落、水化膨胀和水化溶蚀煤系地层。
（3）漏、涌水地层：这类地层钻探施工护孔堵漏难度极大，漏失分大、中、小漏；涌水地层一般涌水量为10 m3/h～ 50 m3/h。
煤系地层硅质胶结，灰岩多破碎，且研磨性大，构造裂隙较发育，稳定性较差，透水性强，地下水丰富，承压水力大，钻孔缩径或涌水时有发生。
2、钻探钻孔根据地层特点和地质钻探对孔径的要求，首先进行了钻孔结构优化，尽量简化钻孔结构。
即先用d133mm的普通型pdc复合片钻头开孔。
穿过第四系松散破碎地层，下人d127mm双层岩芯套管；然后抉用d113mm普通型和加强型pdc复合片钻头钻进，穿过复杂煤岩地层，下人技术套管，以保护孔壁，导正钻孔；最后煤系地层用d108mm半合管取煤钻进。
3、冲洗液的选择3.1冲洗液根据矿田的地层特点采用清水加乳化剂做冲洗液是适宜的。
不用泥浆钻进的主要原因是：①影响钻进效率：②易烧钻；③一旦钻遇坍塌严重地层时，用水泥封孔时还需冲孔、沈孔、置换泥浆工作，否则水泥与孔壁之间不能凝固在一起，形成两层皮，达不到封孔的预期目的。
浅谈砂夹卵石复杂地层下钻孔桩施工技术
浅谈砂夹卵石复杂地层下钻孔桩施工技术摘要本文结合乌玛公路A7标段镇罗黄河特大桥12#墩钻孔桩施工，对砂夹卵石复杂地层下钻孔灌注桩的施工特点、钻孔桩施工工艺及特征地层施工技术进行总结，旨在为同类钻孔桩施工提供一个相应的参考、借鉴。
关键词：桥梁工程砂夹卵石复杂地层钻孔桩施工技术0前言复杂地质下的钻孔桩施工，一直是影响桥梁施工成本、工期的关键环节。
如果施工不好，会导致孔桩塌孔、串联、桩身质量下降等现象，造成大量返工现象，施工难度大。
本文通过研究钻孔桩施工特点，结合镇罗黄河特大桥12#主墩桩基础施工，对砂夹卵石复杂地质条件下钻孔桩施工技术进行总结，以期为复杂地质条件下桩基础施工提供技术支撑。
1工程概况1.1工程简介乌（海）玛（沁）公路青铜峡至中卫段工程是国家“十三五”规划内的重点公路工程项目，是宁夏高速公路规划网“三环九射八联”最重要的组成部分。
镇罗黄河特大桥为其全线控制性工程之一。
桥梁全长1289m，分为南北岸引桥、南北岸跨堤桥、主桥共5联设计钢-混组合梁连续梁桥。
除主桥跨越黄河外，其余桥跨均处在黄河河床及漫滩。
主桥桥跨布置为55m+6×90m+55m,设双变截面花瓶状实心片墩8#～14#，其中12#墩处于黄河中心水深最深处。
12#墩承台矩形圆倒角整体式承台，其下布置12根直径∅1800mm的钻孔灌注桩，按摩擦桩设计，呈矩形布置。
桩长65.0m，桩身为水下C30混凝土。
1.2地质水文概况镇罗黄河特大桥桥址区场地地貌单元为黄河河床及漫滩，地势开阔，地形稍有起伏，桥轴线地面高程约1201.3～1208.9m，相对高差约 7.6m。
桥梁横跨黄河地表径流，水面宽约 540m，最大水深约 4.5m，变化幅度 1.0～1.5m。
墩位处的地层结构较为复杂，主要由第四系全新统冲洪积层和上更新统冲洪积组成。
12#墩范围内基岩以上更新统冲洪积占主导，其中底层主要分布为：①卵石：层厚0～20.3m；②圆砾：层厚20.3～32m、35～56m、69.5～79m；③中砂：层厚32～35m、56～63.3m；④粉质黏土：63.3～69.5m。
复杂地质条件下钻孔灌注桩钢筋笼外套钢丝网施工工法
复杂地质条件下钻孔灌注桩钢筋笼外套钢丝网施工工法复杂地质条件下钻孔灌注桩钢筋笼外套钢丝网施工工法一、前言钻孔灌注桩是一种常用的地基处理工法，可以提高地基的承载能力和稳定性。
然而，在一些复杂的地质条件下，如软弱地层、充水层或者有大块岩层等情况下，传统的钻孔灌注桩施工工法往往会面临一系列的困难和挑战，为了解决这些问题，我们引入了钢筋笼外套钢丝网的施工工法。
二、工法特点钢筋笼外套钢丝网施工工法的特点如下：1. 通过外套钢丝网的使用，能够增加钢筋笼的强度和稳定性，防止在施工过程中钢筋笼发生变形或者断裂的情况；2. 钢丝网还能够起到护壁和过滤的作用，防止土层坍塌和颗粒物进入钻孔中；3. 该工法施工简便、效率高，能够适用于复杂地质条件下的各种桩基工程。
三、适应范围钢筋笼外套钢丝网施工工法适用于以下情况：1. 土层软弱或易坍塌，需要增加钻孔灌注桩的承载能力和稳定性；2. 存在大块岩层，需要增加钻孔灌注桩与岩层之间的粘结力；3. 存在充水层，需要防止水土失稳或者土体溶解。
四、工艺原理钢筋笼外套钢丝网施工工法通过以下技术措施来提高钻孔灌注桩的承载能力和稳定性：1. 在钢筋笼的外部套上一层密织的钢丝网，形成钢筋笼外套钢丝网的结构，增加钢筋笼的强度和稳定性；2. 钢丝网与钢筋笼的连接点采用焊接或者搭接的方式，确保钢丝网与钢筋笼形成紧密的联系；3. 钢丝网的孔径和材料选择需要根据实际工程条件进行合理的选择，以达到护壁和过滤的效果。
五、施工工艺钢筋笼外套钢丝网施工工法包括以下几个施工阶段：1. 钻孔：按照设计要求进行孔径和孔深的钻孔；2.钢筋笼制作：根据设计要求制作钢筋笼，并在外部套上密织的钢丝网；3. 安装钢筋笼：将制作好的钢筋笼用起重设备安装到钻孔中；4. 灌注混凝土：在钢筋笼周围灌注混凝土，并在施工过程中逐渐提升钢筋笼，确保混凝土灌注充实；5. 平整处理：将灌注完成的钻孔平整处理至设计要求的标高。
六、劳动组织钢筋笼外套钢丝网施工工法需要以下工种进行劳动组织：1. 钻孔工：负责进行钻孔的操作和监控；2. 钢筋工：负责制作钢筋笼和安装钢筋笼；3. 起重工：负责起重设备的操作和安装钢筋笼；4. 混凝土工：负责混凝土灌注的操作和控制；5. 平整工：负责钻孔平整处理的操作和监控。
高水压复杂地质条件钻孔施工技术分析
高水压复杂地质条件钻孔施工技术分析摘要：根据水文地质条件分析，研究应用了快速、复式固管等工艺，提出了快速钻进、快速成孔等技术，选择合适钻探设备，在高水压复杂地质条件下，对钻孔施工工艺进行了试验。
试验表明，该技术有效地防止了钻孔变形、坍塌，保证钻孔施工速度和质量。
关键词：高水压破碎带快速钻进钻孔施工引言随着深部煤炭资源的开发利用，矿井水文地质条件[1]越来越复杂，所承受的静水压力随之增大，高水压复杂地质条件[2]给钻探施工带来了诸多不便。
如何通过有效方法，加快钻探施工质量和速度，是保证工作面正常接替的重要保障。
以往的钻探施工[3]水压往往只有1—4Mpa，即使孔内有少量涌水，也能很好的固定套管，安全施工。
并且以往的固管方式、连接方式、套管规格和高压截门规格等没有经过高水压复杂地质条件的考验，在实际施工中，经常遇到固管困难，套管变形、折断，高压水损坏截门等问题，严重影响施工安全和速度，给深部煤炭资源开发利用带来的很大困难。
通过合理选择钻探设备、优化钻孔施工工艺，可以达到安全快速钻进的目的。
本文针对高水压复杂地质条件下，钻探施工遇到的困难进行分析、现场研究，可以帮助深部矿井解决钻探施工过程中遇到的类似问题，对深部煤炭资源的开发利用将产生积极的影响。
一、赵固二矿水文地质现状分析赵固二矿井田位于太行断隆东南缘，井田内构造以高角度正断层为主，由于受构造运动和断层重力挤压等作用，局部发育受断层控制的小幅度次级褶曲。
多次多方向构造应力作用破坏了岩层的原生结构，造成地质条件非常差。
主要表现在以下几个方面：1.较软泥质胶结的厚层状中—粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩中裂隙发育相对不明显。
但岩层内部收到多次揉搓和岩块间相互摩擦，原生结构已经被完全破坏，层内存在大量揉搓面和滑动面，在岩块间充填大量软泥，钻探施工时候，易造成顶钻、塌孔。
2.泥质胶结的中—粗粒砂岩、细砂岩岩性较硬，成分以石英为主，结构相对完整，层理清晰，但垂直裂隙非常发育，个别地方被方解石充填，裂隙宽度较大，钻探施工时,易造成大块岩石卡钻现象。
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复杂地质条件下穿层钻孔施工技术研究摘要淮北海孜煤电公司位于安徽省淮北市濉溪县境内。
矿井范围东南以大马家断层与淮北临涣煤电公司毗邻，西以大刘家断层为界，北至3煤层-800m水平投影线，呈一不规则三角形。
本文对复杂地质条件下穿层钻孔施工技术进行了研究。
关键词复杂地质条件；穿层钻孔；施工技术
中图分类号td71 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）35-0155-02
0 引言
淮北海孜煤电公司位于安徽省淮北市濉溪县境内。
矿井范围东南以大马家断层与淮北临涣煤电公司毗邻，西以大刘家断层为界，北至3煤层-800m水平投影线，呈一不规则三角形。
整个井田被吴坊断层自然切割为两个区，即西部井（断层以南三角区）和大井，矿井核定生产能力为年产169万吨。
大井主采煤层有中煤组7、8、9煤及下煤组10煤层，且均为突出煤层。
因此做好防突工作是矿井安全生产的重要环节。
根据有关规定突出煤层的开采必须坚持区域和局部的“四位一体”综合防突措施，在区域防突措施中应优先采用开采保护层，在无保护层开采的前提下，采掘前的区域瓦斯治理必须采用穿层钻孔对煤层瓦斯进行区域预抽已达到解突的目的。
因此，穿层钻孔的施工成为矿井防突工作中一项最常规的工作。
1 矿井地质概况
海孜煤电公司含煤地层为二叠系，其中山西组（p1s）、下石盒子组（p1xs）和上石盒子组（p2ss）为主要含煤组。
可采煤层有4、7、8、9、10煤层等5层，可采总厚10.23m。
4、10煤层为较稳定煤层，7、9煤层为不稳定-极不稳定煤层， 8煤层为极不稳定煤层。
海孜矿井下地质构造复杂、断层、褶曲发育，因此造成煤层在走向或倾向上起伏变化大，煤层赋存不稳定，厚度变化频繁。
另外受到施工、钻孔下沉等诸多原因影响，穿层钻孔终孔位置与设计存在偏差
2 穿层钻孔存在问题分析
穿层钻孔施工是突出煤层区域解突一种重要手段，因此按照设计要求把穿层钻孔施工到位，是瓦斯治理能否取得良好效果的前提。
穿层钻孔设计是在明确要保护的煤层范围前提下，根据煤层底板等高线图及煤厚计算出钻孔终孔点标高，终孔点与开孔点标高差为钻孔的垂直高度，然后从图上量出钻孔开孔点到终孔点的平面距离，利用三角函数即可计算得出钻孔的角度和孔深参数，然后绘制出图表，交付施工。
海孜煤煤矿由于煤层赋存不稳定，断层、褶曲发育给钻孔的设计和施工带来了很大的困难，钻孔终孔后偏离设计位置，造成重复补孔，统计显示2009年在86采区和ⅱ102采区施工的70个穿层钻孔中，经实测和上图分析后满足设计要求的只有
45％，有55％钻孔偏离设计位置2m以上，其中又有47％落在保护范围以外（见图1）。
3 影响穿层钻孔精确定位因素分析
1）科学设计是钻孔精确定位的前提，由于矿井地质条件复杂使得作为设计主要依据的煤层底板等高线图，难以真实反映出矿井煤层变化情况，特别是局部煤层福村的真实情况，因此影响了设计的科学性；
2）钻孔施工过程中钻机工操作不当，钻机旋转与给进力未根据岩性变化及时调整，使钻孔偏离设计方位；
3）钻孔的开孔位置、角度和方位未严格执行设计，从而使终孔点出现偏差。
4 技术改进措施
4.1 改进钻孔设计方法
先设计少量定位孔对一定区域进行控制，然后根据定位孔施工结果确定煤层位置，再根据新确定的煤层位置调整钻孔设计。
走从设计到实践再修改设计再实践的技术路线。
确定定位钻孔：采用“十字定位”法，即先施工控制范围内中轴线上的钻孔4到6个作为钻孔精确定位的基础孔。
定位煤层位置：采用“回归校正”法，即把定位孔的施工结果上图分析，再进行等高线的校正。
修改钻孔设计：根据“回归校正”结果，重新修改钻孔设计。
打钻结果分析：把打钻结果上图分析，对偏差大于2m的补孔。
4.2 提高钻工操作技能
1）通过实践总结出在不同岩性施工中，钻机给进力和旋转力的变化范围，提高钻机操作的科学性；
2）对区域施工的穿层钻孔，技术人员做出地质柱状图，然后根据岩性的变化让钻工有目的操作，避免盲目性；
3）完善管理制度加强综合技能培训，强化现场管理，严格质量考核，增强钻工的责任意识。
4.3 改进开孔定位技术
推广应用穿层钻孔开孔快速定位法，通过研究改进制作了“钻孔方位快速定位仪”，有效的解决了原“引线法”精度控制差、耗时长的缺点，提高了钻孔开孔方位的准确性（见图2）。
4.4 合理布置钻场
调整和优化开孔的位置和角度，合理布置钻场（见图3），从原来的钻场一侧布置钻孔向依钻场为中心向两侧发散布置，增大钻孔的角度、缩短钻孔长度。
5 效果分析
1）在原穿层钻孔施工中前，存在钻孔偏差大，不合格钻孔多，补孔数量大。
通过一系列技术改进，穿层钻孔一次成孔率由原45%提高到现在的95%以上，补孔率由55%下降到现在的5%。
从2008年至今，平均每施工穿层钻孔约83 700m，通过技术改进后每年可节
约工程量约41 850m，可节约直接经济效益为1 255.5万元；
2）钻孔的精确定位，实现了终孔的均匀布置，从而能有效提高抽放效果，如86三区段单个钻场相比较抽放纯量提高了一倍；
3）通过“十字定位”、“回归校正”方法对煤层等高线修改调整，完善了地质资料，精准确定了煤层等高线，更有利于指导生产。
6 结论
穿层钻孔施工直接关系到煤层瓦斯预抽效果，加强穿层钻孔施工技术研究，是一项切实有效的工作，不但提高了钻探效率，创造了良好的经济效益，更主要的瓦斯治理技术水平的提高，为矿井的安全生产奠定了基础。