淺探深孔帷幕灌漿孔斜成因與處理

（黑龍江省水利第五工程處，黑龍江 綏化 152400）

1 概述

深孔帷幕灌漿的質量好壞關系到大壩基地的設計是否安全。因為各種原因的綜合結果往往會使鉆孔的方向與設計施工之前預測的方向偏離開來。當然，眾所周知，如果鉆孔的方向與設計施工前預測設計的方向偏離度不大的話，可以完全忽略其影響，但是如果偏離度過大的話，將會產(chǎn)生很重要的影響，比如會引起事故的發(fā)生，工程的質量不符合既定的標準，效率低下；如果更為嚴重的偏離的話，將會造成連續(xù)帷幕現(xiàn)象，使得其灌漿質量大大下降，不可以滿足設計前對灌漿的要求，使灌漿生產(chǎn)地升本大大提高。因此，我們要熟練掌握鉆孔技術，在施工前對鉆孔的偏斜度進行精致的測量，在施工時嚴格運用嫻熟的技術對鉆孔方向進行控制，使之在可以允許的范圍之內。及此，本文將通過實際操作經(jīng)驗，結合實際情況對孔斜的成因提出解決方案并合理進行解決。

2 對孔斜產(chǎn)生的原因進行分析

由于孔斜鉆孔事故產(chǎn)生的愿意多種多樣，所以不同的情況要進行不同的分析，但是這些情況可以全部歸結為由于地質的條件不良和技術不成熟以及使用方法不對等引起?？讖绞窃谖矬w表面上孔的直徑。是指多孔固體中孔道的形狀和大小?？灼鋵嵤菢O不規(guī)則的，通常把它視作圓柱形而已其半徑來表示孔的大小?？讖椒植汲Ｅc吸附劑的吸附能力和催化劑的活性有關?？装霃皆谑{米以下的孔徑分布可用氣體吸附法測定，部分中孔和大孔的孔徑分布可用壓泵法測定。

2.1 地質的條件不良

由于地質方面所造成的條件不恰當所用一般問題出現(xiàn)在鉆孔巖石的性質上，一般為：

2.1.1 在鉆進松散的覆蓋層時，要觀察覆蓋層的厚薄程度，覆蓋層薄的話可以放心進行鉆進，但是如果遇上較厚的覆蓋層，則在鉆進時比較容易改變其方向。究其原因，主要是由于覆蓋層的不確定性，活動性很強，鉆出孔徑較大，不能形成較強的控制，也不可以保證鉆進的方向。

2.1.2 因為鉆頭在鉆進時土質的軟硬是不同的，所以在鉆進有一定傾斜度的巖石時，會產(chǎn)生不同的速度以致改變鉆進的方向。

2.1.3 厚度較大的巖層中由于鉆進時孔徑很大，在鉆進時不受控制，再有就是那些破碎嚴重的巖層，在鉆進時如果遇到土質很硬的時候也會改變方向。

2.1.4 最容易造成鉆孔的偏斜現(xiàn)象的就是當鉆進沙欒石層中。由于石頭會對鉆頭作用產(chǎn)生阻力，并且阻力的大小和方向不均衡，改變方向。

2.1.5 在空洞遇到腐蝕時，出現(xiàn)大斷裂時也會出現(xiàn)鉆孔偏離設計方向的情形發(fā)生。

2.2 不合時宜的技術條件

因為運用不恰當?shù)募夹g實施偏離的措施造成的偏離現(xiàn)象主要通過以下形式進行表現(xiàn)：

2.2.1 在鉆孔進行鉆進的過程中，如果鉆孔和立軸并不在一條線上的話，就會使鉆孔產(chǎn)生偏離。

2.2.2 使用了彎曲的鉆具或過短的巖心管。巖心管、鉆桿等的彎曲，都會使鉆具連接后不正，從而影響鉆進的方向。使用過短的巖心管，在孔內歪斜時，比長巖心管的歪斜度更大，產(chǎn)生的孔斜度也更為嚴重。

2.2.3 在由大孔徑換小孔徑或擴孔鉆進過程中，因為孔壁各部硬度不一，孔徑大小也不一致，換徑后的鉆頭很難保持在與原孔中心線一致的方向向下鉆進。

2.3 使用不恰當?shù)牟僮鞣椒?/p>

一般來講，造成鉆孔偏離現(xiàn)象最直接的原因就是因為使用了不恰當?shù)牟僮鞣椒ā?/p>

2.3.1 壓力過大，在鉆孔鉆進時由于受到了很大的壓力作用，致使鉆桿在多個地方發(fā)生嚴重彎曲的現(xiàn)象，由其不同的地質條件也會產(chǎn)生不同的影響，不好的地質會使鉆孔偏離加大。

2.3.2 由于使用了磨損度過大的材質進行鉆進時，往往會因為在切入時出現(xiàn)情況，及其不穩(wěn)定，使得鉆頭鉆進的方向改變了。

2.3.3 排量過大的沖洗液的作用。當鉆孔進入比較容易坍塌的巖層時，并且高壓力作用，會造成孔壁的嚴重破壞。鉆桿過大不好控制也容易造成偏離現(xiàn)象。

3 孔斜將影響孔內造成事故發(fā)生

孔斜如果產(chǎn)生嚴重的偏離的話，將會造成連續(xù)帷幕現(xiàn)象，使得其灌漿質量大大下降，不可以滿足設計前對灌漿的要求，使灌漿生產(chǎn)地升本大大提高。

3.1 孔斜造成的危害是很重大的，孔斜會加劇孔壁坍塌、掉塊、巖層錯動等地質因素所易造成的孔內埋鉆、卡鉆擠夾等事故在松軟、破碎的巖層中鉆孔，不采取有效的護壁措施，就有可能產(chǎn)生孔壁坍塌，造成鉆具的埋擠、陷埋事故。

如果鉆孔在上述部位發(fā)生了較為嚴重的偏斜，會很容易產(chǎn)生孔壁坍塌、掉塊、巖層錯動，使原有地層的活動性增加，穩(wěn)定性減弱，影響范圍也相應擴大，使孔內埋鉆、卡鉆、擠夾事故發(fā)生的頻率增加。

3.2 鉆具折斷事故的機率增加

鉆孔是用鉆頭在實體材料上加工出孔的操作。這里講述了勘探工作里的鉆孔工作，以及鉆孔需要的輔助工具以及部分應急措施方法。如果鉆孔產(chǎn)生的偏離比較嚴重，在鉆具通過孔壁巖石摩擦的巨大作用下，產(chǎn)生嚴重的磨損現(xiàn)象。鉆具，顧名思義，是鑿洞、鉆孔等與之相關使用的工具。為專門目的而配備的裝備、儀器和機械。如：深井鉆具，石油鉆具等。鉆塔及為鉆孔和日后抽油所必要的機房和其它全套設備。是一種為其他類鉆孔用的類似的裝置。當進行鉆進時會產(chǎn)生較大阻力，并且阻力的產(chǎn)生體現(xiàn)在同一接觸面上，增加了對鉆具這段的概率。

3.3 在偏斜度較大的鉆孔內，發(fā)生鉆具折斷事故后會影響事故的正常處理，增加其處理的復雜性。

4 預防孔斜的措施

4.1 鉆機的安裝要水平牢固，立軸中心與鉆孔中心應在同一條垂直線上，并按要求的孔向對準孔位開孔，以使鉆進中不擺不晃。

4.2 孔口管必須牢固并滿足要求，在開孔鉆進與淺孔階段鉆進中，立軸鉆桿不能太長，否則鉆進時擺動性大，致使立軸轉動不穩(wěn)，造成鉆具擺動性增大。

4.3 使用符合規(guī)格的各種鉆孔器具，并隨時檢查，如發(fā)現(xiàn)有彎曲的鉆具或有磨損較嚴重的立軸導管時，應及時更換。在淺孔鉆進階段，一般情況下，使用的巖心管長度較大一些為宜。

4.4 孔較深以后，即開始需要從地面減壓鉆進時，特別要注意鉆壓的調整，同時要注意提升吊環(huán)必須與立軸及鉆孔中心線在一條直線上。

4.5 鉆進中，當巖石換層時，不論是由軟變硬還是由硬變軟，或者是由完整變破碎，破碎變完整等情況，均應減壓減速鉆進，對其進尺的速度和沖洗液的流量及壓力也應加以適當?shù)目刂啤?/p>

4.6 鉆進中，應勤檢查鉆機有無移動，立軸鉆進的方向有無變化，發(fā)現(xiàn)問題應及時糾正。

4.7 為防止孔斜發(fā)生，必須熟悉所使用機械性能和鉆孔方法的特點，經(jīng)常研究，總結經(jīng)驗。在深孔帷幕的鉆孔中，應對孔斜及時測量，及時準確地掌握鉆孔的偏斜情況，以利于及時處理。

[1]王洪庚，程水盛.談深孔帷幕灌漿孔斜成因和處理[J].江西水利科技，2008.

[2]孫建軍.深孔帷幕灌漿孔斜成因與處理[J].中國農村水利水電，2009.