孔內(nèi)鉆桿折斷斷頭隱匿事故的處理探討

【摘要】近三十年我國(guó)工程地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展迅猛，鉆探技術(shù)、設(shè)備、施工工藝、施工方法不斷更新，鉆探孔孔內(nèi)事故的處理方法、手段更加多樣，措施效果也越來(lái)越科學(xué)規(guī)范，然而在一線鉆探孔施工中在某些特殊孔段發(fā)生的鉆桿折斷斷頭隱匿事故，在采用了一系列常規(guī)處理手段（錐取、套取、鉤等）無(wú)效后，往往讓鉆探技術(shù)人員感到處理棘手，由于在這類(lèi)事故中鉆桿折斷斷頭隱匿，打撈工具在孔內(nèi)找不到事故斷頭，往往造成鉆探孔工作量報(bào)廢，給國(guó)家和施工單位造成經(jīng)濟(jì)損失。

【關(guān)鍵詞】孔內(nèi)鉆桿；折斷斷頭；處理

1.發(fā)生孔內(nèi)鉆桿折斷斷頭隱匿事故的幾率最大的地區(qū)及原因

目前大隊(duì)及所屬工程公司承攬的工程業(yè)務(wù)遍布全國(guó)各地，相當(dāng)多的工程項(xiàng)目都涉及到鉆探工程技術(shù)的應(yīng)用，如：地下水勘探與機(jī)井鉆探、采空區(qū)勘察及治理核電、化工在臨海地區(qū)的工程勘察施工等。在這些地區(qū)施工發(fā)生孔內(nèi)鉆桿折斷斷頭隱匿事故的幾率最大，其原因綜述如下：

1.1在地下水開(kāi)發(fā)施工中大多數(shù)是在第四紀(jì)的卵礫石層、砂層或粘土層中進(jìn)行鉆孔工作，這些地層給鉆探工程帶來(lái)的問(wèn)題是坍塌、漏失、即使在基巖層中鉆進(jìn)也多半是斷裂帶、溶洞或破碎帶，而目前地下水不采取部位一般為地下深部基巖裂隙水，它存賦于風(fēng)化裂隙帶中，這些部位結(jié)構(gòu)松散，裂隙發(fā)育，當(dāng)鉆孔施工穿過(guò)這一地段后孔壁巖石失穩(wěn)，易發(fā)生坍塌掉塊，極易在這一區(qū)域形成局部“大肚子”。

1.2在山西、遼寧等一些地下資源相對(duì)豐富地區(qū)在它們以不同形式開(kāi)采后留下了大規(guī)模的采空坍陷區(qū)，國(guó)內(nèi)通常采用全充填壓力注漿法對(duì)下伏采空區(qū)進(jìn)行綜合治理，這些地區(qū)由于礦產(chǎn)資源被采空，在采空區(qū)沉降變形初步穩(wěn)定后按其破壞程序大致分為三個(gè)不同的采動(dòng)影響帶：即冒落帶、裂隙帶、沉降帶、由于在三帶的影響作用下使原巖結(jié)構(gòu)完全破壞，鉆進(jìn)至這一區(qū)域后坍塌掉塊范圍更為廣泛，而嚴(yán)重的坍塌掉塊現(xiàn)象使孔底沉渣堆積，鉆進(jìn)時(shí)回轉(zhuǎn)阻力增大，鉆桿折斷事故更為多發(fā)，而在“三帶”中形成區(qū)域“大肚子”的范圍更大，如斷頭部位在這一區(qū)域時(shí)其下部斷頭極易隱匿于孔壁邊緣，使得一般的打撈方法難以取得效果。

由于孔內(nèi)事故斷頭處在鉆孔嚴(yán)重超徑孔段，斷桿斷頭位置隱匿于“大肚子”區(qū)域孔壁邊緣，一般的事故處理工具無(wú)法在孔內(nèi)接觸到孔內(nèi)事故斷頭，根據(jù)該類(lèi)事故鉆孔結(jié)構(gòu)，工藝和特點(diǎn)，在不斷摸索、改進(jìn)、研究實(shí)驗(yàn)的情況下成功制作了螺旋打撈器（見(jiàn)圖一）。在應(yīng)用中取得了良好效果。

該打撈工具采用與事故孔段同徑巖心管切割制作而成，（我隊(duì)采用地質(zhì)系統(tǒng)水文地質(zhì)，巖心管及鉛配合系列，如Φ91孔徑鉆孔采用Φ89巖心管，Φ130孔徑鉆孔采用Φ127巖心管），巖心管長(zhǎng)度一般取3—3.5m，巖心管下部切割成螺旋狀，螺旋切割寬度應(yīng)大于孔內(nèi)事故鉆桿外徑3cm以上（大隊(duì)工程施工一般使用Φ42，Φ50鉆桿），保留部分螺旋寬度不小于8cm，以保證螺旋部分具有一定強(qiáng)度和韌性，螺旋切割總長(zhǎng)度一般為80cm左右，切割時(shí)應(yīng)注意螺旋旋向應(yīng)于上部巖心管接頭及鉆桿為同一旋向，一般為正絲即順時(shí)針?lè)较?，巖心管接頭下部連接有鉆桿公錐，上部連接下孔處理事故鉆桿。

2.使用該螺旋打撈器具體處理事項(xiàng)

2.1根據(jù)孔內(nèi)鉆桿折斷時(shí)機(jī)上余尺孔內(nèi)鉆桿情況計(jì)算出事故鉆桿斷頭在孔內(nèi)的相應(yīng)位置深度，丈量打撈器長(zhǎng)度配置好下孔鉆桿并計(jì)算出觸碰孔內(nèi)事故斷頭的相應(yīng)鉆桿數(shù)。

2.2通過(guò)鉆桿連接下入孔內(nèi)螺旋打撈器，通過(guò)計(jì)算當(dāng)打撈器離事故斷頭上方30—50cm時(shí)合上主動(dòng)鉆桿開(kāi)啟泥漿泵孔內(nèi)泥漿循環(huán)排出孔內(nèi)沉渣，慢慢下放螺旋處理器，由于斷頭隱匿在“大肚子”孔壁邊緣，螺旋處理器雖不能罩住事故斷頭，但斷頭下部鉆桿會(huì)與螺旋處理器接觸，通過(guò)旋時(shí)針緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)使得斷頭下部鉆桿通過(guò)螺旋打撈器螺旋槽被導(dǎo)入巖心管內(nèi)，如遇人工轉(zhuǎn)動(dòng)阻力較大時(shí)可晃車(chē)輕壓慢轉(zhuǎn)使孔內(nèi)事故斷頭被螺旋導(dǎo)引進(jìn)入螺旋打撈器巖心管內(nèi)，當(dāng)事故斷頭進(jìn)入巖心管接頭下部連接云錐后，正常錐取上事故斷頭一并提出孔內(nèi)即可。

該事故處理具螺旋打撈器在復(fù)雜地層鉆桿折斷斷頭隱匿事故處理中由于其具有螺旋導(dǎo)入功能且制作簡(jiǎn)便處理效果顯著，具有實(shí)用價(jià)值。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，斷桿隱匿事故處理較復(fù)雜，排除地質(zhì)條件因素外，處理效果還受到斷桿事故發(fā)生時(shí)操作人員的影響，如事故發(fā)生時(shí)發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，機(jī)上余尺不清就不能準(zhǔn)確判斷斷頭下部位置，采用電流導(dǎo)通法判定孔內(nèi)鉆桿斷頭位置，是我們下一步研究的方向，通過(guò)有效的策略才能保證復(fù)雜事故處理成功。

4.參考文獻(xiàn)

[1]屠后澤《水文水井鉆探及工程鉆探》中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社。

[2]《高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計(jì)與施工治理手冊(cè)》人民交通出版社。