復(fù)雜地層高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)的研究與應(yīng)用

李中明，肖 堯，羅 婷

（湖南省水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)所，湖南 長(zhǎng)沙 410129）

0 引言

復(fù)雜地層鉆進(jìn)，尤其是多層段復(fù)雜地層和深部復(fù)雜地層鉆進(jìn)時(shí)，在泥漿護(hù)壁堵漏失效的情況下，通常采用灌注水泥漿和套管護(hù)壁堵漏的方法。灌注水泥漿雖然能實(shí)現(xiàn)同徑護(hù)壁堵漏，但由于泥漿滲透半徑小，與孔壁巖石結(jié)合強(qiáng)度不夠，在后期的鉆進(jìn)過(guò)程中，因鉆桿擾動(dòng)，泥漿浸泡，易造成護(hù)壁堵漏失效。而用套管護(hù)壁，對(duì)于淺孔和單一復(fù)雜地層來(lái)講，是最可靠的護(hù)壁堵漏方法，但對(duì)于多層段復(fù)雜地層，往往受口徑制約，難以達(dá)到地質(zhì)目的，而深部復(fù)雜地層擴(kuò)孔風(fēng)險(xiǎn)大、擴(kuò)孔和套管成本高。因此在上述復(fù)雜地層施工中迫切需要一種便捷、可靠、低廉的同徑護(hù)壁堵漏方法。

高壓旋噴技術(shù)廣泛應(yīng)用于地基加固。在地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用方面，吳金生等［1］研發(fā)了通過(guò)調(diào)節(jié)泥漿泵排量控制泵壓從而實(shí)現(xiàn)掃孔和噴射注漿不同施工作業(yè)切換的組合鉆具，從而實(shí)現(xiàn)鉆孔護(hù)壁。本文借鑒高壓旋噴技術(shù)的基本原理，根據(jù)地質(zhì)鉆探設(shè)備、工藝、地層的特性，系統(tǒng)研究了適用于地質(zhì)鉆探復(fù)雜地層鉆進(jìn)施工的旋噴鉆具結(jié)構(gòu)、水泥漿液配方、工藝原理、技術(shù)要點(diǎn)、操作要領(lǐng)［2-4］，并進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，取得了較好的應(yīng)用效果。

1 高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)的設(shè)計(jì)原理

針對(duì)復(fù)雜地層鉆進(jìn)，尤其是多層段復(fù)雜地層和深部復(fù)雜地層鉆進(jìn)施工中出現(xiàn)漏失、垮塌問(wèn)題，借鑒高壓旋噴加固地基的原理，將高壓旋噴技術(shù)引入巖心鉆探復(fù)雜地層鉆進(jìn)中，改變常規(guī)水泥漿灌注方法，提高水泥漿在巖心鉆探復(fù)雜地層鉆進(jìn)護(hù)壁堵漏中的有效性［5-6］。

通過(guò)在鉆桿下端安裝旋噴鉆具，下到復(fù)雜地層目的層后，泥漿泵將改性水泥漿通過(guò)鉆桿，經(jīng)高壓旋噴鉆具下部噴嘴形成高壓射流射出，在鉆具緩慢旋轉(zhuǎn)和自下向上提升過(guò)程中，切割破碎層，在此過(guò)程中，水泥漿液不斷滲透復(fù)雜地層段孔壁、裂隙，并與不穩(wěn)定孔壁的破碎崩落及切割下來(lái)的巖土混合，完全充填垮塌超徑形成的空間，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間候凝后，在坍（垮）塌孔段形成一段直徑不規(guī)則的柱狀水泥巖土固結(jié)體，重新鉆穿后，形成有一定強(qiáng)度的“水泥套管”達(dá)到同徑護(hù)壁堵漏祼孔鉆進(jìn)的目的。

1.1 高壓旋噴鉆具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在參考地基處理高壓旋噴鉆具的基礎(chǔ)上［7-10］，結(jié)合小口徑繩索取心鉆具的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適合繩索取心鉆進(jìn)的高壓旋噴鉆具，鉆具由旋噴體、噴嘴、鋼球、鉆頭等組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 旋噴鉆具結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of the rotary jet drilling tool

1.1.1 噴嘴

噴嘴是旋噴鉆具的關(guān)鍵組成部件，是將高壓液流的壓力能轉(zhuǎn)化變成動(dòng)能的元件。它的結(jié)構(gòu)直接決定射流動(dòng)能大小，直接影響固結(jié)體半徑，也就是直接影響護(hù)壁堵漏效果［11-12］。

在高壓高速條件下，單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴射出的射流具有很大的能量，其關(guān)系見(jiàn)式（1）：

式中：F——噴射力，N；ρ——漿液密度，kg/L；V——射流平均速度，m/s；A——噴嘴截面積，m2。

從式（1）可見(jiàn)，噴嘴的截面積對(duì)射流的影響比較明顯。圓錐角θ為13°～14°時(shí)，流量損失最小，噴嘴的流速流量值較大。噴嘴直徑宜在3～5 mm 之間。

噴嘴帶M16 外絲扣，用時(shí)擰入旋噴體，可按不同地層需要，方便調(diào)整噴嘴口直徑（見(jiàn)圖2）。

圖2 噴嘴結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of the nozzle

1.1.2 旋噴體

旋噴體外徑65 mm，內(nèi)徑34 mm，長(zhǎng)260 mm，加工有4 個(gè)M16 螺孔，用于連接噴嘴，可按不同地層需要，方便調(diào)整噴嘴數(shù)量（見(jiàn)圖3）［13］。

圖3 旋噴體結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of the jet grouting body

1.1.3 鉆頭

為錐形硬質(zhì)合金鉆頭，前部鑲有3 塊硬質(zhì)合金，底部2 個(gè)通孔，便于下鉆遇阻時(shí)掃孔。鉆頭內(nèi)有? 32 mm 錐面，當(dāng)高壓旋噴施工時(shí)，投入鋼球止水（見(jiàn)圖4）。

圖4 鉆頭結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of the drilling bit

1.2 高壓旋噴水泥漿液配方

1.2.1 無(wú)流動(dòng)水條件下的配方

經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)層位無(wú)流動(dòng)水時(shí)，綜合考慮高壓旋噴工藝耗時(shí)以及水泥漿性能，采用水泥漿配方為：水灰比0.5（灰：水泥96%+膨潤(rùn)土4%），減水劑1%，水玻璃2%～3%。膨潤(rùn)土主要增加漿液和易性及流變性、膨潤(rùn)土要預(yù)水化［14］。

該水泥漿性能：流動(dòng)度190～210 mm，析水率2%～4%，初凝時(shí)間4.5 h，終凝時(shí)間6.5 h。

1.2.2 有流動(dòng)水條件下的配方

目標(biāo)層位有流動(dòng)水時(shí)，可采用SJP 水泥漿［15］，該水泥漿具有起始稠度小，隨時(shí)間延長(zhǎng)，稠度增加不大，到漿液開始要失去流動(dòng)性時(shí)，稠度有一個(gè)突變的時(shí)間點(diǎn)的特性。其配方為水泥、水、SJP 外加劑［15］，其中SJP 外加劑包括3種外摻劑，助劑1號(hào)為纖維素類有機(jī)材料，用于打破水泥顆粒被水化產(chǎn)物隔離的狀態(tài)，使其快速參與反應(yīng)，同時(shí)在水泥顆粒間生成致密的膠結(jié)物；助劑2號(hào)鈣硅質(zhì)早強(qiáng)劑、3號(hào)酰胺類穩(wěn)定劑主要用于控制水泥水化的反應(yīng)速度與反應(yīng)程度。3種助劑采用不同的劑量，水泥漿的可泵期可在5～50 min 的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，水泥漿2～3 h 初凝，初凝過(guò)后2～3 h 終凝，水泥漿固結(jié)過(guò)程中析水率小，且后期強(qiáng)度較純水泥漿提高10%。

現(xiàn)場(chǎng)使用中應(yīng)根據(jù)旋噴護(hù)壁需求，嚴(yán)格計(jì)算、控制旋噴工藝耗時(shí)，調(diào)節(jié)好水泥漿的可泵期，避免水泥漿堵塞鉆桿事故發(fā)生。

實(shí)驗(yàn)水泥漿配方為：水灰比0.6（425 普通硅酸鹽水泥），助劑1 號(hào)0.33%，助劑2 號(hào)2.0%，助劑3 號(hào)0.6%。

該水泥漿性能：流動(dòng)度200 mm，可泵期50 min，初凝時(shí)間2 h，終凝時(shí)間5 h。

2 高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)施工工藝

高壓旋噴水泥漿護(hù)壁堵漏技術(shù)工藝流程為：確定護(hù)壁孔段→組裝旋噴鉆具→下入旋噴鉆具（掃孔）→配置水泥漿→（投入鋼球）壓漿旋噴提升→提出旋噴鉆具→清洗旋噴機(jī)具→候凝→掃孔鉆進(jìn)。

2.1 組裝、檢測(cè)旋噴鉆具

機(jī)具組裝，下孔前，應(yīng)進(jìn)行地面試噴，并檢查高壓系統(tǒng)的完好性及設(shè)備的可靠性和壓力。確定旋轉(zhuǎn)、提升速度等參數(shù)。

2.2 下入旋噴鉆具

（1）下鉆要穩(wěn)，遇坍塌孔段用泥漿掃孔到目的層。

（2）下鉆時(shí)噴嘴用膠帶纏封保護(hù)，到目的層投入鋼球后，為確保噴嘴纏封膠帶順利沖開，宜先采用流動(dòng)性更好的低粘度漿液或清水。

2.3 旋噴水泥漿液量計(jì)算

噴漿量計(jì)算有體積法和噴量法2 種方法，體積法適用于理論計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中一般采用噴量法計(jì)算。

（1）體積法：

式中：Q——需用漿量，m3；D1——旋噴體直徑，m；D2——注漿管直徑，m；k1——填充率，取0.75～0.9；k2——未旋噴范圍的填充率，取0.5～0.75；h1——旋噴長(zhǎng)度，m；h2——未旋噴長(zhǎng)度，m；β——損失系數(shù)，取0.1～0.2。

（2）噴量法：

以單位時(shí)間噴射的漿量及噴射持續(xù)時(shí)間，計(jì)算出漿量：

式中：V——提升速度，m/min；H——噴射長(zhǎng)度，m；q——單位時(shí)間噴漿量，m3/min。

2.4 水泥漿配制

（1）水泥過(guò)篩網(wǎng)，顆粒＜3.5 mm，膨潤(rùn)土浸泡。

（2）按配方順序，添加材料，充分?jǐn)嚢瑁瑫r(shí)要注意觀察，具體次序?yàn)椋核鄢菖驖?rùn)土用水）→水泥→浸泡膨潤(rùn)土→水玻璃→減水劑。

（3）漿液過(guò)濾：在吸水管前設(shè)一道過(guò)濾網(wǎng)，濾網(wǎng)目數(shù)應(yīng)小于噴嘴直徑。

（4）已制成的待用漿液應(yīng)不間斷攪拌，防止沉淀。

2.5 壓漿旋噴提升

（1）將鉆具下入到目的孔段底部后，卸開主動(dòng)鉆桿投放鋼球止水。

（2）重新接上鉆桿，用低粘度漿液或清水沖開噴嘴保護(hù)膠帶，然后壓送配制好的水泥漿液。

（3）噴射注漿參數(shù)：壓力達(dá)到規(guī)定值并穩(wěn)定后（當(dāng)泵壓升高后穩(wěn)定），水泥漿到底，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿緩慢往上提。其參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 高壓旋噴注漿技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameters of high pressure jet grouting

當(dāng)噴至加固孔段頂部位置時(shí)（當(dāng)泵壓減小時(shí)），停止旋噴作業(yè)提出孔內(nèi)鉆具，并及時(shí)清理。

旋噴過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)記錄異常情況，并做好施工記錄。要安排專人在泥漿泵旁邊觀察泵壓變化，當(dāng)憋泵時(shí)，提起水泵操縱手把。

2.6 壓送替漿水

替漿水公式：

式中：Q壓——替漿水量，L；K——壓水系數(shù)，淺孔取0.9，深孔取0.95；L——鉆孔深度，m；M——孔內(nèi)靜水位，m；D——每米鉆桿容積，L/m；Q地——地面管閥及水泵容積，L。

2.7 清洗機(jī)具設(shè)備

水泥漿液灌注完畢，認(rèn)真清洗注漿機(jī)具、設(shè)備；鉆桿內(nèi)不得殘存水泥漿。

2.8 掃孔

候凝時(shí)間在12～16 h 為宜，地層松軟取小值，地層完整可選大值。實(shí)踐表明，候凝時(shí)間過(guò)短，水泥與孔壁的固結(jié)體會(huì)因強(qiáng)度過(guò)小而受到破壞。候凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，水泥強(qiáng)度較高，易在松軟孔段掃出新孔。

3 工程應(yīng)用及分析

3.1 地表試驗(yàn)

通過(guò)地表試驗(yàn)，檢查、驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，噴嘴噴射情況，水泥漿性能及設(shè)備，鉆具工作穩(wěn)定情況，直觀檢驗(yàn)噴射狀態(tài)。地表試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖5。

圖5 地表試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)Fig.5 Surface test site

試驗(yàn)設(shè)備：BW-250 型泥漿泵、高壓管、主動(dòng)鉆桿、泵壓表、攪拌桶、手電鉆（攪拌器用）、帶噴具的鉆具2 套（一套帶錐度的噴嘴鉆具，一套沒(méi)有錐度的噴嘴鉆具，各有4 個(gè)噴嘴，噴嘴直徑5、3 mm）。試驗(yàn)分清水和水泥漿2 種情況進(jìn)行（見(jiàn)表2）。

表2 噴嘴試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比Table 2 Comparison of nozzle test parameters

從表2 可以看出，噴嘴的直徑和泵量一定的情況下，泵壓越高，噴射距離越遠(yuǎn)。小直徑噴嘴比大直徑噴射的距離遠(yuǎn)。從實(shí)驗(yàn)中可看出帶有錐度θ噴嘴霧化比直噴嘴的霧化好。但從多次實(shí)驗(yàn)情況來(lái)看，帶有錐度的噴嘴口易損壞，而且?guī)уF度的噴嘴機(jī)加工工藝復(fù)雜，不適應(yīng)野外生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中通常采用直徑3～5 mm 的直噴嘴。

3.2 生產(chǎn)應(yīng)用情況

3.2.1 湖南省郴州石蓋塘某鉛鋅礦項(xiàng)目生產(chǎn)應(yīng)用

湖南省郴州石蓋塘某鉛鋅礦項(xiàng)目ZK1803 孔設(shè)計(jì)傾角90°，施工設(shè)備為GXY-2 型鉆機(jī)、BW-160/10 型泥漿泵。開孔用?110 mm 硬質(zhì)合金鉆頭，地層為第四系殘坡積物，開孔即采用優(yōu)質(zhì)泥漿，鉆進(jìn)5 m后，巖心變硬，其巖層為石炭系中的白云巖；鉆進(jìn)到9.03 m 巖石破碎，表現(xiàn)為巖層裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)松散。從第9 回次開始巖心破碎，采取率在20%～50%，特別是在21.16～29.43 m 處泥漿嚴(yán)重漏失。從9～32.40 m 段采用旋噴注漿護(hù)孔壁破碎、封漏失孔段，經(jīng)透孔鉆進(jìn)到32.40 m，下入?108 mm 套管32.43 m，然后改?75 mm 繩索取心鉆進(jìn)。

在60～230 m 段，為白云質(zhì)灰?guī)r。鉆進(jìn)到95～121 m 遇構(gòu)造破碎帶，裂隙發(fā)育，見(jiàn)有大裂隙，寬度約為150 mm，夾帶泥質(zhì)灰?guī)r，在高水頭壓力作用下巖層發(fā)生垮塌，鉆進(jìn)過(guò)程中頻繁發(fā)生斷鉆桿事故，為此進(jìn)行旋噴注漿護(hù)孔。

在237～436 m 為中細(xì)粒似斑狀黑云母花崗巖，特別在275～317 m 巖層受地質(zhì)應(yīng)力的強(qiáng)擠壓作用下，巖石極為破碎，膠結(jié)松散，表現(xiàn)為鉆進(jìn)堵水、堵心，經(jīng)常發(fā)生鉆桿折斷，稍不注意會(huì)造成燒鉆事故。此段破碎段較長(zhǎng)，如果沖洗液選擇和操作方法不當(dāng)，一旦坍塌，極易形成連鎖反應(yīng)，坍塌無(wú)法控制。為此每鉆進(jìn)10 多米進(jìn)行旋噴注漿護(hù)孔，連續(xù)灌注3 次，護(hù)住了此嚴(yán)重破碎、垮孔段。取出了水泥心（見(jiàn)圖6）。最后鉆進(jìn)至436 m 終孔。

圖6 ZK1803 孔水泥心Fig.6 Cement core taken from ZK1803 well

此孔注漿所用的旋噴鉆具有直徑4 mm 的直噴嘴4 個(gè)，相隔80 mm，分別安在4 個(gè)不同的方向。注漿用水泥為42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5。耗用水泥8 包，減水劑4 kg，水玻璃12 kg。旋噴技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 某鉛鋅礦項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)旋噴技術(shù)參數(shù)Table 3 Technical parameters of on-site rotaryjet grouting in a lead-zinc mine

3.2.2 湖南省汝城某鈾礦項(xiàng)目生產(chǎn)應(yīng)用

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)工藝及方法，我們?cè)诤鲜∪瓿强h某鈾礦項(xiàng)目ZK43-02 孔進(jìn)行了生產(chǎn)應(yīng)用。

主動(dòng)鉆桿，高壓管（50 m），立式攪拌桶，水電鉆（攪拌器用），帶有噴嘴的旋噴鉆具1 套（旋噴鉆具有直徑4 mm 的直噴嘴4 個(gè)，相隔距離80 mm，分別安在4 個(gè)不同的方向），?75 mm 繩索取心鉆桿700 m，水泥4 包，減水劑2 kg，水玻璃6 kg。

該地區(qū)主要是覆蓋層中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，石英硅化帶，碎裂蝕變花崗巖硅化構(gòu)造角礫巖，綠泥蝕變花崗巖。巖層軟硬交替，蝕變碎裂遇水極易松散膨脹，掉塊和鉆井液漏失嚴(yán)重。

ZK43-02 施工所用鉆機(jī)為GYH-1500 型，泥漿泵為BW-250 型。開孔用?110 mm 金剛石鉆頭，地層為第四系殘坡積物，采用濃泥漿，鉆進(jìn)到30 多米，巖心變硬，其巖石為花崗巖，下入?89 mm 套管。變徑?75 mm 繩索取心，鉆進(jìn)至127 回次，孔深285.70 m，巖心為花崗巖，繼續(xù)鉆進(jìn)3 個(gè)回次后出現(xiàn)鉆機(jī)憋車、泵壓升高現(xiàn)象，采用泥漿護(hù)壁無(wú)效后無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)。因?89 mm 套管已下至285.70 m，不能用小一級(jí)套管封住復(fù)雜地層段，故采用高壓旋噴技術(shù)解決護(hù)壁問(wèn)題。在孔深286 m 處，碰到水泥面，掃孔取出水泥心樣，掃孔穿過(guò)坍塌孔段后，采用?75 mm 鉆進(jìn)，鉆進(jìn)5 m 后見(jiàn)完整花崗巖，鉆進(jìn)至終孔。

旋噴鉆具有直徑4 mm 的直噴嘴4 個(gè)，相隔80 mm，分別安在4 個(gè)不同的方向。此孔注漿用42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5。耗用水泥4 包，減水劑2 kg，水玻璃6 kg。具體旋噴技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 某鈾礦現(xiàn)場(chǎng)旋噴技術(shù)參數(shù)Table 4 Technical parameters of on-site rotary jet grouting in an uranium mine

3.2.3 山西省繁峙縣某金礦項(xiàng)目應(yīng)用

2021 年7 月，在山西省繁峙縣某金礦ZK1102 鉆孔施工，地層為片麻巖，下部構(gòu)造發(fā)育，巖石蝕變強(qiáng)烈，無(wú)地下水，施工采用TW 系列金剛石繩索取心鉆進(jìn)工藝，使用膨潤(rùn)土、纖維素、植物膠等材料的高性能泥漿施工。當(dāng)?75 mm（NTW）金剛石繩索取心鉆進(jìn)至232～264 m 層段時(shí)，鉆遇多層強(qiáng)蝕變破碎帶，其最厚處有16 m，孔內(nèi)垮塌、掉塊嚴(yán)重，卡埋鉆現(xiàn)象頻發(fā)，施工難度極大。因?95 mm 套管位于45 m 處，上部巖石完整堅(jiān)硬，擴(kuò)孔難度大、成本高，故選用高壓旋噴技術(shù)解決該層段孔壁不穩(wěn)定問(wèn)題，并根據(jù)鉆機(jī)設(shè)備特點(diǎn)優(yōu)化高壓旋噴工藝。

施工所用鉆機(jī)為EP600PLUS 型便攜式全液壓鉆機(jī)，BW150 型泥漿泵，NTW 鉆桿。

根據(jù)設(shè)備條件，對(duì)旋噴鉆具、水泥漿配方、施工操作3 個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化。

（1）旋噴鉆具：為保障旋噴切力，采用直徑4 mm的直噴嘴3 個(gè)，分別安在相隔120°的3 個(gè)不同方向，呈螺旋狀分布。

（2）水泥漿配方：為提升漿液流變性，提高了減水劑的加量。此孔注漿采用配方為：水灰比0.5（42.5 普通硅酸鹽水泥），減水劑1.5%，水玻璃3%。

（3）施工操作：為實(shí)現(xiàn)更好的旋噴效果，利用液壓鉆機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的優(yōu)勢(shì)，適當(dāng)降低了鉆具提升速度與旋轉(zhuǎn)速度。具體旋噴技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 某金礦現(xiàn)場(chǎng)旋噴技術(shù)參數(shù)Table 5 Technical parameters of on-site rotary jet grouting in a gold mine

利用旋噴鉆具先導(dǎo)鉆頭掃孔到264 m，從下往上旋噴注漿，用水泥6 包，減水劑4.5 kg，水玻璃9 kg。候凝20 h 時(shí)后掃孔，在226 m 處遇完整水泥心（見(jiàn)圖7），掃孔后正常鉆進(jìn)，后續(xù)穿過(guò)該層位后未再出現(xiàn)卡埋鉆問(wèn)題，順利終孔。

圖7 ZK1102 巖心與水泥心Fig.7 Rock core and cement core taken from ZK1102 well

4 高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

4.1 技術(shù)特點(diǎn)

該技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、速度快、效益高、成本低、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣等特點(diǎn)。

（1）能在十多個(gè)小時(shí)解決復(fù)雜地層護(hù)壁堵漏問(wèn)題，確保繼續(xù)同徑裸孔鉆進(jìn)，大幅減少套管投入、節(jié)省時(shí)間。

（2）能大幅提高純鉆進(jìn)時(shí)間，減少孔內(nèi)事故時(shí)間，提高臺(tái)月效率，降低鉆探成本。

4.2 應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

（1）灌漿前必須準(zhǔn)備充分，分工明確，指揮統(tǒng)一，動(dòng)作協(xié)調(diào)迅速，全部漿量必須一次灌完。

（2）應(yīng)詳細(xì)了解、掌握、記錄實(shí)際孔深和孔內(nèi)護(hù)孔壁孔段情況，并進(jìn)行詳細(xì)分析。

（3）應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)情況合理確定噴嘴數(shù)量、直徑和工藝參數(shù)。旋噴施工中要注意泵壓，轉(zhuǎn)速，提升速度等參數(shù)的控制，并及時(shí)根據(jù)地層情況進(jìn)行調(diào)整。

（4）噴射注漿自下而上連續(xù)進(jìn)行，送漿到位后停泵，中途不得任意中斷噴射、提升。因卸管或其他原因（停電、停水、機(jī)械故障等）造成的注漿中斷，停歇時(shí)間超過(guò)0.5 h，應(yīng)清洗管路，防止堵塞?；謴?fù)旋噴時(shí)，從中斷處0.5 m 以下開始，以保證旋噴體質(zhì)量。

（5）在高壓旋噴過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然下降，上升等異常情況時(shí)，應(yīng)查明產(chǎn)生的原因并及時(shí)采取措施。

（6）施工中應(yīng)如實(shí)記錄高壓旋噴的各項(xiàng)參數(shù)和出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，做好鉆孔及旋噴作業(yè)原始記錄。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)工藝的試驗(yàn)和野外生產(chǎn)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了高壓旋噴技術(shù)在巖心鉆探中的應(yīng)用，形成了較完善的復(fù)雜地層高壓旋噴護(hù)壁堵漏技術(shù)體系。工程應(yīng)用實(shí)踐表明，該技術(shù)具有安全性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便、防漏堵漏效果好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于解決多層段復(fù)雜地層和深部復(fù)雜地層鉆進(jìn)嚴(yán)重垮孔漏失問(wèn)題，解決了復(fù)雜地層護(hù)壁堵漏受孔徑限制的難題，提高了鉆孔質(zhì)量。這一成果為復(fù)雜地層護(hù)壁堵漏增添了一種行之有效的手段。進(jìn)一步研究旋噴鉆具噴嘴的幾何形狀，采用專門的高壓旋噴設(shè)備，引進(jìn)雙管旋噴工藝，拓展應(yīng)用范圍，該技術(shù)前景廣闊。