CN109667537B - 一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其不同之处在于：其工艺过程为：步骤a）、进行孔位测放后，采用第一钻具开始钻孔，钻至岩基面后，对岩基面上端的钻孔进行护壁；步骤b）、然后钻穿溶洞层顶板面，并扫孔到溶洞层底板面以下后提钻，并记录溶洞层顶板面至溶洞层底板面之间的距离；步骤c）、根据步骤b）中的距离配置具有钻头的岩芯管形成第二钻具，然后使用第二钻具钻穿溶洞层底板面，并将具有钻头的岩芯管留在钻孔内进行护壁，护壁的范围至少为溶洞层顶板面至溶洞层底板面；步骤d）、采用直径比岩芯管内径小的第三钻具在岩芯管内钻进取芯至设计孔深；步骤f）、钻进取芯完毕后，取出岩芯管。本发明施工效率高。

Description

一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺
技术领域
本发明涉及地质勘察领域，尤其是一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺。
背景技术
随着城市建设范围的扩大以及交通网络的加密，一些建筑物基础不得不落在岩溶强烈发育地段，查明建筑场地岩溶发育规律，为基础设计提供依据，保证建筑物安全可靠显得尤为重要。但由于部分岩溶地段地下水丰富，串珠状溶洞发育，常充填松散卵石土。勘察过程中护壁泥浆全漏，提钻后充填物卵石土当即塌孔，钻探成孔困难，严重影响了施工质量和进度。目前这种地层钻进常用全孔下套管，跟管钻进，或采用溶洞注浆的方式钻进。前者在多层充填卵石土溶洞钻进时常常跟管困难，且需要下多层套管，消耗大量人力、材料，钻进效率极其缓慢；后者因为受溶洞空间发育形态、溶洞联通性、地下水作用等因素常常消耗巨额成本，也未必能取得显著效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，施工效率高。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其工艺过程为：
步骤a）、进行孔位测放后，采用第一钻具开始钻孔，钻至基岩面后，对所述基岩面上端的钻孔进行护壁；
步骤b）、然后钻穿溶洞层顶板面，并扫孔到溶洞层底板面以下后提钻，并记录溶洞层顶板面至溶洞层底板面之间的距离；
步骤c）、根据步骤b）中的所述距离配置具有钻头的岩芯管形成第二钻具，然后使用第二钻具钻穿溶洞层底板面，并将具有所述钻头的所述岩芯管留在钻孔内进行护壁，所述护壁的范围至少为溶洞层顶板面至溶洞层底板面；
步骤d）、采用直径比所述岩芯管内径小的第三钻具在所述岩芯管内钻进取芯至设计孔深；
步骤f）、钻进取芯完毕后，取出所述岩芯管。
按以上技术方案，所述岩芯管的长度大于所述溶洞层顶板面至溶洞层底板面的距离。
按以上技术方案，所述步骤a）中孔位测放的具体步骤为：先进行第一次孔位测放，然后整平场地，再复测孔位。
按以上技术方案，所述步骤c）中护壁的具体步骤为：将底部接有所述钻头的所述岩芯管接于钻杆的下端形成第二钻具，然后采用第二钻具扫孔至溶洞层底板面以下，再返出所述钻杆，将底部接有所述钻头的所述岩芯管留在钻孔内进行护壁。
按以上技术方案，所述岩芯管通过异径接头与所述钻杆连接，所述异径接头与所述钻杆通过自锁螺纹连接，所述异径接头与所述岩芯管通过多线螺纹连接。
按以上技术方案，所述第二钻具的钻头呈中空环状。
按以上技术方案，所述溶洞层的上端从下至上依次为第一可溶岩层、第四系地层，所述溶洞层的下端为第二可溶岩层，所述溶洞层内充填有卵石土，所述基岩面为所述第一可溶岩层和第四系地层的交界面。
按以上技术方案，所述步骤d）中所述钻进取芯采用从上至下分段式钻进取芯方法，将所述卵石土和第二可溶岩层从上至下分别划分为若干段；每段所述卵石土钻孔钻进取芯的具体步骤为：一段所述卵石土钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述卵石土钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述卵石土钻孔及取芯，直至所述卵石土钻进取芯完成；每段所述第二可溶岩层钻孔钻进取芯的具体步骤为：钻进的同时将循环液通过第三钻具的钻头注入钻孔内，直至一段所述第二可溶岩层钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述第二可溶岩层钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述第二可溶岩层钻孔及取芯，直至所述第二可溶岩层钻进取芯完成。
按以上技术方案，每段所述卵石土钻孔的长度为0.5～1米，每段所述第二可溶岩层钻孔的长度为1～2米。
按以上技术方案，所述步骤f）中取出所述岩芯管的具体步骤为：下放接有所述异径接头的钻杆至钻孔内，旋出底部接有所述钻头的所述岩芯管。
对比现有技术，本发明的有益特点为：该勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，仅局部孔段护壁，且不同的地层采用不同的护壁方法，既缩短了施工周期，又节约了工艺成本；采用具有钻头的岩芯管对溶洞层及溶洞层内充填物进行护壁，不仅起到了扫孔的作用，而且同时可防止塌孔，解决了难以进尺的问题，还避免了扫孔后再护壁的程序，加快了施工速度。
附图说明
图1为本发明实施例中孔位测放工艺示意图；
图2为本发明实施例步骤a）中开始钻孔工艺示意图；
图3为本发明实施例步骤a）中钻孔至溶洞层顶板面工艺示意图；
图4为本发明实施例步骤b）中扫孔到溶洞层底板面工艺示意图；
图5为本发明实施例步骤c）中采用第二钻具扫孔至溶洞层底板面工艺示意图；
图6为本发明实施例步骤c）中返出钻杆及异径接头工艺示意图；
图7为本发明实施例步骤d）中采用第三钻具在岩芯管内钻进取芯工艺示意图；
图8为本发明实施例步骤f）中取出岩芯管工艺示意图；
图9为本发明实施例施工完成后的示意图；
图10为本发明实施例中第二钻具结构示意图；
其中：1-溶洞层（1a-溶洞层顶板面、1b-溶洞层底板面）、2-第四系地层、3-卵石土、4-第二可溶岩层、5-第一钻具、6-第二钻具（601-钻头、602-岩芯管、603-异径接头、604-钻杆）、7-第三钻具、8-第一可溶岩层（8a-基岩面）、h-溶洞层顶板面至溶洞层底板面之间的距离。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其工艺过程为：
步骤a）、请参考图1和图2，进行孔位测放后，采用第一钻具5开始钻孔，钻至基岩面8a，并对基岩面8a上端的钻孔进行护壁；
步骤b）、请参考图3，然后钻穿溶洞层顶板面1a，请参考图4，并扫孔到溶洞层底板面1b以下后提钻，并记录溶洞层顶板面1a至溶洞层底板面1b之间的距离h；
步骤c）、根据步骤b）中的所述距离h配置具有钻头601的岩芯管602形成第二钻具6，请参考图5，然后使用第二钻具6钻穿溶洞层底板面1b，请参考图6，并将具有所述钻头601的所述岩芯管602留在钻孔内进行护壁，所述护壁的范围至少为溶洞层顶板面1a至溶洞层底板面1b；
步骤d）、请参考图7，采用直径比所述岩芯管602内径小的第三钻具7在所述岩芯管602内钻进取芯至预定深度；
步骤f）、请参考图8，钻进取芯完毕后，取出所述岩芯管602，施工完毕，请参考图9。
优选地，为了保证钻孔的垂直度，所述岩芯管602的长度大于所述溶洞层顶板面1a至溶洞层底板面1b的距离h。
更优选地，所述岩芯管602的长度比距离h长15cm～20cm。
优选地，所述步骤a）中孔位测放的具体步骤为：先进行第一次孔位测放，然后整平场地，再复测孔位。
优选地，为了便于放下及取出岩芯管602，护壁的同时进行扫孔，加快施工速度，所述步骤c）中护壁的具体步骤为：请参考图10，将底部接有钻头601的所述岩芯管602通过异径接头603接于钻杆604的下端形成第二钻具6，请参考图5，然后采用第二钻具6扫孔至溶洞层底板面1b以下15cm处，请参考图6，再返出所述钻杆604及异径接头603，将底部接有所述钻头601的所述岩芯管602留在钻孔内进行护壁。
优选地，所述异径接头603与所述钻杆604通过自锁螺纹连接，所述异径接头603与所述岩芯管602通过多线螺纹连接。
具体地，为了第三钻具7能穿过所述钻头601继续往下钻进，所述钻头601呈中空环状。
具体地，所述溶洞层1的上端从下至上依次为第一可溶岩层8、第四系地层2，所述溶洞层1的下端为第二可溶岩层4，所述溶洞层内充填有卵石土3，所述基岩面8a为所述第一可溶岩层8和第四系地层2的交界面。
优选地，由于溶洞层1中充填物比其顶底板可溶岩层的硬度小很多，所述步骤b）中根据进尺速度及主动钻杆平稳情况可以判断溶洞层顶板面1a至溶洞层底板面1b之间的距离h，根据量测钻具长度及余尺得出溶度高度及充填物情况。
优选地，所述步骤d）中所述钻进取芯采用从上至下分段式钻进取芯方法，将所述卵石土3和第二可溶岩层4从上至下分别划分为若干段；每段所述卵石土3钻孔钻进取芯的具体步骤为：一段所述卵石土3钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述卵石土3钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述卵石土3钻孔及取芯，直至所述卵石土3钻进取芯完成；每段所述第二可溶岩层4钻孔钻进取芯的具体步骤为：钻进的同时将循环液通过第三钻具7的钻头注入钻孔内，直至一段所述第二可溶岩层4钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述第二可溶岩层4钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述第二可溶岩层4钻孔及取芯，直至所述第二可溶岩层4钻进取芯完成。
优选地，每段所述卵石土3钻孔的长度为0.5～1米，每段所述第二可溶岩层4钻孔的长度为1～2米。
具体地，所述第三钻具7取芯的直径应满足钻孔设计要求。
具体地，所述步骤f）中取出所述岩芯管602的具体步骤为：下放接有所述异径接头603的钻杆604至钻孔内，套出底部接有所述钻头601的所述岩芯管602。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：其工艺过程为：
步骤a）、进行孔位测放后，采用第一钻具开始钻孔，钻至基岩面后，对所述基岩面上端的钻孔进行护壁；
步骤b）、然后钻穿溶洞层顶板面，并扫孔到溶洞层底板面以下后提钻，并记录溶洞层顶板面至溶洞层底板面之间的距离；
步骤c）、根据步骤b）中的所述距离配置具有钻头的岩芯管形成第二钻具，然后使用第二钻具钻穿溶洞层底板面，并将具有所述钻头的所述岩芯管留在钻孔内进行护壁，所述护壁的范围至少为溶洞层顶板面至溶洞层底板面；
步骤d）、采用直径比所述岩芯管内径小的第三钻具在所述岩芯管内钻进取芯至设计孔深；
步骤f）、钻进取芯完毕后，取出所述岩芯管。
2.如权利要求1所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述岩芯管的长度大于所述溶洞层顶板面至溶洞层底板面的距离。
3.如权利要求1所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述步骤a）中孔位测放的具体步骤为：先进行第一次孔位测放，然后整平场地，再复测孔位。
4.如权利要求1所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述步骤c）中护壁的具体步骤为：将底部接有所述钻头的所述岩芯管接于钻杆的下端形成第二钻具，然后采用第二钻具扫孔至溶洞层底板面以下，再返出所述钻杆，将底部接有所述钻头的所述岩芯管留在钻孔内进行护壁。
5.如权利要求4所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述岩芯管通过异径接头与所述钻杆连接，所述异径接头与所述钻杆通过自锁螺纹连接，所述异径接头与所述岩芯管通过多线螺纹连接。
6.如权利要求5所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述步骤f）中取出所述岩芯管的具体步骤为：下放接有所述异径接头的钻杆至钻孔内，旋出底部接有所述钻头的所述岩芯管。
7.如权利要求1所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述溶洞层的上端从下至上依次为第一可溶岩层、第四系地层，所述溶洞层的下端为第二可溶岩层，所述溶洞层内充填有卵石土，所述基岩面为所述第一可溶岩层和第四系地层的交界面。
8.如权利要求7所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述步骤d）中所述钻进取芯采用从上至下分段式钻进取芯方法，将所述卵石土和第二可溶岩层从上至下分别划分为若干段；每段所述卵石土钻孔钻进取芯的具体步骤为：一段所述卵石土钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述卵石土钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述卵石土钻孔及取芯，直至所述卵石土钻进取芯完成；每段所述第二可溶岩层钻孔钻进取芯的具体步骤为：钻进的同时将循环液通过第三钻具的钻头注入钻孔内，直至一段所述第二可溶岩层钻进完成，然后取出岩芯；上一段所述第二可溶岩层钻孔取芯完成后，再依次进行下一段所述第二可溶岩层钻孔及取芯，直至所述第二可溶岩层钻进取芯完成。
9.如权利要求8所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：每段所述卵石土钻孔的长度为0.5～1米，每段所述第二可溶岩层钻孔的长度为1～2米。
10.如权利要求1至9任一项所述的勘察充填卵石土溶洞的钻进工艺，其特征在于：所述第二钻具的钻头呈中空环状。
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