深孔帷幕灌漿鉆孔施工中孔斜成因分析

　　在深孔帷幕灌漿鉆孔施工中，孔斜控制具有重要意義。著重探討孔斜成因及其不良影響，介紹了孔斜的預(yù)防和處理措施，對保證鉆孔方向的重要性提出了商榷性的建議。

　　孔斜成因分析

　　孔斜作為鉆孔事故產(chǎn)生的原因較多，視其主客觀因素可歸納為地質(zhì)條件不良，技術(shù)條件不適宜，操作方法不當(dāng)?shù)?個方面。

　　1 地質(zhì)條件不良

　　在地質(zhì)條件方面，集中表現(xiàn)在鉆孔內(nèi)巖石的力學(xué)性質(zhì)上，主要為：

　　(1)鉆進(jìn)松散覆蓋層時，覆蓋層越厚，越容易改變鉆孔的方向。其主要原因是覆蓋層具有較強(qiáng)的活動性，鉆出的鉆孔孔徑較大時，勢必對粗徑鉆具不能形成強(qiáng)有力的控制，因而不能保證鉆進(jìn)方向的一致性;

　　(2)在有一定傾角的、軟硬交替的巖石中鉆進(jìn)，由于鉆頭在同一接觸面上有軟硬不同的巖層，因此，可鉆性不同的巖層會產(chǎn)生不同的鉆進(jìn)速度，從而改變鉆頭的鉆進(jìn)方向;

　　(3)在厚度大、破碎較嚴(yán)重的巖層中鉆進(jìn)，其鉆孔孔徑也較大，粗徑鉆具在鉆進(jìn)方向上不容易被控制。此外，破碎巖層往往是軟硬巖層共存，因此，鉆頭容易改變方向;

　　(4)砂卵石層中鉆進(jìn)，鉆孔最容易偏斜。因?yàn)榈[石的圓滑對鉆頭產(chǎn)生偏滑作用，形成不均衡的阻力，易改變鉆頭前進(jìn)的方向;

　　(5)在遇到溶蝕孔洞、大斷裂帶或老空洞等情況時，亦會產(chǎn)生鉆孔的偏斜。

　　2 技術(shù)條件不適宜

　　因采用與實(shí)際不相宜的技術(shù)措施造成的鉆孔偏斜，主要表現(xiàn)為：

　　(1)在開孔鉆進(jìn)或淺孔階段的鉆進(jìn)中，鉆機(jī)立軸與鉆孔不在同一條中心線上，這會直接影響鉆孔偏斜;使用過高的立軸鉆桿與磨損較嚴(yán)重的立軸鉆桿定向套管，容易使立軸產(chǎn)生較大的擺動，直接影響到鉆頭在孔底鉆進(jìn)時的不穩(wěn)定性;帷幕深孔一般都要安裝孔口管，如果孔口管不正，也會直接影響到開孔鉆進(jìn)時的方向;

　　(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(jìn)的方向。使用過短的巖心管，在孔內(nèi)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(yán)重;

　　(3)在由大孔徑換小孔徑或擴(kuò)孔鉆進(jìn)過程中，因?yàn)榭妆诟鞑坑捕炔灰唬讖酱笮∫膊灰恢?，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(jìn);

　　(4)孔徑越大，受壓鉆桿產(chǎn)生的彎曲、拉伸、扭曲也會增大，使鉆頭在孔底鉆進(jìn)時不穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而使鉆進(jìn)方向發(fā)生變化;

　　(5)金剛石鉆頭胎體硬度不一致與金剛石顆粒分布不均一，或硬質(zhì)合金鉆頭底出刃尺寸不同，也會直接影響到鉆進(jìn)方向的改變。

　　3 操作方法不當(dāng)

　　操作方法的不當(dāng)往往是產(chǎn)生鉆孔偏斜的直接原因。

　　(1)鉆進(jìn)時過大的加壓，使鉆桿產(chǎn)生多段處的嚴(yán)重彎曲，特別是在不利的地質(zhì)條件下，對產(chǎn)生鉆孔偏斜的影響會更大;

　　(2)使用磨損過鈍的金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，會因在金剛石顆粒或合金粒向巖石內(nèi)切入不穩(wěn)定的情況下，容易改變鉆頭的鉆進(jìn)方向;

　　(3)在松散易坍塌的巖層中鉆進(jìn)，沖洗液的排量過大，壓力過高，特別是使用粘度很小的泥漿或清水作沖洗液時，會較嚴(yán)重地破壞孔壁，造成孔內(nèi)某一局部的坍塌，使孔徑擴(kuò)大。

　　由此不易控制鉆桿過大的彎曲，致使粗徑鉆具容易產(chǎn)生偏斜。

2013巖土工程師考試：專業(yè)知識考點(diǎn)匯總