巖心鉆探冬季施工技術(shù)探究

1、巖心鉆探冬季施工技術(shù)探究摘要一直以來(lái)，巖心鉆探是地質(zhì)勘探工程的一項(xiàng) 主要手段，對(duì)地殼中巖石內(nèi)部的構(gòu)造分析非常依賴于巖心鉆 探對(duì)巖石及土壤結(jié)構(gòu)的深入觀察。而隨著近年來(lái)巖心鉆探工 作的不斷頻繁，在寒冷季節(jié)進(jìn)行鉆探工程的情況也越來(lái)越常 見，對(duì)于很多地質(zhì)考察團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，在冬季開展巖心鉆探工作 已經(jīng)成為了新的挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞巖心鉆探冬季鉆探冬季施工冬季巖心鉆探中圖分類號(hào)tu74 文獻(xiàn)碼b 文章編號(hào)1000-405x(2013) -12-84-1在我國(guó)大陸地區(qū)，對(duì)地質(zhì)的考察大多集中在西北、東北 以及青藏高原地區(qū)，一旦到了冬季想要進(jìn)行巖心鉆探的工作 的話，不僅是對(duì)工作人員本身身體素質(zhì)的考驗(yàn)，更是對(duì)整個(gè) 鉆探施工進(jìn)

2、程的嚴(yán)峻考驗(yàn)。1巖心鉆探冬季施工的難點(diǎn)1.1 一些儀器在低溫環(huán)境下難以工作巖心鉆探工程中，許多儀器的使用都需要液體物質(zhì)的支 持。比如說(shuō)鉆壓表需要儀表油的支持才能正常工作，水剎車 需要液態(tài)水的支持，當(dāng)溫度降到零下幾十度的時(shí)候，這些液 體全部變成了固體，根本難以開展正常的工作。另外，像卡 盤、泵壓表這類儀器在低溫條件下由于表面結(jié)了一層厚厚的 冰，而不能正常使用。1. 2沖洗液的效果降低在鉆探施工中沖洗液就好比人體中的血液起著舉足輕 重的作用，它既能在鉆探施工中沖刷巖屑并攜帶出鉆孔而保 持孔內(nèi)清潔，又能保護(hù)孔壁減少坍塌掉塊，維持孔壁穩(wěn)定。 在寒冷的工作條件下，用常規(guī)的配方調(diào)制的沖洗液會(huì)出現(xiàn)不 同程度

3、的結(jié)冰現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了沖洗液的攜帶和護(hù)壁能力， 大大增加了鉆探事故的發(fā)生幾率。1.3極易出現(xiàn)工程事故工作人員在超低溫條件下進(jìn)行施工作業(yè)，在注意力集中 程度以及神經(jīng)反應(yīng)速度上面都趕不上平時(shí)的水平，因此在施 工時(shí)非常容易出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r，導(dǎo)致鉆探設(shè)備的損壞。 更為嚴(yán)重的是施工人員容易在突發(fā)的情況來(lái)不及反應(yīng)而被 設(shè)備砸傷，出現(xiàn)工程事故。2巖心鉆探冬季施工的主要施工步驟2. 1巖心鉆探冬季施工所需的主要設(shè)備俗話說(shuō)“工欲善其事，必先利其器”，在嚴(yán)寒的艱難條 件下更是如此。先進(jìn)齊全的設(shè)備可以讓巖心鉆探的困難程度 大大降低。在冬季進(jìn)行巖心鉆探時(shí)主要需要一臺(tái)巖心鉆機(jī)、 一套相應(yīng)規(guī)格鉆塔、一臺(tái)以上的泥漿泵、一

4、定量與鉆孔設(shè)計(jì) 深度相當(dāng)?shù)你@桿以及泥漿攪拌機(jī)等設(shè)備。2. 2巖心鉆探冬季施工的鉆孔步驟鉆孔是巖心鉆探的主要步驟，在冬季進(jìn)行鉆探施工時(shí)， 由于鉆進(jìn)的巖石結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)楹湫纬刹环€(wěn)定的“凍巖”，因 此需要格外注意施工時(shí)設(shè)備和人員的安全。(1) 鉆孔深度與鉆口大小的確定：為了確保鉆探工作 能更好的順利進(jìn)行，在施工設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)鉆孔不同深度設(shè)計(jì) 不同的鉆孔口徑。鉆進(jìn)施工時(shí)遵循越往下鉆口越小的規(guī)律， 比如說(shuō)在地面到地下20m的深度，鉆孔寬度為180mm,而到 了地下20m至50m的深度，則鉆孔寬度為140mm,再往下則 以此類推。(2) 根據(jù)地層情況，在地表風(fēng)化層施工時(shí)采用較為柔 和的鉆孔方式，鉆機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)慢，

5、壓力稍低，緩慢地向下鉆進(jìn)。(3) 風(fēng)化層的厚度因地域而異，當(dāng)鉆進(jìn)施工通過(guò)風(fēng)化 層后就要改變鉆進(jìn)參數(shù)了，通常會(huì)縮小鉆孔口徑，加快鉆進(jìn) 鉆速，加大鉆頭力度，以快速平穩(wěn)的方式繼續(xù)鉆進(jìn)。2. 3沖洗液選用為了適應(yīng)冬季施工的特殊環(huán)境，沖洗液的配方一般要易 溶于水，在寒冷的條件下也能夠具有良好的攜帶能力，將巖 石碎屑帶帶出鉆孔。為了防止巖層不穩(wěn)定導(dǎo)致其遇水坍塌， 沖洗液的失水量要維持在一個(gè)很低的程度。(1)沖洗液的配制：常用的沖洗液的配方都比較易溶 于水，將一定量的膨潤(rùn)土以及重晶石粉摻入清水中，再配以 少量的氫氧化鈉混合液體等物質(zhì)。具體用量可以根據(jù)當(dāng)?shù)貧?溫條件以及巖層深度進(jìn)行適當(dāng)改變，以保持沖洗液的攜帶

6、 型，降低其失水量為基本原則。如果氣溫過(guò)低導(dǎo)致一些物質(zhì) 難以溶解的話，可以一步步依次加入配方材料，并進(jìn)行適當(dāng) 的加熱處理以及延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。(2)沖洗液的使用：將配制好的沖洗液放入泥漿池， 利用泥漿泵在鉆進(jìn)施工的同時(shí)把沖洗液送入鉆孔內(nèi)，而后通 過(guò)泥漿泵的壓力由鉆孔底部返回到地表流回泥漿池，形成一 個(gè)循環(huán)，使沖洗液在鉆探施工中起到其攜粉、冷卻、護(hù)壁等 應(yīng)有的作用。2. 4儀器觀測(cè)儀器觀測(cè)主要包括觀察與測(cè)量?jī)刹糠?。觀察主要是觀察 地層巖石剖面的結(jié)構(gòu)及成分組成，結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，而測(cè)量則 是測(cè)各個(gè)明顯結(jié)構(gòu)差異的巖石分層是在多少米的深度，多少 米到多少米之間為一個(gè)巖石層。如對(duì)我國(guó)東北地區(qū)某地的巖 石觀測(cè)情況

7、就如下表所示：通過(guò)此表可以看出，該處鉆探所選巖石結(jié)構(gòu)總體來(lái)說(shuō)比 較松散，易于收到外力的干擾。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的巖層通常在 施工過(guò)程中就會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著鉆進(jìn)的深入，一些巖石結(jié)構(gòu)會(huì)松 動(dòng)，進(jìn)而影響施工的順利進(jìn)行。所以在巖石結(jié)構(gòu)過(guò)于松散的 區(qū)域，可以用下套管的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)護(hù)壁目的。3巖心鉆探冬季施工的注意事項(xiàng)在冬季巖心鉆探施工之所以難以進(jìn)行，就是因?yàn)槎緡?yán) 寒的特殊條件下進(jìn)行巖心鉆探存在幾點(diǎn)關(guān)鍵性的困難，注意 并解決這些困難，冬季施工也就不再是問(wèn)題。3. 1對(duì)巖心鉆探的工作儀器進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑毂热缯f(shuō)針對(duì)一些需要液體才能運(yùn)轉(zhuǎn)的儀器，可以考慮將 原有工作液體用另外一種在低溫下不會(huì)凝固的液體來(lái)代替。 水剎車中的水可以

8、換成柴油，鉆壓表中的儀表油替換成變壓 器油，這樣就可以使得這類儀器重新工作了。而另外一些因 結(jié)冰而不能工作的儀器則可以對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜崽幚?，?lái) 解決嚴(yán)寒天氣下的設(shè)備難題。3. 2鉆探工作的時(shí)間要調(diào)整好和平時(shí)的巖心鉆探不同，在寒冷條件下，如果還處在當(dāng) 天的嚴(yán)寒時(shí)段進(jìn)行工作的話。那么對(duì)于設(shè)備以及施工人員而 言無(wú)異于雪上加霜。適當(dāng)調(diào)整巖心鉆探的施工時(shí)間段可以降 低冬季鉆探的工作難度。3. 3施工人員的精神集中程度要比平時(shí)更高本來(lái)巖心鉆探就是一個(gè)需要很高注意力集中程度的工 作，在嚴(yán)寒條件下更是如此。在一些時(shí)候可以通過(guò)增加班次 或在同一班次內(nèi)安排多個(gè)操作人員，來(lái)適當(dāng)縮短工作人員一 次性工作時(shí)間，以此來(lái)提高每