在復(fù)雜巖層提高巖心采取率的經(jīng)驗探討

1、在復(fù)雜巖層進(jìn)步巖心采取率的經(jīng)歷討論摘 要：介紹了在南水北調(diào)澈傭剎鄣刂首晏絞校針對全、強風(fēng)化砂巖層巖心采取率過低的問題所采用的綜合技術(shù)措施，有效地解決了巖心采取率過低的問題，施工中積累的經(jīng)歷可為類似工程提供一定的參考。關(guān)鍵詞：澈傭剎郟恢參锝海壞著繾暉罰徊扇÷Abstract： This paper describes the geological drilling construction of the South Minghe River Aqueduct， the rate is too low， strongly weathered sandstone cores to take

2、 technical measures effectively solved the problem of low core recovery，the accumulated experience in the construction to provide a reference for other similar projects.Keywords： Minghe aqueduct； vegetable gum； bottom spray drill； take rate1.地層巖性澈傭剎鄣卮行山與河北平原過渡地帶的低山丘陵區(qū)。建筑區(qū)上部覆蓋有第四系壤土、砂壤土、砂土、卵石，下伏二疊系石盒

3、子組泥巖、砂巖。壤土：棕色，稍濕，可塑硬塑。卵石：紫紅色、灰白色，主要成分為長石石英砂巖，次圓狀，最大直徑約300mm，含量5080%，充填泥質(zhì)或中粗砂。泥巖：多呈紫紅色，泥質(zhì)構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，局部節(jié)理裂隙較發(fā)育，全風(fēng)化微風(fēng)化。砂巖：多呈紫色，粉細(xì)粒構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，全風(fēng)化弱風(fēng)化。2.施工中存在的主要難題在鉆探中發(fā)現(xiàn)的主要問題是全風(fēng)化強風(fēng)化砂巖層巖心采取率低，尤其在靠近河道右岸，砂巖層軟、硬互相交替，巖心采取率僅30%50%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計所提出的巖心采取率不低于85%的技術(shù)要求。3.造成采取率過低的技術(shù)分析3.1巖層特點分析砂巖為粉細(xì)粒構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，力學(xué)強度極低，屬極軟

4、類巖石，且膠結(jié)成度不一，軟硬層互相交替。鉆進(jìn)時進(jìn)入到內(nèi)管的巖心容易被震碎，提鉆時內(nèi)管及卡簧夾持不住巖心，造成巖心采取率缺乏。3.2鉆進(jìn)工藝的影響鉆具的選擇也對采取率有很大的影響。單層管鉆具的缺點是沖洗液沖刷整個巖心，在軟弱破碎巖層中使用時勢必造成對巖心的嚴(yán)重漏失。雙動雙管鉆具減少了沖洗液對巖心的沖刷，沖刷只發(fā)生在內(nèi)管底部和鉆頭一帶，可進(jìn)步巖心采取率，但由于內(nèi)管轉(zhuǎn)動，巖心與內(nèi)管之間有摩擦扭力作用，巖心易受擾動，影響巖心采取率。單動雙管鉆具和繩索取芯鉆具那么同時解決了沖刷和巖心隨內(nèi)管轉(zhuǎn)動磨損兩方面的問題。沖洗液從外管和內(nèi)管之間的空隙流入到鉆頭部位，不會對進(jìn)入巖心管的巖心造成沖刷。由于內(nèi)管不隨鉆進(jìn)轉(zhuǎn)

5、動，因此進(jìn)入內(nèi)管的巖心也減少了擾動，有利于保持巖心的原狀性，進(jìn)步巖芯采取率。3.3循環(huán)液的影響采用繩索取心鉆具或單動雙管鉆具鉆進(jìn)時，巖心進(jìn)入內(nèi)管后雖然沖洗液不會再直接沖刷巖心，但在鉆頭部位w取巖心時對松散的砂巖沖刷也會造成巖心采取率降低。3.4鉆進(jìn)參數(shù)的影響沖洗液用量、泵壓、鉆機轉(zhuǎn)速、鉆壓等鉆進(jìn)參數(shù)的選擇也會對巖心采取率造成一定的影響。4.進(jìn)步采取率所采用的技術(shù)措施4.1鉆具的選擇采用單動雙管鉆具鉆進(jìn)，以減少巖心進(jìn)入內(nèi)管后的擾動和破壞。由于巖心強度低易折斷破碎，為了進(jìn)步巖心的完好性，施工中采用110mm大直徑單動雙管鉆具代替初期采用的75mm單動雙管鉆具，巖心直徑增大后，抗折性進(jìn)步，巖心采取率

6、和完好性明顯進(jìn)步。4.2循環(huán)液的選擇利用SM植物膠漿液替代清水作為循環(huán)液，有效降低了清水對砂巖的沖刷。植物膠漿液能在巖樣外表形成堅韌的膠膜，可膠結(jié)包裹軟弱的巖心，使破碎、軟弱的巖心保持原狀構(gòu)造，同時利用植物膠的光滑作用又能減少鉆具震動，有利進(jìn)步巖心采取率。施工中采用了純SM植物膠漿液和SM植物膠與膨潤土混合漿液兩種循環(huán)液，取心效果都比較好。詳細(xì)配比方下：1SM植物膠漿液SM膠干粉質(zhì)量：水質(zhì)量=1：50純堿加量為SM膠干粉質(zhì)量的5%。2SM植物膠和膨潤土混合漿液4.3鉆頭的選擇為防止鉆頭在w取巖石時對未膠結(jié)和膠結(jié)差的砂巖的破壞，減少沖洗液在鉆頭部位對軟弱巖層的沖刷，選用了階梯形底噴硬質(zhì)合金鉆頭鉆

7、進(jìn)，獲得了很好的效果。鉆頭的特點是端部半徑小，內(nèi)保徑局部短，鉆頭底部切有“泄水孔使大局部沖洗液直達(dá)鉆頭底部，在鉆進(jìn)時既可到達(dá)冷卻、光滑鉆頭作用，又能減少磨碎巖心和沖洗液沖壞巖心的危險。4.4鉆進(jìn)參數(shù)的選擇1鉆機轉(zhuǎn)速采用較低的轉(zhuǎn)速，減少對巖心的擾動。一般選用轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速400600r/min。2鉆壓由于巖石強度低、膠結(jié)情況差，鉆壓不宜過高，采用37MPa。3沖洗液量在到達(dá)排粉、冷卻鉆頭、光滑鉆具的前提下，盡可能采用小泵量，減少沖洗液對松散巖層的擾動，一般采用4060L/min。4回次進(jìn)尺根據(jù)巖石破碎、風(fēng)化情況合理控制回次進(jìn)尺，一般回次進(jìn)尺0.51.0m左右。5.取心效果比照通過所采取的綜合技術(shù)措施，在南水北調(diào)澈傭剎圩晏街醒倚牟扇÷嗜昧思大進(jìn)步，比照指標(biāo)見下表1。6.結(jié)語在復(fù)雜地層鉆探施工中影響巖心采取率上下的因素是多方面的，需要根據(jù)不同的工程地質(zhì)情況詳細(xì)分析，找出影響的原因以便采取正確的解決方法。在南水北調(diào)澈傭剎鄣刂首晏絞脅捎玫雙管鉆具配合植物膠循環(huán)護(hù)壁取心等綜合施工工藝極大進(jìn)步巖心采