绳索取芯钻进技术在深埋隧道勘察孔中的应用.pdf

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1、第46卷第21期人民长江Vo1．46．No．212015年11月YangtzeRiverNOV．，2015文章编号：1001—4179(2015)21—0058—03绳索取芯钻进技术在深埋隧道勘察孔中的应用谢玉萍，王颂，杨鸣，吴建中(长江岩土工程总公司(武汉)，湖北武汉430010)摘要：绳索取芯钻进技术已普遍应用于深孔钻探施工中，但在水利水电系统工程地质勘探中应用较少。以某深埋隧道工程为例，介绍了绳索取芯钻进技术在深埋隧道勘察孔中的应用，着重对钻进时取芯钻杆内壁“结垢”以及遏泥浆严重漏失时所采取的解决措施和新方法

2、进行了介绍。实践表明，该技术在深埋隧道勘察孔应用效果明显，值得推广。关键词：绳索取芯钻进技术；深孔钻探；深埋隧道中图法分类号：TV554文献标志码：ADoI：10．16232／j．cnki．100l一4179．20l5．21．0141工程概况2钻孔设计与钻进参数三峡库区某隧道工程是连接铁峰山背斜北西侧浦2．1地质要求里河谷与南东侧万州的重要通道，是支撑浦里工业新钻探孔ZK28设计孑L深685m，终孔深度为685．2城发展，规划“一高一快一铁”对外道路交通系统的m。要求钻孔孑L径应不小于75mm，每钻进50m测一“一

3、快”，即浦里新城到万州的快速通道，项目的实施次孔斜，孔斜度每百米方位角和顶角偏差应小于±2。。对是否能够成功开发、发展浦里工业新城有着决定性对岩芯获取率，要求完整岩层不应低于85％；破碎岩的作用。层不应低于65％。钻孔获取的岩芯应装箱、摆放整齐线路全线含特长深埋隧道1条，大桥l座，小桥1有序，及时填写岩芯牌，每一钻进回次均应有岩芯牌记座。隧道为左右分离式隧道，最大埋深910．66m，左录，基岩岩芯用红油漆编号(孔号一回次一块数一第线隧道长9．28km，右线隧道长9．33km。几块)。钻孔岩芯经鉴定、编录、拍照后由地

4、质人员处线路区地层由老到新依次为：三叠系中统巴东组理。对孔内水位要求及时量测并记录初始水位，每Et(T：)、上统须家河组(T)、侏罗系下统珍珠冲组开钻前量测地下水位；封孑L在终孔并完成各种试验后(J。)、自流井组(J)、中统新田沟组(J：)、下沙溪庙用水泥砂浆封堵孔。组(J)、上沙溪庙组(J)地层。隧道洞口零星覆盖第四系残坡积，连接路部分覆盖第四系填筑土、残坡积2．2钻孔结构设计层、河流冲洪积层。钻孔开孔孔径为130mm，钻穿覆盖层后变径为该隧道工程勘探总进尺超过4000m，其中深孑Ll10mm，钻穿基岩强风化层，

5、遇破碎、严重漏失地层后(>500m)5个，最深孔(ZK28钻孔)685m。工程任变径为91mm，钻入完整基岩后变径为75mm，然后一务重，时间紧，考虑到绳索取芯钻进技术的优越性，以径到底。具体设计为：采用直径130mm口径开孔至及为顺利完成该项目的勘察任务，钻探时采用了绳索7．6m深度时，下入直径127mm技术套管，变径为直取芯钻进技术。径1l0mm口径钻进至45．5m深，下人直径108mm收稿日期：2015—08—20作者简介：谢玉萍，男，技术员，主要从事钻探的生产管理与技术工作。E第21期谢玉萍，等：绳索取芯钻

6、进技术在深埋隧道勘察孔中的应用59技术套管，变径为91mmVI径钻至75．2m深度，下人添加801随钻堵漏剂顶漏钻进，漏失现象有所好转，但直径89mm技术套管，然后变径为75mm一径到底。进一步钻进时孔口又无泥浆上返，遂改用803随钻堵考虑到绳索取芯钻进技术在浅孔钻进时优势不明显，漏剂，但收效甚微。最后使用水泥封堵，采用泥浆泵泵所以在孔深0～75．2m段采用普通钻进技术钻进，在送水泥浆至孔底，封堵后使用钻杆“探试”发现孔内水孔深75．2m处变径后采用绳索取芯钻进技术钻进至位上升，封堵完后停钻等待24h后继续钻进时，

7、发现终孔深度。封堵的水泥浆几乎已漏失完，封堵无效。为保证工期，2．3钻进参数采取在孔内水位以上的钻杆外侧涂抹润滑膏顶漏钻进至终孔。实践证明，该方法可行，有效保护了绳索取芯综合考虑各钻进参数，钻进时全孔钻压控制在钻杆。1000～1200kg范围内，钻头的平均线速度保持在1．5～3．0m／s范围内，保持钻头唇面单位面积(13111)冲洗3．3脱卡问题液量在3～5L／min范围内，即泵量为57L／min左右。在发生泥浆严重漏失现象后，采取对孔内水位以使用聚丙烯酰胺配制无固相泥浆，泥浆平均粘度18．6上钻杆外侧涂抹润滑膏进

8、行顶漏钻进，但该方法存在一～31．2s，平均含砂量5．6％～15．2％。个致命问题，即因孑L内水位很深，在投放脱卡管进行脱卡(即打捞器与内管分离)时常因冲击力过大发生3钻进中遇到的问题及处理措施打捞器损坏的情况。3．1钻杆内壁“结垢”处理为此，一方面将脱卡管锯短以降低脱卡管对打捞器的冲击力，另一方面改进脱卡工艺，设计出绳索取芯开孔后钻进至孔深232．5m处出