莱芜大冶水库帷幕灌浆孔孔斜成因与处理.docx

《莱芜大冶水库帷幕灌浆孔孔斜成因与处理.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、莱芜大冶水库帷幕灌浆孔孔斜成因与处理提要：岩溶地区地质条件复杂，特别是岩溶强烈发育的地区，坝基的透水性较强，必须采取有效的防渗措施，才能很好的预防和防止由于坝基渗漏而可能出现的渗透变形和蓄水后库水大量的渗漏损失。帷幕灌浆是目前坝基基岩防渗比较成熟一种施工工艺，控制钻孔垂直度往往是满足灌浆成功和设计要求的重要施工工艺环节之一。本文结合莱芜大冶水库坝基帷幕灌浆施工，介绍了对该岩溶地区帷幕灌浆施工过程中探索分析造成孔斜机制和控制与处理的办法，并在实际的工作中进行进行了大胆的实践和尝试。关键词：钻孔方向孔斜成因孔内事故钻进效率钻孔质量连续帷幕工程概况大冶水库

2、位于莱芜市莱城区口镇大冶村北，牟汶河支流方下河上，流域面积为163平方公里，总库容5244万m3。是一座以防洪为主，兼顾灌溉、供水、养殖等综合利用的中型水库，水库兴建于1958年3月，同年7月建成。主坝坐落于奥陶系纸坊庄组石灰岩，大坝现状存在绕坝渗漏和坝基渗漏的渗流安全隐患，工程设计要求对该坝坝基进行帷幕灌浆除险加固处理。坝基主要由第四系松散堆积层和奥陶系纸坊庄组石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩组成。特别是南副坝岩石喀斯特发育，形成溶沟、溶槽，其下喀斯特发育不均。喀斯特沿裂隙发育，有充填性和非充填性两种，岩溶和溶隙为主要透水通道，透水性强，根据前人勘探资料

3、揭示最大透水率可达465Lu。本次施工孔深由南到北在23米~57米。在先导孔和试验段的施工中，出现多次孔斜事故。为此，在全面展开施工前，对于在施工过程中出现的孔斜问题进行了全面分析和处理，在总结了和制定了相应的措施后，全面施工中的孔斜事故率得到了大大的降低，保证了施工质量，提高了功效。一、造成孔斜的主要原因1、地层岩性的客观原因莱芜大冶水库坝基主要座落在奥陶系纸坊庒组石灰岩上。由于地质构造原因造成该岩层喀斯特现象发育。下覆基岩中充填性、非充填性溶洞和破碎带较多。大部分布在孔深16~22米和40~47米处。由于以上孔段溶蚀溶洞发育，破碎严重，局部的充填

4、性孔洞最大直径可达1.5米以上，且形状不规则，钻进方向不易被控制；此外，破碎层往往是软硬共存，钻头在压力下容易改变方向造成孔斜。在地质条件方面，集中表现在钻孔内岩石的力学性质上，主要为：1、1钻进松散覆盖层时，覆盖层越厚，越容易改变钻孔的方向。其主要原因是覆盖层具有较强的活动性，钻出的钻孔孔径较大时，势必对粗径钻具不能形成强有力的控制，因而不能保证钻进方向的一致性；1、2在有一定倾角的、软硬交替的岩石中钻进，由于钻头在同一接触面上有软硬不同的岩层，因此，可钻性不同的岩层会产生不同的钻进速度，从而改变钻头的钻进方向；1、3在厚度大、破碎较严重的岩层中钻

5、进，其钻孔孔径也较大，粗径钻具在钻进方向上不容易被控制。此外，破碎岩层往往是软硬岩层共存，因此，钻头容易改变方向；1、4砂卵石层中钻进，钻孔最容易偏斜。因为砾石的圆滑对钻头产生偏滑作用，形成不均衡的阻力，易改变钻头前进的方向；1、5在遇到溶蚀孔洞、大断裂带或老空洞等情况时，亦会产生钻孔的偏斜。2、技术条件不相适宜因采用与实际不相宜的技术措施造成的钻孔偏斜，主要表现为：2、1在开孔钻进或浅孔阶段的钻进中，钻机立轴与钻孔不在同一条中心线上，这会直接影响钻孔偏斜；使用过高的立轴钻杆与磨损较严重的立轴钻杆定向套管，容易使立轴产生较大的摆动，直接影响到钻头在孔

6、底钻进时的不稳定性；帷幕深孔一般都要安装孔口管，如果孔口管不正，也会直接影响到开孔钻进时的方向；2.2使用了弯曲的钻具或过短的岩心管。岩心管、钻杆等的弯曲，都会使钻具连接后不正，从而影响钻进的方向。使用过短的岩心管，在孔内歪斜时，比长岩心管的歪斜度更大，产生的孔斜度也更为严重；2、3在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中，因为孔壁各部硬度不一，孔径大小也不一致，换径后的钻头很难保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进；2、4孔径越大，受压钻杆产生的弯曲、拉伸、扭曲也会增大，使钻头在孔底钻进时不稳定性增强，从而使钻进方向发生变化；2、5金刚石钻头胎体硬度不一致

7、与金刚石颗粒分布不均一，或硬质合金钻头底出刃尺寸不同，也会直接影响到钻进方向的改变。3、操作方法不当操作方法的不当往往是产生钻孔偏斜的直接原因。3、1钻进时过大的加压，使钻杆产生多段处的严重弯曲，特别是在不利的地质条件下，对产生钻孔偏斜的影响会更大；3、2使用磨损过钝的金刚石或硬质合金钻头钻进，会因在金刚石颗粒或合金粒向岩石内切入不稳定的情况下，容易改变钻头的钻进方向；3、3在松散易坍塌的岩层中钻进，冲洗液的排量过大，压力过高，特别是使用粘度很小的泥浆或清水作冲洗液时，会较严重地破坏孔壁，造成孔内某一局部的坍塌，使孔径扩大。由此不易控制钻杆过大的弯曲

8、，致使粗径钻具容易产生偏斜。二、孔斜对产生孔内事故的影响钻孔一旦发生较严重的孔斜，将会给钻孔施工过程带来很多