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。
1、引言
為保證大壩地基安全,深孔帷幕灌漿質量與否是至關重要的。事實上,因為各方面的原因,鉆孔與設計方向往往會產生不一致的偏斜變化。如果鉆孔產生的偏斜度很小,其影響是不大的;假如偏斜度嚴重發(fā)展,不僅對鉆進質量、事故發(fā)生率、鉆進效率等方面產生不良的影響,而且會嚴重影響具有一定防滲標準的“連續(xù)帷幕”的形成,使灌漿質量不能達到要求,以致不得不進行一定量的補充灌漿,從而使帷幕的造價提高。所以,我們不得不對孔斜由發(fā)生到處理等一系列技術問題加以掌握,以便在深孔帷幕灌漿中將孔斜控制在規(guī)程要求的容許偏差值內。在此,主要根據(jù)實際經驗,總結性地探討深孔帷幕灌漿孔斜成因及其防治措施,以供借鑒。
2、孔斜成因分析
孔斜作為鉆孔事故產生的原因較多,視其主客觀因素可歸納為地質條件不良,技術條件不適宜,操作方法不當?shù)?個方面。
2.1、地質條件不良
在地質條件方面,集中表現(xiàn)在鉆孔內巖石的力學性質上,主要為:
。1)鉆進松散覆蓋層時,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有力的控制,因而不能保證鉆進方向的一致性;
。2)在有一定傾角的、軟硬交替的巖石中鉆進,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生不同的鉆進速度,從而改變鉆頭的鉆進方向;
。3)在厚度大、破碎較嚴重的巖層中鉆進,其鉆孔孔徑也較大,粗徑鉆具在鉆進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,鉆孔最容易偏斜。因為礫石的圓滑對鉆頭產生偏滑作用,形成不均衡的阻力,易改變鉆頭前進的方向;
。5)在遇到溶蝕孔洞、大斷裂帶或老空洞等情況時,亦會產生鉆孔的偏斜。
2.2、技術條件不適宜
因采用與實際不相宜的技術措施造成的鉆孔偏斜,主要表現(xiàn)為:
。1)在開孔鉆進或淺孔階段的鉆進中,鉆機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重的立軸鉆桿定向套管,容易使立軸產生較大的擺動,直接影響到鉆頭在孔底鉆進時的不穩(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,從而影響鉆進的方向。使用過短的巖心管,在孔內歪斜時,比長巖心管的歪斜度更大,產生的孔斜度也更為嚴重;
。3)在由大孔徑換小孔徑或擴孔鉆進過程中,因為孔壁各部硬度不一,孔徑大小也不一致,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;
。4)孔徑越大,受壓鉆桿產生的彎曲、拉伸、扭曲也會增大,使鉆頭在孔底鉆進時不穩(wěn)定性增強,從而使鉆進方向發(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,或硬質合金鉆頭底出刃尺寸不同,也會直接影響到鉆進方向的改變。
2.3、操作方法不當
操作方法的不當往往是產生鉆孔偏斜的直接原因。
。1)鉆進時過大的加壓,使鉆桿產生多段處的嚴重彎曲,特別是在不利的地質條件下,對產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合金鉆頭鉆進,會因在金剛石顆;蚝辖鹆O驇r石內切入不穩(wěn)定的情況下,容易改變鉆頭的鉆進方向;
。3)在松散易坍塌的巖層中鉆進,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,會較嚴重地破壞孔壁,造成孔內某一局部的坍塌,使孔徑擴大。
由此不易控制鉆桿過大的彎曲,致使粗徑鉆具容易產生偏斜。
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