巖土師輔導(dǎo):淺談深孔帷幕灌漿孔斜成因與處理的方法(二)

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3、孔斜對產(chǎn)生孔內(nèi)事故的影響
    鉆孔一旦發(fā)生較嚴(yán)重的孔斜,將會給鉆孔施工過程帶來很多難題。嚴(yán)重的孔斜,不僅會加劇孔內(nèi)事故的發(fā)生,而且會增加已發(fā)事故處理的復(fù)雜性。
    3.1、孔斜會加劇孔壁坍塌、掉塊、巖層錯動等地質(zhì)因素所易造成的孔內(nèi)埋鉆、卡鉆擠夾等事故在松軟、破碎的巖層中鉆孔,不采取有效的護壁措施,就有可能產(chǎn)生孔壁坍塌,造成鉆具的埋擠、陷埋事故;在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地層中鉆進,當(dāng)遭遇到局部地層結(jié)構(gòu)不堅固、不完整時,會因巖層自身牢固性不夠,鉆桿在孔內(nèi)回轉(zhuǎn)碰打,沖洗液沖刷破壞,使其部分巖石破裂而掉入孔內(nèi),造成鉆具的擠夾,給鉆具的提升或下降帶來困難;在節(jié)理多、傾角大、破碎多等容易活動的巖層內(nèi)鉆孔,往往會發(fā)生成批的巖石塊(孔壁巖石)向孔內(nèi)滑動,使鉆孔變形,產(chǎn)生因巖層部分錯動的卡鉆擠夾事故。
    如果鉆孔在上述部位發(fā)生了較為嚴(yán)重的偏斜,會很容易產(chǎn)生孔壁坍塌、掉塊、巖層錯動,使原有地層的活動性增加,穩(wěn)定性減弱,影響范圍也相應(yīng)擴大,使孔內(nèi)埋鉆、卡鉆、擠夾事故發(fā)生的頻率增加。
    3.2、鉆具折斷事故的機率增加
    鉆孔的嚴(yán)重偏斜,使高速回轉(zhuǎn)的鉆具在孔壁巖石的磨擦作用下,磨損相當(dāng)嚴(yán)重。鉆具在孔內(nèi)回轉(zhuǎn)時,會因鉆孔較大偏斜產(chǎn)生很大阻力,而此阻力又集中表現(xiàn)在孔內(nèi)的彎曲接觸上。因此,也就使鉆具折斷的機率增加。
    3.3、在偏斜度較大的鉆孔內(nèi),發(fā)生鉆具折斷事故后會影響事故的正常處理,增加其處理的復(fù)雜性
    鉆桿折斷以后,其下部的斷頭會因孔斜而深藏在大孔徑段內(nèi),使打撈矢錐不易對上斷頭;如果鉆孔方位的偏斜變化較為復(fù)雜,盡管孔壁是完整的,打撈矢錐也不易碰上斷頭;假如鉆孔方位的偏斜無多大變化,也會因孔斜度較大,打撈矢錐與鉆桿斷頭不容易端正的接觸。在上述情況下,往往不得不改變打撈方法,也就相應(yīng)地增加了打撈時的復(fù)雜性。
    4、孔斜對鉆進效率的影響
    鉆孔產(chǎn)生較嚴(yán)重的偏斜,會讓鉆進效率大大降低,集中表現(xiàn)在下面3個方面:
    (1)鉆孔偏斜會使鉆桿在孔內(nèi)隨之發(fā)生彎曲,這樣,當(dāng)回轉(zhuǎn)動力由立軸鉆桿向鉆頭傳遞時,會使鉆頭的回轉(zhuǎn)非常不穩(wěn)定,造成鉆頭的磨損,降低鉆進的效率,鉆進進尺也會因此而受到不同程度的影響;
    (2)鉆孔偏斜使鉆具與孔壁之間的摩擦力增大,這樣,鉆孔的軸心壓力不能按需要全部作用到鉆頭上,從而影響進尺。如果過分增加壓力,就容易造成鉆具折斷;
    (3)由于鉆孔偏斜比較嚴(yán)重,不能使用快速鉆進的方式鉆孔。因此,快速鉆進容易導(dǎo)致鉆具折斷。
    由此可見,孔斜對鉆進效率的影響體現(xiàn)在進尺的快慢上,因鉆孔偏斜致使鉆具折斷事故的增多,勢必需要浪費大量時間用于孔內(nèi)事故的處理,使單位進尺減少,效率降低。同時,鉆孔偏斜造成的鉆具磨損,使鉆具使用壽命降低,單位進尺的材料消(損)耗量增加,造價提高,相應(yīng)地降低了鉆具的鉆進效率。在帷幕灌漿中,鉆孔的費用和工時一般占1/3~1/2以上,因此設(shè)法提高鉆進效率,具有十分重要意義。
    5、孔斜對鉆孔質(zhì)量的影響
    5.1、鉆孔地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性受懷疑
    在進行灌漿孔特別是帷幕灌漿深孔的鉆進中,要求對巖層巖性以及孔內(nèi)各種情況進行詳細記錄,便于在研究灌漿資料時分析灌漿質(zhì)量,了解不同巖層的可灌性,分析防滲帷幕的效果。但鉆孔偏斜后使所要了解的地質(zhì)資料不準(zhǔn)確,表現(xiàn)在以下3方面:
    (1)對巖層或構(gòu)造帶的空間位置、厚度、結(jié)構(gòu)的分析有直接影響。一般在進行深孔帷幕灌漿施工之前都要選取一部分Ⅰ序孔,將其作為先導(dǎo)孔施工,以便進一步查明地質(zhì)勘探資料的正確性,了解巖層及構(gòu)造帶的分布狀況,將其灌漿成果資料用于指導(dǎo)后期各序孔的灌漿施工。但有孔斜以后,對巖層及構(gòu)造帶產(chǎn)生因孔斜所造成的假厚度,改變了施工目的和要求,使所要了解的內(nèi)容變得模糊,在根據(jù)各先導(dǎo)孔地質(zhì)資料進行巖層對比及灌漿分段等方面都會發(fā)生困難;
    (2)鉆孔產(chǎn)生偏斜會破壞灌漿孔間的合理孔距。因此,會產(chǎn)生部分無效進尺,甚至只有采取補孔的辦法來彌補因孔斜帶來的負面影響。有時,因鉆孔偏斜太大及其偏斜方向巧合,鉆孔的下部會鉆至臨近孔中或穿過臨近鉆孔,使鉆孔下部的進尺無效。再進行補孔時,無疑會造成很大浪費;
    (3)鉆孔偏斜后,鉆頭在孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,致使采取到的巖心很細,甚至保存不住巖心,嚴(yán)重地影響巖心的采取率。
    5.2、灌漿施工因孔斜而不能正常進行
    有了良好的灌漿孔,才能實行良好的灌漿。鉆孔偏斜必然會使灌漿孔的孔壁不圓和不平整,給安設(shè)栓塞造成困難。帷幕灌漿一般采用孔口封閉器的方式灌注,大多數(shù)將鉆桿作為射漿管用,因有鉆孔孔壁的彎曲,鉆桿在孔內(nèi)也呈彎曲狀態(tài),在灌漿特別是灌注濃漿時,很容易發(fā)生“固死”鉆桿的現(xiàn)象,從而影響灌漿的順利進行。