浅谈岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策
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泥浆护壁灌注桩塌孔原因口诀以下是为您生成的十个关于泥浆护壁灌注桩塌孔原因的口诀:口诀一:一查地质不稳定,土层疏松易变形。
二看泥浆质量差,比重粘度没控好。
三瞧水头压力低,内外压差不均衡。
四想钻进速度快,扰动土体失支撑。
五观护筒埋设浅,周边土体易塌落。
六思孔内水位降,孔壁失去水压力。
七究提钻碰撞孔壁,土体松动把孔塌。
八探钢筋笼下放猛,刮擦孔壁隐患存。
九量灌注时间长,孔壁浸泡受影响。
十防施工操作乱,规范流程要记牢。
口诀二:一因地质太松软,好比沙堆难立桩。
二是泥浆没配好,浓度粘度不达标。
三为水头高度小,压力不够孔要倒。
四怪钻进速度猛,土体摇晃孔不撑。
五愁护筒埋得浅,就像根基不牢坚。
六怨孔内水位跌,壁土失去水扶携。
七怕提钻碰孔壁,好似地震晃根基。
八忧钢筋笼猛放,刮蹭孔壁把祸酿。
九嫌灌注时间久,孔壁泡软跟着走。
十禁施工胡乱来,依规操作孔不歪。
口诀三:一怕土层松又软,好似豆腐难成罐。
二忧泥浆质不佳,好比清水难护花。
三恐水头压力弱,内外失衡孔会破。
四惊钻进太匆忙,土体不安孔塌方。
五恼护筒埋不深,如同小树根不稳。
六气水位骤然降,孔壁无水就摇晃。
七烦提钻撞孔边,好似撞墙墙会坍。
八恼笼放用力猛,孔壁受伤把险生。
九厌灌注时间长,壁土变软孔遭殃。
十戒施工无规章,规范操作孔才良。
口诀四:一瞧地质像散沙,桩孔难稳易坍塌。
二瞅泥浆像稀汤,护壁无力孔要黄。
三看水头压力轻,孔壁受压就不行。
四思钻进似冲锋,土体乱晃孔难撑。
五叹护筒浅又松,如同虚设孔易崩。
六怨水位降太快,孔壁失水压垮来。
七怕提钻猛撞壁,好像撞钟钟会碎。
八忧钢筋笼下放急,擦坏孔壁问题起。
九嫌灌注慢悠悠,孔壁浸泡跟着愁。
十禁施工瞎胡搞,依照规范孔才妙。
口诀五:一怪地质软如棉,灌注桩孔难保全。
二嫌泥浆稀又淡,护壁效果不顶用。
三惊水头压力小,孔壁受压就垮掉。
四恼钻进速度疯,土体松动孔变空。
五气护筒埋太浅,周边土体总捣乱。
六恨孔内水位降,壁土失水跟着晃。
七怕提钻碰孔沿,好似撞山山会颠。
超长桩即使采用清水护壁也能保证孔壁稳定,但对于砂层,由于缺乏粘结力,坍孔也是常见的问题,坍孔常发生在:1.清孔时,由于泥浆浓度降低,对孔壁的压力减小,砂层在自重作用下发生坍塌;2.下放钢筋笼时,由于钢筋笼的刮蹭作用,导致孔壁坍塌;3.二次清孔时,由于下放钢筋笼时对孔壁的刮蹭作用,部分原来由泥浆渗入孔壁的砂层具有一定的粘结力,被钢筋笼刮蹭后,保护层被破坏,清孔时在重力下,孔壁发生坍塌;4.第一罐混凝土浇注时,在较大的上浮力作用下,孔壁土层强度破坏造成坍塌。
针对以上情况,对于长桩中的砂层,可采取的措施主要有:1.在泥浆在适当掺入水泥浆及早强剂或水玻璃,对孔壁有一定的作用;2.钢筋笼制作时适当缩小笼直径,防止刮蹭孔壁;3.适当加大孔径,这样也能有效防止刮蹭孔壁,但这样会造成充盈系数加大(想办法签证);4.二次清孔时严格控制泥浆孔底比重,防止泥浆比重过低;5.首罐混凝土量适当加大钻孔的时候采用泥浆护壁的方法,根据砂层的空隙度、水压,配制相应稠度的泥浆和泥浆在孔内部的浆面高度,以此来抵抗水压和防止钻孔的塌方。
其次:采用导管法向水下孔底浇注混凝土。
还有:我想若是钻孔底部塌方不是很大的情况下,建议不要用土来回填,因为回填土即相应地增加里桩端残留土的厚度,也使桩侧的摩擦力、桩端承载力大大降低。
而是用混凝土回填,这样就权当是扩底桩,反而更为安全。
小弟一直在长江边干桩基,这种问题司空见惯,填土是一个好办法,但要做好二点,1、填土必须是粘土,2、填土后不能马上打,必须让土固结一下,一般也得10几天。
不知道你施工的桩,钻孔时间长不长,我施工的桩,小桩就采用快速法,钻头加大点,几小时结束战斗,因为沙层都是先缩径再坍塌,加大钻头钻孔后,在孔壁坍塌前完成浇筑。
大桩施工就麻烦点,施工前得制浆,不能采取在钻孔时投土制浆,一般必须设制浆池,钻头得加大,钻进时,钻速慢,进尺也必须慢,并且直至成孔一直必须保证泥浆的比重粘度。
淸孔时再调整泥浆的指标,这样施工泥皮可能厚点,影响点摩擦力,但桩身完整性应该能保证,不至于出现大的质量问题。
岩溶地区钻探如何控制地面塌陷问题摘要:岩溶塌陷其形成、发展除与自然条件有关外,与外部条件和人为因素密不可分,在对大型建筑物进行钻探施工前,如果没有制定有效的钻探技术方案,就可能会出现地面塌陷等质量安全隐患。
因此,制定有效的钻探技术方案对控制岩溶地区钻探质量和安全十分重要。
关键词:岩溶地区钻探地面塌陷Abstract: the formation and development of the karst collapse in natural conditions and the outside, and external conditions and human factors are inseparable, of large buildings in drilling before construction, if not to make effective drilling technology plan, it may appear the ground subsidence quality safe hidden trouble. Therefore, to make effective drilling technology solutions in karst region, to control the quality and safety of drilling is very important.Keywords: karst region drilling surface subsidence一、引言在岩溶地层中进行钻探施工,由于地下水和溶洞的存在,大大增加了钻探施工的风险和难度,容易引发工程事故甚至地质灾害;另一方面,由于岩溶地质的复杂性、差异性及高风险性,岩溶地层的钻探施工始终是地铁隧道建设的一项关键技术。
广州地铁二、三、五、六号线均通过岩溶发育的石灰岩地区,而珠江新城至赤岗塔过江段、如意坊、水荫路等地岩土工程勘察中,在白垩系红层中也揭示到洞穴。
岩心钻探水泥注浆护壁防塌的应用及对策探析摘要:随着人民生活水平的不断提高,人们在社会生活中耗费的矿产资源正在逐渐的增多。
人类对矿产资源的开发利用,浅层的矿产资源已经开发殆尽,为了探明矿产资源的在地壳中的分布及储量,岩心钻探被越来越多地应用到固体矿产勘查中,深孔钻探对钻进工艺有着较高要求,为了保证钻进的正常进行,首要任务是必须做好钻孔的护壁防塌工作。
本文就岩心钻探水泥注浆护壁防塌的应用及对策展开探讨。
关键词:岩心钻探;水泥注浆;护壁防塌引言为了确保人类社会能够进行可持续发展,人们开始对地表深处开采矿产,而想要对地表深处进行矿产的开采,就必须要让工人提升自身的钻探技术。
提升钻探技术可以确保钻探项目的顺利实施,钻探技术不但需要达到复杂地层进行项目施工的需求,还必须要做好防塌措施,避免出现坍塌现象1岩心钻探技术发展岩心钻探技术是地质勘察中的重点技术,在获取有效岩矿实物样品后,可实现对资源的详细研究和评估工作,增强资源的开发利用效果。
岩心钻探技术最早出现在18世纪中叶,具体方式为人力驱动的岩心钻探和天然金刚石钻头,后期由蒸汽动力替代人力。
20世纪液压技术的发展和实现,进一步为岩心钻探的发展奠定了基础。
20世纪60、70年代,液压元件质量提升、静液压传动技术的发展,全液压驱动和控制的动力头式钻机得到了开发,标志着岩心钻探技术发展。
我国于20世纪中叶引进岩心钻探技术,并自主研发多种类型的岩心钻机,并于70年代金刚石钻进技术得到大范围的推广和实践,加大了对岩心钻探技术的发展。
随着各类技术的完善和成熟,国内于21世纪研制出新一代的岩心钻探设备,满足岩心钻探技术的需求,为相关地质勘察工作提供了有力的技术支持。
2岩心钻探对冲洗液的要求冲洗液的选择及使用对岩心钻探工作的顺利进行起到了非常重要的作用,钻进过程中,冲洗液的使用是必不可少的,为了取得最好的钻探效果,需要对冲洗液的润滑性能、护壁性能、避免钻具结垢等几方面进行考虑。
钻孔灌注桩钻头卡住及孔壁坍塌预防措施一、钻孔灌注桩钻头卡住1、原因分析(1)孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。
(2)下钻头时太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻头倾倒卡在井壁上。
(3)塌孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。
(4)出现缩孔后,补焊后的钻头尺寸加大,冲击太猛,冲锥被吸住。
(5)使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时,冲程量过大,或泥浆太稠,冲锥被吸住。
2、预防措施(1)对于上下能活动的卡钻,可以采用上下轻微提动钻头,并辅以转动钢丝绳,使钻头转动,以便提起。
(2)下钻时不可太猛。
(3)对钻头进行补焊时,要保证尺寸与孔径配套。
(4)使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大,以防锥头倾倒造成卡钻。
3、处理措施(1)当土质较好或在石质孔内卡钻时,可以采取小爆破振动使钻头松动,以便提起钻头。
(2)钻头被卡住时,可上下左右试着进行轻提,将钻锥提起。
(3)用千斤顶或滑轮组强提,但应注意孔口的牢固,以防孔口坍塌。
二、钻孔灌注桩护筒底部孔壁坍塌1、原因分析(1)护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足,在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。
(2)由于提供的地质钻探资料不详,使护筒底位处于淤泥或砂层少。
(3)护筒直径较小。
(4)地表水渗入护筒外围填土中,造成填土松软。
2、预防措施(1)护筒底部应回填至少50cm厚的粘土,当土质为砂性土时护筒周围0.5~1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。
(2)根据设计部门提供的地质资料,护筒底部应穿过淤泥和砂层。
(3)护筒直径应大于设计孔径20~30cm(有钻杆的正反循环钻)、30~40cm(无钻杆的潜水电钻或冲击钻)。
(4)护筒出浆孔处应用粘土夯填,同时应保持出浆顺利,周围不得有积水,避免护筒周围泥土流失,造成塌孔。
3、处理措施(1)水中钻孔发生护筒底部坍塌时,应将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。
(2)护筒底部坍塌时,应先将钻机移位,然后拔出护筒,按要求回填粘土并夯实,重新下护筒并对护筒周围回填粘土夯实,必要时应加长护筒,然后才能重新钻孔。
泥浆护壁成孔灌注桩质量事故及处理孔壁坍塌现象:孔壁坍塌是在成孔过程当中,在排出的泥浆中不断出现气泡,或护筒里水位突然下降,这都是坍塌的迹象。
处理措施:发现塌孔,首先应当保持孔内水位,如为轻度塌孔,应首先探明塌孔位置,将砂和黏土混合物回填到塌孔位置以上1~2m;如塌孔严重,应全部回填,待回填物沉淀密实后采用低钻速。
护筒冒水现象:护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉、护筒偏斜和位移,以至造成桩孔偏斜,甚至无法施工。
处理措施:初发现护筒冒水,可用黏土在四周填实加固,如护筒严重下沉或位移,则应返工重填。
钻孔偏斜现象:钻孔偏斜是指成孔后,空位发生倾斜,偏离中心线,超过规范允许值。
它的危害除了影像桩基质量外,还会造成施工上的困难,如放不进钢筋骨架等。
处理措施:如已出现斜孔,则应在桩孔偏斜处吊住钻头,上下反复扫孔,使孔校直;或在桩孔偏斜处回填砂粘土,待沉积密实后再钻。
钻孔漏浆现象:钻孔漏浆是指在成孔过程当中或成孔后,泥浆向孔外漏失。
处理措施:加稠泥浆或倒入黏土,慢速转动,或在回填土内掺片石、卵石,反复冲击,增强护壁。
流砂现象:发生流砂时,桩孔内大量冒砂,将孔涌塞。
处理措施:保证孔内水位高于孔外水位0.5m以上,并适当增加泥浆密度;当流砂严重时,可抛入砖、石、黏土,用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使其形成坚实孔壁,组织流砂涌入。
钢筋笼偏位、变形、上浮处理措施:在施工中,如已发生钢筋笼上浮或下沉,对于混凝土质量较好者,可不予与处理,但对承受水平荷载的装,则应校对核实弯矩是否超标,采取补强措施。
断桩现象:水下灌注混凝土,如桩截面上存在泥夹层,会造成断桩现象,这种事故使桩的完整性大受损害,桩身强度和强度大大下降。
处理措施:如已发生断桩,不严重者核算其实际承载力;如比较严重,则应进行补桩。
吊脚桩现象:吊脚桩是指桩成孔后,桩身下部局部没有混凝土或加有泥土。
处理措施:注意泥浆浓度,及时清渣。
钻孔灌注桩塌孔的原因及处理方案一、钻孔过程中常见问题原因分析及处理1.1塌孔1.1.1塌孔的原因分析塌孔是一种最常见的事故,在钻孔过程中或在成孔后都有可能发生,究其原因如下。
(1)泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水;或护筒埋置较浅,周围封堵不密实而出现漏水;或护筒底部土层厚度不足,护筒底部出现漏水,造成泥浆水头高度不足,对孔壁压力小。
(2)泥浆相对密度过小,水头对孔壁的压力较小。
(3)在松软的砂层中进尺过快,泥浆护壁形成较慢,孔壁渗水。
(4)钻进时中途停钻时间较长,孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2.0m,降低了水头对孔壁的压力。
(5)提升钻头或掉放钢筋笼时碰撞孔壁。
(6)钻孔附近有大型设备或车辆振动。
(7)孔内水流失造成水头高度不够。
(8)清孔后未能及时灌注混凝土,放置时间过长。
1.1.2塌孔的预防措施(1)根据设计部门提供的地质勘探资料,对于不同的地质情况,选用适宜的泥浆比重,泥浆粘度和不同的钻进速度。
如在砂层中,应选用较好的造浆材料,加大泥浆稠度提高泥浆粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。
(2)在陆地上埋置护筒时,底部应夯填密实,护筒周围也要回填密实。
(3)水中振动沉入护筒时,根据地质资料,将护筒穿过淤泥及透水层,护筒衔接严密不漏水。
(4)由于汛期或潮汐水位变化大时,采取升高护筒,增加水头保证水头压力相对稳定。
(5)钻孔无特殊原因应尽量连续作业。
(6)提升钻头或掉放钢筋笼尽量保持垂直,不要碰撞孔壁。
(7)钻孔时尽量避免大型设备作业或车辆通过。
(8)灌注工作不具备时暂时不要清孔,降低泥浆比重。
1.1.3塌孔的处理(1)如为轻微塌孔,立即采取增大泥浆比重,提高泥浆水头,增大水头压力。
(2)塌孔不深时,可改用深埋护筒,护筒周围夯实,重新开钻。
(3)若发生严重塌孔,应马上用片石或砂类土回填,或用掺入不小于5%水泥砂浆的粘土回填,必要时将钻机移开,避免钻机被埋入孔内,待回填稳定后重钻.当回填后片石的岩面倾斜较大时,钻头易摆动,撞击护筒或孔壁,造成偏孔或塌孔、卡钻等现象,这时先选用小冲程进行冲击,待将孔底的浮土、凸出部分凿平出现平台后.再加大冲程转入止常冲程。
泥浆在泥浆护壁成孔灌注施工中常见的质量事故及处理措施泥浆护壁成孔灌注施工,是咱们建筑行业里一个很常见的工艺,特别是在做基础工程的时候,泥浆的作用可真是大得很。
你想啊,咱们打下去的桩孔,光是靠泥土和水土本身支撑,是不是有点不太靠谱?那泥浆呢,就能起到防止塌孔的作用,给孔壁提供支撑力,保证不被水或者土层给冲垮。
但嘛,虽然这泥浆是好帮手,做得不好,质量事故就来了。
说实话,泥浆护壁施工可不是件简单的事儿,一旦出了问题,后果可不小,咱们这边就聊聊常见的几种质量事故,顺带说说咋办才好。
首先最常见的得是“泥浆失稳”了。
你想呀,泥浆的主要作用是支撑桩孔壁,防止孔壁滑落,如果泥浆失去了支撑力,孔壁那是直接塌了,事故现场堪比战场啊!通常这问题出现在泥浆的浓度不够或者稠度不合适,泥浆的密度低了,不能提供足够的支持力,孔壁自然就会崩塌,像打了个大坑一样。
如果遇到这样的情况,处理起来可得赶紧。
最直接的办法就是调整泥浆的配比,增加膨润土或者其他添加剂,增加泥浆的粘稠度。
还有个小技巧,就是保持泥浆在孔内的液位适当,太低了不行,得保证泥浆能完全覆盖在孔壁周围,给它提供稳定支撑。
再说说“泥浆泄漏”的问题。
这个呢,真的是最让人头痛的了。
泥浆本来是该待在桩孔里,保护孔壁的,可要是泥浆泄漏到周围的土层里,那就麻烦大了。
泥浆泄漏往往是由于孔壁土质不均匀,孔壁的岩层比较松软或者裂缝比较多,泥浆就从这些地方跑了出来。
泄漏的泥浆既浪费了资源,又影响了施工进度,严重的还可能造成周围环境污染。
这种情况,要是处理不及时,后果可是很严重的。
咋办呢?首先得检查泥浆的配比和浓度,最好根据土质的不同选择不同种类的泥浆。
如果遇到特别松软或者裂缝多的地层,可以加一些胶凝剂或者水泥,帮助增强泥浆的密封性。
再提一个特别容易忽视的问题——“泥浆污染”。
你要说泥浆本身没问题,但如果长期使用不清洁的泥浆,里面积累的污染物可不少。
比如,泥浆中可能会含有过多的油污、沙粒、泥土等杂质,这样的泥浆不仅不能发挥原本的作用,反而可能引发泥浆的失效。
浅谈建筑施工中泥浆护壁成孔灌注的常见问题本文详细介绍了建筑施工中泥浆护壁成孔灌注施工中常见的几种质量问题,主要包括钻孔倾斜、钻孔坍塌、钻孔漏浆、沉渣过厚、流砂以及灌注卡管等现象,针对这些质量问题详细分析了其产生的主要原因,最后针对这些质量问题指出了与之对应的防护措施,从而进行质量控制,避免这些问题的发生。
标签:泥浆护壁;成孔灌注;施工;防护措施1 前言在灌注桩基础施工中,泥浆护壁成孔灌注是其中很重要的一项。
施工过程中为了保证泥浆护壁成孔灌注桩的质量,通常这种方法在施工过程中存几个关键通病:钻孔倾斜、钻孔坍塌、沉渣过厚、卡锤、钻进受阻、发生流砂等。
由于地下泥浆浇筑属于隐蔽工程,如果发生浇筑质量事故,将需要巨大人力物力以及财力才能进行补救。
2 泥浆护壁成孔灌注施工中常见的质量问题2.1 钻孔倾斜钻孔偏斜是指钻孔不直,在垂直方向上出现孔位偏移或者较大的孔身倾斜现象,导致钢筋笼不易吊进,从而造成灌注桩的承载力不能与设计要求相符,致使在灌注桩顶部出现附加压力。
造成这种钻孔倾斜的主要原因包括:(1)灌注桩架固定不牢,钻杆骨架垂直度不足,钻机磨损严重,钻机部件紧固不良,或钻杆弯曲变形,接头弯曲。
(2)土质层软硬度不均匀,致使钻进时受力不均。
(3)在使用钻机进行钻孔的过程中,有的时候会遇到没有做好处理的倾斜的基岩或者体积较大的石头,另外在不同大小的砂卵石层中进行钻进,导致钻头所受到不均匀的阻力,这便导致钻头出现偏斜。
2.2 钻孔坍塌钻孔坍塌现象时在进行钻孔的过程中所出现的壁孔土层发生大小不同程度坍塌的现象。
在钻孔的过程中,一但發生孔口突然出现冒气泡的现象,或者是出现泥浆面突然发生急剧下降的现象,就说明某些位置出现坍塌现象,此时,会伴随出渣量明显增加的现象,但是钻头却不见进尺,也会发生钻机的负荷量明显加大,泥浆泵压力急剧升高,此时会出现泥浆泵憋死的现象,导致钻孔施工工作无法继续进行,另外,有时候也会出现钻头脱落,钻头被掩埋在钻井内部的等险性事故。
泥浆护壁成孔灌注桩易产生的质量问题及防治措施(1)断桩防治措施: 1 桩孔成孔后,必须认真清孔。
冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定。
冲孔后要及时浇筑混凝土,避免孔底沉渣。
2 浇筑混凝土前要认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次浇筑孔段的混凝土需要量。
特别要注意到基岩中的孔径扩展情况,避免首次浇筑量不足。
3 首次混凝土浇筑量要满足把导管下端埋住0.8m以上的要求。
4 首次在浇筑时,在1-2斗投料需采用水泥砂浆,并尽量做到一次性灌入孔内。
5 浇筑导管口径下限应控制在200mm以上。
导管下端应尽量光滑。
其连接处要加放密封圈,防止泥水浸入。
导管使用前要进行清洗,除掉污垢和残渣。
导管下端应距孔底0.5m。
导管内水泥隔水塞应加放橡皮板,以增强隔水效果。
6 混凝土配合比应合理,应严格控制在其坍落度(一般控制在16-20m为宜)7 在地下水丰富的地段,事先要用套管或水泥进行止水处理,止水成功后方可浇筑混凝土。
8 在浇筑过程中应避免停水、停电。
9 绑扎水泥隔水塞的铁丝,严格折断。
10 根据导管内外混凝土的上升高度,合理掌握导管的拆卸长度,在正常情况下应保持导管下端被埋2-3m,切勿拔起过多。
在浇筑混凝土过程中,要定时测量导管内外混凝土的深度,并绘制曲线,以监视断桩是否出现。
在正常情况下,导管内外混凝土界面的距离是开始大,然后逐渐减小,最后重合。
若发现管内外混凝土浇筑曲线距离拉大,并且导管外混凝土曲线变平,而管内混凝土曲线变陡,则是断桩预兆,应查明原因,尽快处理。
(2)孔壁坍落防治措施:1 在松散砂土或流砂中钻进,应控制进尺,选用较大密度、黏度、胶体率的优质砂浆。
2 将护筒的底部贯入黏土中0.5m以上3 成孔速度应根据地质情况选取。
4 如地下水位变化大,应采取升高护筒头,增大水头,或用虹吸管连接等措施。
5 从钢筋笼的绑扎,吊插以及定位垫板设置安装等环节均应予以充分注意。
6 如孔口发生坍塌,应先探明坍塌位置,将砂和黏土混合物回填到坍孔位置以上1-2cm。
浅谈岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策
摘要:随着经济的发展和社会的进步,人类社会所消耗的矿产资源越来越多,为了缓解资源短缺,向地表更深处开采矿产是一种有效的措施。
深层地表矿产的勘探开发对钻探技术提出了更高的要求,随着钻孔的不断加深,钻孔内部也变得更加复杂,施工难度也越来越大,而岩心钻探水泥注浆护壁技术更加显示出它的重要作用。
文章首先全面的分析了岩心钻探遇到的问题,接着深入探讨了钻探水泥注浆护壁技术,最后文章还提出了相应的防塌措施,希望能够引起人们对这一研究的进一步关注,能够对实践起到一定的指导作用。
关键词:岩心钻探,冲洗液,水泥注浆,护壁防塌
Abstract: with the development of economy and the progress of the society, the human society the consumption of mineral resources is more and more, to alleviate the shortage of resources to the surface deeper mining mineral is a kind of effective measures. Deep surface to the exploration and development of mineral of drilling technology put forward higher request, with the deepening of drilling, drilling interior also become more complicated, difficult construction also more and more large, and core drilling cement grouting technology more applied shows its important role. This article first a comprehensive analysis of the core drilling problems, then discuss the drilling cement slurry-supported grouting technology, finally the paper also puts forward corresponding measures to prevent the collapse, the hope can cause people to the further attention, can play a role in guiding the practice.
Keywords: core drilling, rinses, cement grouting, the slurry-supported collapse
一、引言
随着经济的发展和社会的进步,人类社会所消耗的矿产资源越来越多,尽管我国倡导构建资源节约型、环境友好型社会,然而,人与自然资源的矛盾仍然比较突出,很多矿产资源因为过度开发,几乎将要濒临枯竭。
为了保障经济社会的可持续发展,有必要向地表深处进行矿产资源开发,这就对钻探技术提出了更高的要求。
为了保证钻探施工的顺利进行,钻探技术不仅要能够满足在复杂地层进行施工的要求,同时还要做好岩心钻探泥浆护壁防塌工作。
二、岩心钻探存在的问题
岩心钻探是一种常用于固体矿产地质勘探的手段,他在矿物的勘探、开发中起着重要的作用。
对于复杂地表的深孔钻探而言,岩心钻探存在着一些问题与不足,总的来说包括以下几点。
1、孔内事故增多。
随着钻孔的不断加深,孔内钻杆的不断增长,摩擦阻力就会的不断增加。
而对绳索取心钻探来说,一方面,它加大了钻机的负荷,加快了钻杆的磨损;另一方面,它还增大了提高转速的难度,容易引发孔内事故,如钻杆断裂的发生。
2、钻头寿命缩短。
复杂地表的深层钻探使得准确控制钻压变得非常困难,有些时候,由于接头的密封欠佳,钻杆便容易产生泄露现象,难以保证冲洗液全部送到孔底,这样一来形成了假循环现象,导致钻头微烧,从而缩短了钻头的使用寿命。
3、钻进效率降低,施工成本增高。
在复杂的深层地表施工中,钻孔难度增大,施工周期变长,如果忽视采取护壁措施,就会导致孔内事故增多,进而降低了钻进效率,增加了施工成本。
4、护壁难度增大。
在复杂的深层地表进行钻探时,地表越复杂,钻孔越深,则施工时间也就越长,这样一来容易造成孔壁失稳。
而在深层地表,护壁也变得越来越难。
三、岩心钻探对冲洗液的要求
在钻探过程中,冲洗液的作用是不言而喻的,而在深层复杂地表的钻探中,冲洗液的作用更加突出,解决岩心钻探过程中存在的问题必须有冲洗液的帮助。
在施工实践中常常使用的是金刚石的绳索取心钻进,为了顺利施工,取得最佳的钻探效果,岩心钻探要求冲洗液具备以下几个方面的性能。
1、良好的润滑性能。
具有良好润滑性能的冲洗液粘附系数小,能够有效的降低摩擦阻力和回转阻力,并且可以避免卡钻,粘附等现象的发生,这样一来,材料消耗和动力消耗便会相应的减少,钻具的使用寿命便会相应的得到延长。
2、良好的护壁性能。
冲洗液不仅具有吸附孔壁和粘结孔壁的作用,还具有较强的造壁性和较低的滤失量,这样使得在钻具上使用冲洗液后会形成薄泥皮,这种薄泥皮具有很强的韧性,能够有效的保证孔壁的稳定性。
3、能够防止钻具结垢。
由于钻具结垢会影响内管打捞,这就要求冲洗液必须能够防止钻具结垢。
具备极细分散性和良好流变性的冲洗液能够清洗掉钻具的结垢,使钻具的结垢彻底的消失。
4、其它性能。
除了以上几种性能之外,岩心钻探还要求冲洗液具有良好的冷却钻头性能、清洗孔底性能、携带岩粉性能。
此外,还要保证冲洗液的切力、粘度、动塑比的适中等等。
四、岩心钻探水泥注浆护壁方法与注浆原理
1、方法。
在深层复杂地表的钻探中,会遇到不同的地层,有些钻孔所处的地层是断裂蚀变带,岩层的厚度大,甚至会出现断裂现象、节理发育、裂隙发育等情况。
而岩体会出现碎块状、胶结很差甚至相互之间不能胶结的情况,这样的结构会给钻进带来很大的困难,有些时候还会发生无法钻进的情况。
因此,要想在钻探过程中解决冲洗液漏失和钻孔坍塌掉快问题,有必要采用高强度材料来做护壁堵漏。
在实践中,较为常用的是采用注水泥浆进行护壁堵漏,经过实际运用,证明它的防塌效果十分显著。
2、原理。
用水泥浆进行护壁堵漏的原理如下:水泥浆注入到破碎岩层后开始沿着空隙裂隙流动,然后沉淀并固结,进而填充裂隙与胶结碎裂岩块,最终形成一个整体,从而起到护壁堵漏的作用。
五、岩心钻探水泥注浆护壁防塌的措施
1、注浆前的措施。
堵漏时,坚持冲孔;护壁时,坚持扫孔到底,保证清除孔内岩屑并检查钻具通畅。
在注浆前要在孔内压入一定量的水,然后根据压水漏失量来确定出注浆泵量与泵压以及浆液的起始浓度等。
2、注浆过程的措施。
在注浆前需要把钻具提出,下入钻杆及注浆装置,并把钻杆提离孔底或架桥处0.3~0.5米。
在注浆前向孔内注入一定量的清水,而后进行注浆,注入水泥浆液的浓度应由稀至浓,注浆过程中应该仔细观察注浆泵上的压力表。
如果压力上升比较慢或不上升,则表明岩石裂隙较大,应适当加大浆液浓度,使压力上升。
如果压力表指针突然上升,则有可能出现堵管现象或者是受注层裂隙太小所致。
这时需要停下注浆工作,对注浆管路进行检查,排除故障后再进行注浆工作。
需要注意的是,当压力略微高于或者是达到设计终压时便可以结束注浆。
此外,在注浆结束之前,可以将一定量的水注入孔内,用来清洗注浆钻杆。
3、注浆后的措施。
注浆结束后,需要将注浆装置拆除,在拆除前,应该注意需要等到泥浆泵的压力表指针指向零的时候才能进行拆除。
拆除装置之后,需要把注浆钻杆提于地面之上,等待注浆凝固。
一般来讲,水泥浆的养护时间为二十四小时便可以扫孔,不能太长,也不能太短,扫孔结束后便可以进行压水试验。
如果返水正常就说明注浆成功,如果不能正常返水,则说明注浆还有欠缺,需要再进行一次注浆,直至注浆成功。
六、结束语
在实际运用中,除了水泥注浆护壁防塌的方法之外,还有其它多种方法广泛的运用于钻孔实践中。
对于深孔钻进而言,泥浆的性能显得十分重要。
低粘度、低密度、低失水、低切力、高分散的泥浆不仅可以提高孔壁的稳定性,还能够提高钻进效率,此外,它还能够有效的防止结构在钻杆内部出现。
而泥浆护壁堵漏具有多方面的优点,比如原材料来源广泛、结石强度较高、灌注工艺简单等等,正因为具有这样的优点,所以它在井壁加固、塌陷防止等方面的应用较为广泛。
也正因为如此,水泥注浆方法成了岩心钻探泥浆护壁防塌的重要技术手段之一,实践也证明,该种方法效果明显,值得应用和进一步推广。
参考文献:
[1]孙丙伦,陈师逊,陶士先.复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术探讨与实践[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2008(05).
[2]刘康平.试论岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策[J].河南科技,2010(8)
[3]林文彬.护壁堵漏水泥浆的改性与灌注问题的探讨[J].西部探矿工程,2009(08)
[4]白先祥,唐维森,李建波.SM-KHM超低固相泥浆在钻探施工中的应用[J].西部探矿工程,2010(02)。