岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实际应用研究

赣北地质工程勘察院，江西 九江 332000

1 岩溶地区岩土工程勘察的特点与要求

分析岩溶地区岩土工程勘察特点与要求有助于工作人员在思维层面形成正确的认知，准确把握技术应用的要点，确保岩溶地区岩土勘察相关工作的有序开展，避免出现技术应用误区。岩溶地区开展岩土勘察的根本目的在于系统掌握岩溶发育的基本规律，明确岩溶空间分布情况、整体规模以及分布密度。相关部门以及开发主体可以借助于岩溶地区岩土勘察获取的各项数据，在较短的时间内，对岩溶地区开发的可行性、危害性进行预估，避免了岩溶地区的盲目开发，减少了生态破坏、塌陷等相关情况的发生。考虑到岩溶地区的地质环境极为复杂，为保障岩土勘察工作的顺利进行，整个勘察工作对于技术要求较高，需要根据岩溶地区的实际，制订相应的岩土工程勘察技术方案，对勘察设备选型、钻探工艺选择等方面的工作，确保勘察技术优势的充分发挥。

2 岩溶地区岩土勘察钻探技术

2.1 泥球护壁结合套管技术

泥球壁结合套管技术其主要用于对岩溶洞地区裂缝漏浆问题的勘察、分析。其技术原理在于工作人员通过操控一定的设备，向钻孔内填充湿黏土球，在填充过程中，钻具来回运动，将土球压实，浆液填充岩溶裂缝。这种处理方式使土球在外力作用下，逐步进入岩溶缝隙的内部形成一层泥浆；泥浆形成后，工作人员需要对泥浆进行检视，一旦出现部分孔隙未被泥浆覆盖的情况，应及时进行反馈，进行二次填充处理。确保泥浆完全形成后，工作人员使用钻具对缝隙进行扫孔处理，让泥球能够深入孔隙内部，经过多次反复扫孔处理，最终在孔隙外部形成泥壁，达到裂缝回填的目的。泥球护壁结合套管技术能够在较短的时间内，快速掌握裂缝发育情况，并且在多次填充的过程中，工作人员可以根据填充的体量、次数，评估岩溶地区裂缝漏浆的基本情况，为后续岩溶地区的开发提供了数据参考，明确了开发环节中岩溶裂缝处理的基本要求。考虑到泥球护壁结合套管技术的应用场景，工作人员需要认真做好黏土配备工作，在配备环节，应确保黏土的塑性与黏结性较大，并具有较强的耐冲洗能力，只有这样才能够充分完成填充任务，实现对岩溶地区裂缝发育情况、可填充性的准确评估。

2.2 多层套管护壁技术

多层套管护壁技术作为现阶段成熟的岩土勘察钻探技术手段，其主要通过跟管钻进的方式，降低钻探勘察的难度。具体来看，工作人员首先使用小径超前钻进的方式，在短时间内，扩大钻探半径，完成小径超前钻进任务后，通过大径扩孔的方式，扩大钻孔的尺寸，多层套管护壁技术通过多次变径，能够降低钻进的难度，并且准确记录钻进过程中各个地质结果的基本数据，帮助工作人员更加全面、系统地掌握有关情况。在多层套管护壁技术应用过程中，为保证钻探勘察的有效性，工作人员需要提前进入施工区域，分析勘察区域的岩土地质数据，准确掌握钻探的深度，并借助过往经验，对钻进深度范围内可能存在的溶洞数量做好估算；根据估算结果，工作人员可以针对性地进行套管程序的设置，提升整个多层套管护壁技术应用的针对性。在多层套管护壁技术的应用过程中，工作人员需要使用直径为75mm的金刚石单动双管设备进行钻探，当遭遇溶洞地质时，工作人员提取钻探设备，抽取岩芯，然后换用直径为146mm的合金钻具，继续进行扩孔操作，当到达溶洞底部后，使用直径为146mm的岩芯管作为二级套管，并将其预留在钻孔内，完成上述换装后，采用跨级换径的方式，继续进行相关工业，从以往施工经验来看，这种处理方式，操作难度低，能够有效防范钻具卡顿等故障的发生。

3 岩溶地区岩土勘察钻探技术应用方案

3.1 岩溶地层钻探技术应用方案

岩溶地层钻探技术在实际应用之前，工作人员需要从实际出发，结合岩溶地层的地质、水文以及气候等基本情况，认真做好钻探技术设备及相关配套材料的准备工作。例如在岩溶地层钻探勘察过程中，可以使用XY-100等较为成熟的液压钻机设备，通过灵活调整钻具的口径大小、规格体量等参数，确保整个勘察钻探工作的顺利开展。以某建筑工程为例，其建筑项目开发区域，位于岩溶地层区域，地质结构的稳定性和承载能力相对较差，为确保建筑工程开发项目的顺利进行，施工单位组织人员，按照《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB 50021—2001）、《岩土工程勘察报告编制标准》（CECS 99—98）、《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72—2004）、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）等技术规范，认真组织开展岩溶地层的钻探工作。考虑该地区的实际情况，在钻探过程中，采用无泵回转钻进和正循环回转钻进的方法施工，从最终的效果来看，钻探技术不仅实现了对90%的岩芯采取，还实现了对岩溶施工区域地质情况的全面掌握，为后续开发、施工活动的开展奠定了坚实基础。

3.2 软土层钻探技术应用方案

岩溶地区软土层的勘察钻探过程中，由于软土含水量较大，因此钻进速度较快，但是如果没有采取相应的防护举措，势必造成掉钻情况的出现。在这种情况下，工作人员可以选用泥球护壁结合套管技术，认真做好填充工作，通过填充对软土层的可塑性进行提升，在保证软土层钻探有序进行的同时，保证了钻探数据的准确性。以某岩溶地区建筑开发项目为例，在施工活动开展支出，组织人员在施工区域，分别进行14个位置的钻探，获得岩溶溶洞数据，如表1所示。

表1 岩溶溶洞统计表 单位：mm

由表1可知，层厚最大值为1.80m，最小值为0.50m，平均值为0.73m；层顶高程最大值为7.00m，最小值为-2.70m，平均值为0.90m；层底高程最大值为6.40m，最小值为-3.30m，平均值为0.17m；层顶深度最大值为21.20m，最小值为13.50m，平均值为18.81m；层底深度最大值为21.80m，最小值为14.10m，平均值为19.54m。

3.3 砂卵石层钻探技术应用方案

对于砂卵石层，在勘察钻探过程中，如果砂卵石的厚度较小，工作人员可以直接使用泥浆护壁回转钻探技术方案进行勘察钻探，以此获取岩溶地区的基本地质情况。但是当砂卵石厚度较大的情况时，应使用多层套管护壁技术，借助多层套管护壁技术的技术优势，在不产生过多扰动的情况下，快速开展钻探工作，确保在较短的时间内，准确掌握砂卵石层的有关数据，帮助工作人员更好地评估岩溶地区的地质情况。考虑到砂卵石含水量较大、密实度较低的情况，在实际钻探过程中，工作人员应做好相关防范举措，避免塌落情况的出现。

4 结束语

文章通过对钻探技术的合理化选择，稳步提升勘察工作的有效性，使工作人员能够在较短的时间内，快速掌握岩溶的分布、发育情况，进而完成对岩溶结构稳定性的准确评估，为后续岩溶地区的开发与保护提供参考。