工程地质钻探技术要求Word文件下载.docx
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10、采取的岩芯、土、水样，应具有代表性。
同类地质条件岩土试样数量，应知足有关规定的要求。
三、钻探实施进程和要求
（一）、钻探的前期预备
铁路工程地质钻探一个重要特点确实是战线长、涉及工程类型多、地层复杂多变、地形地貌转变大、工作条件和场地条件多有不便、技术和质量要求高等。
正因为铁路工程地质钻探的这些固有特点，对咱们进场前的预备工作就提出了很高的要求。
比如易损件的备料。
平常弄工勘很容易配到的皮带、齿轮等等，一到了山区、边远农村就都成了紧俏物质。
铁路一样通过的地域往往确实是老、少、边、穷地域，因此要重视易损件的储蓄，要足量储蓄，以避免误工期。
再比如工期要求和工点散布。
工期要求紧、工点散布散，必将要多上钻机，如此又要考虑综合效率问题，也确实是本钱问题。
因此要综合考虑每台钻机在特定地形条件和工作环境条件下的进尺效率和总工作量的关系。
凡是弄过铁路工程地质钻探的单位都是有体会。
还有交通工具。
一是要考虑到道路条件，工作场地都是乡村便道，若是咱们现场都是大卡车，显然是到不了孔位的。
必然又要转运、又要人力搬运，劳民伤财。
二是要有合理的数量和位置配置，一个机组移孔，若是抬几百米，乃至一、二千米平地他都能够忍受，可是若是二个孔之距离了一座山，尽管直线距离只有几百米，如用人工转移，显然是浪费劳力。
工效也可不能高，因此有一个合理调度的问题。
还有与钻探本地政府和居民和谐的问题，也确实是占地和青苗补偿问题，在那个问题上咱们是吃过很多亏的，花了钱不说，还延误工期，有时还会引发冲突事件。
前期策划是项目部的重要工作，各类各样的现场问题你在策划时必然要考虑全面，必然要把工作做深、做细、做透。
如此才能保证本钱操纵，才会有效益。
下面我将前期预备工作作了个粗略统计，列为一个表
开钻前的预备工作（表1）：
操作项目
标准
具体要求
1、设备选型机具准备
钻探设备应根据工程地质和水文地质勘探目的、要求和地质条件、施钻方法、钻孔结构等因素选择,并应比较设备的经济效益。
1、了解本工点的最大孔深要求数值，地形条件（钻机重量对搬运的影响）等，根据任务确定机型设备；
2、根据工期要求和工点分布确定进场钻机的数量。
3、本工点的地层条件、取样及孔内试验等钻探技术要求；
确定携带钻具、取样器、管件等的规格、数量。
4、根据水上钻孔数，孔深及水深、流速；
确定水上钻探平台的构建方式（租船、扎排、筑岛等）
5、了解工点的行政位置交通状况。
准备交通工具的数量和规格
6、在城市、道路等位置的钻孔，还要准备泥浆的配制与净化设备。
7、钻机备用件的配置；
钻进有关工具准备；
8、记录用具：
花杆、皮尺、钢尺、算盘、计算器、测钟、钟表、夹子等的检查准备；
9、取样工具：
取土器、蜡锅、刷子等的检查准备；
10、孔内试验仪器，如标贯器的检查准备。
11、水位、水量、水温测试仪器的检查准备。
12、柴油机、发电机、水泵等磨损件的检查配备；
13、检修工具的准备；
14、钻进辅助工具的准备。
2、材料准备
能满足钻探需要
1、水上钻探器材；
2、水管、抽水机等送水器材；
3、劳保、安全及其它器材；
4、棉纱、膨润土、PW植物胶…与钻进有关材料准备；
5、原始记录、竣工报表、钻探记录等记录表格、铅笔等记录用品；
6、纱布、石蜡、土样盒、标签、水样瓶等取样用品及送样用品；
7、机油、柴油、汽缸油等油料准备。
3、工艺准备
能按规定的工艺操作
1、组织全组人员学习“钻孔任务通知书”；
2、组织全组学习任务书规定的钻进工艺知识；
3、学习并掌握规定工艺对记录工作的要求；
5、学习并掌握《勘察细则》。
4、现场踏勘
了解现场确定驻地
1、了解工点、孔位的环境条件：
地形、地质、水源及施钻条件；
2、道路交通状况、工点、孔位可通行什么车辆；
3、为机组找房子、驻地条件等。
5、机具搬迁和场地平整
安全
1、台面坚固平坦，常用场地面积为8m×
4m、10m×
7m、11m×
8m。
2、绕避地上、地下障碍物。
7、竖架安装及校正
稳固对中水平
统一指挥立架，安装钻机；
对中和水平的校正；
下面就场地、基台修建和设备安装、拆卸、搬迁的具体要求明确一下：
（1）场地应依照钻孔位置、钻探设备、安装方式、地基面积、地形条件等因素确信。
经常使用处地面积为8m×
4m,10m×
7m,11m×
8m。
（2）场地修建应符合以下规定:
场地必需躲开高压线和阻碍塔架起落的障碍物。
钻孔位置必需躲开地下电缆、煤气和给排水管线等设施。
场地地基必需平整、稳固、水平,能经受重载、动载和应急起重等全数荷载。
在斜坡上修建场地填方面积不该大于整个场地面积的35%,原地面应挖成台阶,填土应分层夯实。
在松软地层上修建场地应采纳抛片石、打桩、搭井字枕木架等方式。
枕木架必需用扒钉钉牢,上铺木板的厚度不得小于4cm。
基台应设置卧枕,并用螺栓与机座连接。
卧枕的规格和数量依照机型确信。
在河滩或山谷中修建场地,基台纵向应与水流方向平行。
在洪水、暴雨季节,应有防护方法。
在陡崖、陡坡下修建场地,必需清除上方的活动块石,确实危险而又无力处置时,应与地质人员研究,设法躲开或采取平安方法。
场地应少占农田,爱惜农作物和树木。
（3）安装、拆卸塔架应符合以下规定:
塔架配件齐全无损。
各部连接的螺孔,必需用原规格螺栓拧紧。
装后应进行检查。
安装、拆卸塔架时,严禁上下同时作业。
塔上工作人员所用工具和零件应装入工具袋或用绳索捆牢。
塔下除接、递料者外,严禁其他人员停留。
安装或拆卸塔架如遇雷电及六级以上风力时必需停止工作。
安装A型塔架时应先将两脚与机座连接,然后按顺序安装各部件。
用卷扬机竖立塔架时，制动抱闸、钢丝绳、结扣应牢固,靠得住,钻机底座尾架必需负重,专人把握后支撑,塔架起落范围内不得有人。
当塔架起至80º
时应即时停止,再用,人力调整,将后支撑固牢。
塔架绷绳必需连接牢固,绷绳的规格和数量应依照塔架类型、高度确信。
绷绳的仰角不得大于45º
。
A型塔架整体倒放时操作应谨慎、缓慢、平稳,用卷扬机倒放时严禁猛放、急刹制动抱闸。
（4）机械安装与拆卸应符合以下规定:
机械安装应使机座水平、稳固。
车装钻机的车身必需稳固地座落于基台上,车轮不得受力和转动。
安装和拆卸机件时，不得用锤直接敲击。
连接螺栓必需对称拧紧,管路连接必需密封靠得住。
各零部件应按规定安装齐全、完好。
钻孔中心、钻机立轴轴线和天车前轮的轮缘切点三者必需在一直线上。
电器设备,照明设施应放在干燥、清洁的地址,严防油、水和杂物侵入;
电器的引线必需绝缘,接地必需靠得住。
装、拆机械时发觉有损坏或磨损过限的零件,应改换。
拆卸机械时应按机械结构有顺序地进行,液压钻机的油路系统元件除连接油缸的接头外,不宜拆动。
拆下的仪表、螺帽、销子等应妥帖保管。
拆卸后机械上露出的油孔、水孔必需爱惜好。
在斜坡上安装水管、风管，应自下而上,拆卸应自上而下地进行。
（5）机械搬迁应符合以下规定:
钻机塔架必需先拆卸后搬运。
搬运机械时捆绑绳索必需牢固,受力应均衡,停放应平稳,对易损部件应妥帖爱惜。
汽车搬运机械设备时必需捆绑牢固,并严格执行公路运输有关规定。
火车搬运机具设备时应装箱牢固,避免晃动。
电瓶内的电解液必需倒净。
在搬运或装卸进程中严禁将机具或料具由高处向下抛掷。
（二）施钻进程
一、岩芯采取率的阻碍因素
岩芯是取芯钻探的直接功效，是进行地质研究的重要依据。
岩芯采取率也是判定一个钻孔是不是合格的要紧指标。
通过对岩芯的分析研究，能够了解不同地层的埋藏深度、厚度、产状、地层散布规律和不良地质的发育情形。
因此提高钻孔岩芯采取率是达到上述目的的关键。
在生产中常常有如此的现象，通过尽力，岩芯采取率从数量上尽管达到了质量指标的要求，但由于各类缘故，岩芯的结构被破坏，成份被污染；
或岩芯虽完整，但选择性磨损较严峻，其中较软的成份被丢失了。
如此的岩芯尽管在数量上达到了要求，在品质上并无真正的代表性。
严格意义来讲，如此的钻孔仍然是质量不合格的。
有一次，在赣龙线检查钻探质量，一个机组请我确认他们的岩芯定名是不是准确，他们定名是花岗岩的风化层，仍是极严峻风化。
我一看那个岩芯，就急忙夸奖他们，你们水平真高，我全然就不明白你们所说的这些有什么依照，仍是重钻吧。
什么缘故呢，因为他们取上来的东西却是很多，但全然就不能叫岩芯，都是碎石子，土都被水冲走了，那样的钻孔我要他有什么用。
因此只有维持了岩芯的完整度、纯洁性，即维持了岩芯的品质的岩芯采取率才是真实的，如此采出的岩芯才是有地质意义的岩芯。
下面咱们分析一下阻碍岩芯采取率的因素。
阻碍岩芯采取率与代表性的因素是多方面的，但归纳起来，可分为地质因素，钻进方式与规程，钻具结构，操作技术，组织治理和规章制度。
（1）、地质因素
岩土的物理机械性质（硬度、胶结性、脆性和酥性、松散性与浮游性等）和岩层的结构、构造等对岩芯采取都有阻碍。
组成岩石的矿物硬度和岩石的颗粒与颗粒间的胶结硬度假设是相差差异，那么对岩芯的采取率和完整性是有阻碍的。
胶结差的岩石易被钻具的回转震动而破碎，脆性和酥性岩石其组织结构极易破碎，松散性与浮游性地层易被冲洗液冲洗、冲散和流失。
岩石的节理、片理、裂隙发育或岩层倾角较大的地层，岩芯受震后易被破碎、断裂、岩芯堵塞互磨。
受构造错动或风化破碎带尤其易震动、冲洗。
同时，这种地层还带来护壁困难，而护壁不行，反过来又严峻阻碍了岩芯的采取。
地质条件是客观存在的，但咱们能够通过主观尽力，采取有效方法，适应地质条件、试探规律减少或排除客观因素的阻碍，以提高岩芯采取率。
（2）、钻进方式与规程因素
在同一地层用不同的钻进方式，其岩芯采取效率是不同的，这是因为目前岩芯钻探经常使用的几种钻进方式其破碎岩石的缘故虽有不同，但大体上都是在轴心压力与回转力矩作用下通过切削具尅取破碎岩石的，能够以为整个钻进进程，是产生岩芯的进程，同时也是破坏岩芯的进程。
而钻具与孔壁的间隙愈小、钻具导向性能好、回转平稳和震动小的钻进方式，对岩芯的机械破坏作用就愈小。
岩芯的采取率就愈高。
比如在硬岩层中金刚石钻进掏出的岩芯就完整，采取率高。
但在钻进松软岩层，由于岩粉多，钻头冷却成效差，钻效就不如合金钻头。
适合的钻进方式，还需要有适当的钻进参数配合，才能收到好的成效。
而钻进参数本身，对岩芯的采取是有其阻碍。
第一钻压，孔底压力过大，给进不均，关于钻进松软、粘性大的地层，那么有糊钻、岩芯堵塞自磨，或烧灼变质，严峻者还会引发烧钻事故；
关于钻进硬岩层那么易使钻头变形，岩芯堵塞磨损。
同时，压力过大还增加了钻具的弯曲和摆动，从而加重了对岩芯的机械破坏，孔底压力不足，那么进尺缓慢，增加了岩芯受破坏作用的时刻；
由于压力过小，等于“吊起”钻进，钻头摆动加重，离心力增大，易将岩芯柱震断造成岩芯堵塞磨损的机遇。
第二转速，钻具与孔壁间隙大的钻进方式，钻进时转速愈快，钻具受离心作用大，其振动、摆动亦越大。
对岩芯的破坏作用亦加重。
间隙小、导向好，转速快有利于提高钻速，亦缩短了岩芯受破坏作用的时刻。
再次冲洗液量，冲洗液量大小的选择，应依照地层条件和钻进方式，钻速高低、排粉的需要、孔壁的爱惜、和岩芯的保全、免遭冲洗等酌情选择。
回次进尺的时刻和长度对岩芯的磨损也有阻碍，其阻碍的程度，要视地层情形而定。
按规程，回次进尺最多以2～3米为宜，确实是为了尽可能减少太长的回次时刻和进尺对岩芯的阻碍
表工程地质钻探回次进尺长度
岩层
回次进尺（m）
粘性土
～
薄层粘性土与薄层砂类士互层
~
砂类土
泥浆钻进～
跟管回转钻进～
碎石类土
双管钻具钻进~
无泵反循环钻软质岩石~
无泵反循环钻破碎岩石~
冻土
软土
黄土
钻进取芯时~；
取原状土时,1m三钻,第一钻~,第二钻~,第三钻取样
膨胀性岩层
滑动面及重要结构面上下5m
预计滑动面及其以上5m范围小于或等于
重要结构面上下5m为~
软硬互层、软硬不均风化带及硬、脆、碎基岩
较完整、轻微风化基岩
完整基岩
<
（3）钻具结构因素
钻头的结构应有利于钻头工作平稳、钻效高、有利于岩芯的进入和爱惜，减少堵塞、磨损的机遇，卡取岩芯方即靠得住为原那么。
钻头结构要紧操纵部位是合金的镶焊质量、水口大小和形式、钻头内锥度等。
岩芯管的结构形式单管双管、单动双动等对岩芯采取的阻碍。
取土器的结构形式等，这些大伙儿都比较熟悉，就不多说了。
（4）操作技术
卡芯方式与操作，是取芯的最后一道工序，即便钻速高，岩芯保留完好，若是卡取不上或半途脱落，必将前功尽弃。
在用干钻法或双动双层管取芯时，把握不妥，会使岩心严峻挤压或烧灼变质。
还有岩芯堵塞问题，除地质等因素引发外，操作方式不妥，也是重要一环。
比如在我院办公大楼的基桩取芯验桩钻探中，要求取一截20公分以上的芯做力学实验。
结果钻探单位把一根桩都快钻透了，竟然就没有取上一截够20公分的混凝土，结果勘探单位和施工单位就干上了，施工单位说勘探单位水平差，勘探单位说施工单位偷工减料。
其结果：
钻探是用的单管金刚石钻进，卡芯应加卡簧，而司钻钻个5公分10公分就活动一下钻具。
试想，当活动钻具的时候，岩芯管下面的卡簧不起一点作用。
自然取不上完整的岩芯了。
后来不活动钻具，结果就掏出一截50公分的完整岩芯。
因此操作技术也是一个很重要的因素。
（5）组织治理与规章制度
组织治理与规章制度不单单是阻碍岩芯采取的因素，也是阻碍整个钻探工作的重要因素。
有一个很典型的例子，湖南408地质队98年在宜万线一个隧道钻探中，因为规章制度不健全，交交班不明确，造成超钻，结果一个600米深的钻孔打了二年半才完成。
二、提高岩芯采取率的方法
了解了岩芯采取率的阻碍因素。
咱们工作的重点就应从这些因素入手，采取方法保证钻探质量，使获取的原始资料真实靠得住。
依照《铁路工程地质钻探规程》的要求各类地层的岩芯采取率如下表2
回次进尺采取率（%）
土
类
≥90
≥70
≥50
基
岩
滑动面及重要结构面上下5m范围内
风化轻微带（W1）、风化颇重带（W2）
风化严重带（W3）、风化极严重带（W4）,构造破碎带
≥80
提高岩心采取率的方法要紧有：
（1）设备方法：
选择适宜的钻头、取芯工具是保证岩芯采取率的前提。
比如金刚石钻头，有高温烧结的和低温电镀两种工艺，因为金刚石的性质决定了它不能经受高温，高温烧结金刚石钻头是在800～1000º
C的条件下成型的，此刻有靠得住资料证明，钻头中的金刚石有些是被烧炸裂了乃至表层炭化了。
而且这种钻头的自磨性（自出刃）远远赶不上电镀金刚石钻头。
电镀金刚石钻头由于工艺、配方各个厂家都是保密的，有些厂家乃至偷工减料，因此在挑选时也要当心。
下面列出了一个取心方式和取心工具选择表：
序
取芯钻具名称
钻进方法
卡芯方法
适用岩石
1
活塞闭水接头单管钻具
硬质合金
干钻
粘性土,软土,中、细、粉砂及互层
2
普通单管钻具
硬质合金、钢粒
卡料干钻
完整基岩,粘性土
3
投球式单管钻具
粘性土,砂类土,松软至较软页岩、砂岩
4
活动分水投球接头单管钻具
品岭土,泥页岩,粘性土
5
普通双动双管钻具
松散、怕冲刷、易拥塌岩层
6
活塞式双动双管钻具
怕污染的岩盐、拥盐等岩层
7
441双动双管钻具
沉淀
中等硬度以上的硬、脆、极碎层、碎石类土
8
爪筒式双动双管钻具
爪筒爪取
稍硬至中硬多裂隙、节理发育,硬、脆,碎.无胶结性岩层,碎石类土
9
隔水单动双管钻具
岩芯提断器
软至中硬破碎,节理、层理发育,酥脆易流失,怕震,怕磨的岩层
10
活塞式单动双管钻具
软于中硬松散、粉状、节理发育、怕污染岩层,粘性土及软粘土
11
活塞压卡式单动双管钻具
卡簧
较软至中硬较完整,节理发育,呈纤维状的岩层,如白云岩,石棉等
12
球夹压卡式单动双管钻具
较软至中硬较完整,节理发育,呈纤维状的岩矿层,如蛇纹石化白云岩,石棉等
13
爪簧式单动双管钻具
软于中硬,软硬交替频繁薄互层,以硬为多,极软,塑性,易冲蚀的蛇纹岩等
14
YN-7型单动双管钻具
软于稍硬,硬软交替频繁互层,以软为多,断层多的岩层
15
开口式无泵钻具
沉淀干钻
软于中硬,松、软、怕冲、溶蚀岩层,粘性土,砂类土,碎石类土
16
简易无泵钻具
17
弯管型喷射反循环单管钻具
硬、脆、碎、节理发育的岩层
18
弯管型喷射反循环双动双管钻具
较软至中硬松散、碎、脆、易磨损岩层
19
分水接头型喷反单管钻具
硬质合金、钢7性l
20
分水接头型喷反双动双管钻具
较软至中硬松散、脆、碎、易磨损岩层
21
分水接头型喷射单动双管钻具
片理发育、、酥脆、易碎呈粉状岩层
22
金刚石单管或双管钻具
金刚石
较软至最坚硬基岩,漂石,碎石类土
（2）工艺方法：
钻探方式应依照工程要求、岩石的物理力学性质、地质构造特点、岩石的可钻性和技术经济合理性等因素选择。
工艺方法的选择还要与所选择的取芯工具相适应。
类别
硬度
代表性岩土
I
松软、松散的
软塑的粘性土、有机士（淤泥、泥炭、耕土），含硬杂质在10%以内的人工填土
Ⅱ
较松软、
松散的
可塑的粘性土、粉土,软塑的粉土,新黄土,含硬杂质在10%～25%的人工填土,粉砂、细砂、中砂
Ⅲ
软的
硬塑、坚硬的粘性土，粉土，含硬杂质在25%以上的人工填土，老黄土，残积土，粗砂、砾砂、砾石、轻微胶结的砂土，,石膏、褐煤、软烟煤、软白垩
Ⅳ
较软的稍硬的
泥质页岩,砂质页岩、油页岩、炭质页岩、钙质页岩、泥质砂岩、较松散的砂岩,砂页岩互层,泥质板岩,滑石绿泥石片岩,云母片岩,泥灰岩,泥灰质白云岩,岩溶化石灰岩及大理岩,盐岩,结晶石膏,断层泥,无烟煤,硬烟煤,火山凝灰岩,强风化的岩浆岩及花岗片麻岩,冻土,冻结砂层,粒径20~40mm含量大于50%的卵（碎）石土,金属矿碴
V
中等硬度的
长石砂岩,钙质胶结的长石石英砂岩,钙质砂岩,钙质胶结的砾岩,灰岩及轻微硅化灰岩,大理岩,白云岩,橄榄岩,蛇纹岩,板岩,千枚岩,片岩,凝灰质砂岩,集块岩,弱风化岩浆岩及花岗片麻岩,冻结砾石土,粒径40~80mm含量大于50%的卵（碎）石土,混凝土构件、砌块、路面
Ⅵ
硬的
中粒与粗粒的花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩、花岗片麻岩,粗面岩,安山岩,辉绿岩,玄武岩,伟晶岩,辉石岩,硅化板岩,千枚岩,砂岩,灰岩,硅质胶结的砾岩,硅化或角页化的凝灰岩,粒径80~130mm含量大于50%的卵（碎）石土,半胶结卵石土
Ⅶ
坚硬的
细粒的花岗岩、花岗闪长岩、花岗片麻岩,流纹岩,微晶花岗岩,石英粗面岩,极致密的玄武岩,安山岩,角闪岩,粒径130~200mm含量大于50%卵（碎）石土,胶结的卵石土
Ⅷ
最坚硬的
碧玉岩,刚玉岩,碧玉质硅化板岩,角页岩,石英岩,燧石岩,粒径大于200mm超过50%的漂（块）石土
回次进尺的操纵也是要紧的工艺方法手腕。
下面举例说明一下：
砂层钻进：
砂层钻进宜采纳泥浆护壁。
对粉、细砂层可用活套闭水接头单管、阶梯式肋骨硬质合金钻头泥浆循环钻进;
中、粗、砾砂层可用方柱状硬质合金钻头或阶梯式肋骨硬质合金钻头灌浆无泵反循环钻进。
砂层钻进应符合以下规定:
a钻孔未见地下水时不得采纳泥浆护壁钻进。
b地下水位以上,采纳跟管钻进时套管直径应比粗径钻具大1~2级,回次进尺可为~,套管外环间隙必需封堵。
c采纳泥浆护壁钻进时应依照砂层的透水性、颗粒大小、埋深、厚度等,
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