□魏 頂 □肖月娜（羅山縣水利局）

一、孔斜成因分析

（一）地質(zhì)條件不良

一是鉆進(jìn)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(qiáng)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有力的控制，因而不能保證鉆進(jìn)方向的一致性；二是在有一定傾角的、軟硬交替的巖石中鉆進(jìn)，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(chǎn)生不同的鉆進(jìn)速度，從而改變鉆頭的鉆進(jìn)方向；三是在厚度大、破碎較嚴(yán)重的巖層中鉆進(jìn)，其鉆孔孔徑也較大，粗徑鉆具在鉆進(jìn)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；四是砂卵石層中鉆進(jìn)，鉆孔最容易偏斜。因為礫石的圓滑對鉆頭產(chǎn)生偏滑作用，形成不均衡的阻力，易改變鉆頭前進(jìn)的方向。

（二）技術(shù)條件不適宜

一是在開孔鉆進(jìn)或淺孔階段的鉆進(jìn)中，鉆機(jī)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(yán)重的立軸鉆桿定向套管，容易使立軸產(chǎn)生較大的擺動，直接影響到鉆頭在孔底鉆進(jìn)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(jìn)時的方向；二是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(jìn)的方向。使用過短的巖心管，在孔內(nèi)歪斜時，比長巖心管的歪斜度更大，產(chǎn)生的孔斜度也更為嚴(yán)重；三是在由大孔徑換小孔徑或擴(kuò)孔鉆進(jìn)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(jìn)；四是孔徑越大，受壓鉆桿產(chǎn)生的彎曲、拉伸、扭曲也會增大，使鉆頭在孔底鉆進(jìn)時不穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而使鉆進(jìn)方向發(fā)生變化；五是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(zhì)合金鉆頭底出刃尺寸不同，也會直接影響到鉆進(jìn)方向的改變。

（三）操作方法不當(dāng)

一是鉆進(jìn)時過大的加壓，使鉆桿產(chǎn)生多段處的嚴(yán)重彎曲，特別是在不利的地質(zhì)條件下，對產(chǎn)生鉆孔偏斜的影響會更大；二是使用磨損過鈍的金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，會因在金剛石顆?；蚝辖鹆Ｏ驇r石內(nèi)切入不穩(wěn)定的情況下，容易改變鉆頭的鉆進(jìn)方向；三是在松散易坍塌的巖層中鉆進(jìn)，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(yán)重地破壞孔壁，造成孔內(nèi)某一局部的坍塌，使孔徑擴(kuò)大。

由此不易控制鉆桿過大的彎曲，致使粗徑鉆具容易產(chǎn)生偏斜。

二、孔斜的預(yù)防與處理措施

（一）預(yù)防孔斜的措施

一是鉆機(jī)的安裝要水平牢固，立軸中心與鉆孔中心應(yīng)在同一條垂直線上，并按要求的孔向?qū)?zhǔn)孔位開孔，以使鉆進(jìn)中不擺不晃；二是孔口管必須牢固并滿足要求，在開孔鉆進(jìn)與淺孔階段鉆進(jìn)中，立軸鉆桿不能太長，否則鉆進(jìn)時擺動性大，致使立軸轉(zhuǎn)動不穩(wěn)，造成鉆具擺動性增大；三是使用符合規(guī)格的各種鉆孔器具，并隨時檢查，如發(fā)現(xiàn)有彎曲的鉆具或有磨損較嚴(yán)重的立軸導(dǎo)管時，應(yīng)及時更換。在淺孔鉆進(jìn)階段，一般情況下，使用的巖心管長度較大一些為宜；四是孔較深以后，即開始需要從地面減壓鉆進(jìn)時，特別要注意鉆壓的調(diào)整，同時要注意提升吊環(huán)必須與立軸及鉆孔中心線在一條直線上；五是鉆進(jìn)中，當(dāng)巖石換層時，不論是由軟變硬還是由硬變軟，或者是由完整變破碎，破碎變完整等情況，均應(yīng)減壓減速鉆進(jìn)，對其進(jìn)尺的速度和沖洗液的流量及壓力也應(yīng)加以適當(dāng)?shù)目刂?；六是鉆進(jìn)中，應(yīng)勤檢查鉆機(jī)有無移動，立軸鉆進(jìn)的方向有無變化，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時糾正；七是為防止孔斜發(fā)生，必須熟悉所使用機(jī)械性能和鉆孔方法的特點，經(jīng)常研究，總結(jié)經(jīng)驗。在深孔帷幕的鉆孔中，應(yīng)對孔斜及時測量，及時準(zhǔn)確地掌握鉆孔的偏斜情況，以利于及時處理。

（二）孔斜的處理措施

1.擴(kuò)孔糾偏法

此種方法適合于淺孔階段中（一般不超過10m）鉆孔已偏斜嚴(yán)重的情況。采取加長粗徑鉆具，并使用比原鉆具直徑至少大一級的鉆具，從孔口或從孔口管底部位置擴(kuò)下去?？梢詳U(kuò)大處理符合要求的鉆孔，矯正鉆孔的方向，防止在繼續(xù)鉆進(jìn)中該孔偏斜嚴(yán)重發(fā)展的情況出現(xiàn)。

2.短鉆具法

在松軟巖層或厚度大的覆蓋層中鉆進(jìn)時，當(dāng)鉆孔產(chǎn)生一定偏斜后，可利用較短的粗徑鉆具進(jìn)行矯正。因為在上述地質(zhì)條件下鉆孔，孔徑一般比較大，而短鉆具在較大孔徑內(nèi)較易改變方向。主要通過用輕壓力慢轉(zhuǎn)速的操作方法，鉆具會因自重垂向鉆進(jìn)。使用的巖心管長度一般可為1～1.5m，鉆進(jìn)3～5m后進(jìn)行鉆孔測斜。如果孔斜度已減少，則可使用正常鉆具鉆進(jìn)；如果沒有矯正過來，則可加長粗徑鉆具，從開始矯正位置掃孔后，即或按原孔斜度鉆進(jìn)。

3.換徑法

換徑法主要是用比原正常鉆進(jìn)用的粗徑鉆具小一級或二級直徑且長度短于1.5m的粗徑鉆具鉆進(jìn)。因為短細(xì)的粗徑鉆具可在較大的孔徑內(nèi)成接近于垂直狀態(tài)。

在進(jìn)行矯正前，先把孔內(nèi)巖心取凈。鉆進(jìn)時要輕壓慢速控制給進(jìn)。鉆進(jìn)3～5m后進(jìn)行測斜。如果孔斜沒有減少，可用原正常鉆具擴(kuò)下去，待條件成熟后再進(jìn)行矯正。如果新孔孔斜度有所減少，可換用帶有導(dǎo)向裝置的鉆具進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)完后換用正常鉆具鉆進(jìn)。在容許的情況下，也可用換徑的鉆具加長后鉆進(jìn)，直至終孔。

4.控制法

控制法主要是在考慮進(jìn)行其它矯正方法時有很大困難，或還有不多的距離就抵達(dá)終孔的情況下應(yīng)用。這一方法的主要措施是加長粗徑鉆具。一般情況下，加長后的粗徑鉆具不小于原鉆具的2倍。加長粗徑鉆具后，無疑會增大孔壁對整個粗徑鉆具按原方向繼續(xù)鉆進(jìn)的控制力，使原有的孔斜度不再繼續(xù)擴(kuò)大，但在操作方法上要嚴(yán)格注意。

5.掃孔法

掃孔法是在某一灌漿段鉆孔結(jié)束時進(jìn)行孔斜測量，發(fā)現(xiàn)偏斜值超過允許值時，先不進(jìn)行糾偏處理，按正常程序繼續(xù)進(jìn)行灌漿，當(dāng)接近灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，用比例為0.5（或0.6）∶1的濃漿（可加適量的速凝劑）置換出孔內(nèi)稀漿，并待凝24～48h后再掃孔，掃孔時注意控制鉆壓并隨時檢測孔斜，可使已偏斜的鉆孔段得到有效的糾正。但此種辦法耗時較長，一般在上述幾種方法處理無效的情況下采用。

6.補孔法

一是在灌漿施工中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜嚴(yán)重時，為防止嚴(yán)重的孔斜對灌漿質(zhì)量產(chǎn)生影響，可在該孔附近補鉆新的灌漿孔，一般與原灌漿孔的距離應(yīng)不大于50cm，但補鉆灌漿孔前應(yīng)封填好原偏斜灌漿孔。此種情況適用于淺孔階段中就嚴(yán)重偏斜且在采取多種矯正方法均無效的灌漿孔。補鉆新的灌漿孔后在與原偏斜孔相對應(yīng)的孔深位置以上的各灌漿段一般可不再灌漿；二是在灌漿施工結(jié)束對施工質(zhì)量進(jìn)行檢查驗收時，通常的方法是采用打質(zhì)量（效果）檢查孔。檢查孔位置的選定，既要考慮到有代表性和普遍性，又要照顧到薄弱環(huán)節(jié)。這時，可結(jié)合對灌漿施工資料的綜合分析，在因孔斜可能使灌漿不足的地方布置檢查孔，使其得到一次補強(qiáng)的機(jī)會，因為檢查孔也要灌漿。同時，通過檢查孔的壓水試驗，也能獲知因孔斜對灌漿質(zhì)量的影響程度。

三、對保證鉆孔方向重要性的商榷

一是合理降低深層的要求標(biāo)準(zhǔn)，放寬容許偏差值。規(guī)范規(guī)定了垂直或頂角不＜5°的帷幕灌漿孔其孔底的容許偏差值。但當(dāng)孔深＞60m時，孔底最大容許偏差值除了應(yīng)根據(jù)工程實際情況并考慮帷幕排數(shù)等具體情況確定外，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件下漿液擴(kuò)散半徑和該孔下部巖層的透水性能來分析比較后確定。在特殊情況下，容許偏差值可大于孔距；二是增加帷幕的排數(shù)。在地質(zhì)條件不良、鉆孔偏斜的情況下，可考慮在局部地方增加帷幕的排數(shù)，以防止孔斜對灌漿質(zhì)量產(chǎn)生不良影響；三是分層施工。如果帷幕灌漿孔深超過100m，可開鑿中間平洞分層施工；四是適當(dāng)提高灌漿壓力。在深孔階段鉆孔發(fā)生了稍大一些的偏斜（但未超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)），采用高一些的壓力灌漿，可在一定程度上使?jié){液的擴(kuò)散范圍增大并彌補因鉆孔偏斜造成灌漿范圍的不足。