【摘要】穿越上部覆蓋層是完成巖溶地區(qū)巖土工程的勘察和鉆探的重要環(huán)節(jié),通過調(diào)查巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)的生長特征以便后續(xù)工作的順利進(jìn)行。本文在進(jìn)行實地考察和勘探的基礎(chǔ)上,探討巖溶地區(qū)巖土工程勘測鉆探施工和成孔工藝技術(shù),對于不同的技術(shù)方式進(jìn)行分析,使讀者對巖溶地區(qū)的鉆探技術(shù)有更加深入的了解,同時進(jìn)行技術(shù)的革新,不斷提高巖溶地區(qū)巖土工程的勘探技術(shù)水準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】巖溶地區(qū);工程勘察;鉆探
可溶性碳酸鹽巖作為巖溶存在的最常見的形式,廣泛的分布在貴州、云南,廣西、湖南、湖北、四川、西藏、新疆、青海、河北、山西、內(nèi)蒙等地區(qū),他們以出露的形式存在,占據(jù)中國廣闊的土地面積。專家學(xué)者對于巖溶這種特殊的地質(zhì)條件下形成的地質(zhì)形態(tài)進(jìn)行深入的研究,獲得很多重要的研究成果和資料。通過對巖溶地區(qū)的巖土工程的勘探,能夠有效的解決工程建設(shè)的諸多問題,為我國的發(fā)展提供幫助。
1.龍崗地區(qū)的主要巖土工程地質(zhì)條件
1.1地形地貌
龍崗地區(qū)屬于河流堆積階地地貌,地形平緩,處在一、二沖洪積階地。
1.2場地的巖土體特征
(1)人工填土:人工堆積物和粘性土結(jié)合而成的松散土質(zhì);(2)粉質(zhì)粘土:顏色為灰黃色的可塑土質(zhì);(3)淤泥質(zhì)土:由有機(jī)質(zhì)和腐爛木塊組成,流塑~軟塑狀;(4)砂層:由石英顆粒組成,根據(jù)石英顆粒粒徑及含量細(xì)分為粉~礫砂;(5)卵石:由小塊的粒徑為30mm-150mm和少量大塊的粒徑為200mm以上的漂石塊組成,稍密~中密狀;(6)含角礫碎石粉質(zhì)粘土:屬于可塑和局部旱軟塑的土石組成,其中還有些許的塊石成分;(7)含角礫粉質(zhì)粘土(土洞充填物):松軟土質(zhì)組成,流塑狀;(8)微風(fēng)化灰?guī)r:輕微風(fēng)化,巖石堅硬,局部有少量溶蝕裂隙,完整~較完整;其他地段存在巖石破碎情況,巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)平面的上方的生長存在凹凸不平,產(chǎn)生的溶洞屬于裂隙狀溶洞,高度差別很大。他們的生長和分布沒有什么規(guī)律可循,一般向四面八方伸展,溶洞的大小形狀有較大差別,大的里面的高度達(dá)到幾米至幾十米,小的甚至只有幾厘米,也不處于同一水平面上。大多數(shù)溶洞由可塑和局部旱軟塑的含角礫碎石粉質(zhì)粘土組成,有的溶洞里面沒有填充這種成分。
1.3地下水
砂層、砂卵石層屬于第四系孔隙潛水,含水量最多,屬于主要含水層;灰?guī)r巖溶地下水為基巖裂隙水,主要特點為含水量大和具有一定的承壓力。
2.鉆探施工前設(shè)備、技術(shù)準(zhǔn)備
2.1設(shè)備和材料準(zhǔn)備
如今使用的新型XY-100,XY-150型液壓鉆機(jī)能夠克服工程勘察鉆孔淺、動力不足的情況,鉆探前準(zhǔn)備的其他工具有:不同口徑、規(guī)格的鉆具、套管、普通巖芯管、雙層巖芯管、合金鉆頭、金剛石鉆頭、膨潤土粉、打撈工具、粘性較大的粘土(黃土)、水泥和其他設(shè)備。
2.2鉆探技術(shù)準(zhǔn)備
巖溶地區(qū)巖土工程的鉆探工作,最重要的是迅速的打通進(jìn)入第四系覆蓋層,從而來到石灰?guī)r地層。第四系地層和石灰?guī)r的巖溶生長不同的地區(qū)存在較大的差異,因此我們要時刻關(guān)注要產(chǎn)生的新的問題,并提出好的解決措施,具體有以下幾個方面:鉆探方法的選擇、鉆孔結(jié)構(gòu)的研究、套管程序的制定、堵漏等等。因此我們要在鉆探工人上崗之前,對他們進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)以及針對不同情況應(yīng)該如何處理的培訓(xùn)。
3.不同地層的鉆探施工技術(shù)
3.1粘性土(填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、混合土等)鉆探技術(shù)
巖溶地區(qū)粘性土的鉆探首先使用新型的液壓鉆機(jī)鉆孔,鉆孔之后使用錘擊鉆探技術(shù)進(jìn)行土樣的鉆取工作;之前的測試鉆孔可以運用回轉(zhuǎn)、泥漿護(hù)壁進(jìn)行鉆探,同時還要具備分層精度的需要,同次進(jìn)尺一般<2.0m為最佳,還要使用套管護(hù)壁保證安全。
3.2砂卵石層鉆探技術(shù)
砂卵石層厚度較薄的情況我們運用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆探工藝技術(shù),之后把套管插入砂卵石層以保護(hù)孔壁中的巖土;砂卵石層厚度厚,質(zhì)地堅硬的情況我們運用回轉(zhuǎn)鉆探,砂卵石層一般具有以下的特征:含水量巨大,卵石中間孔縫很多,鉆探是孔壁會出現(xiàn)坍塌情況,而且孔內(nèi)也會有漏水情況發(fā)生。因此我們在鉆過的孔內(nèi)填入黃土,以此來保護(hù)孔壁,防止孔壁發(fā)生坍塌和地下水的滲漏情況。通常再次保護(hù)之后就能達(dá)到效果,如果還存在孔壁坍塌現(xiàn)象,則使用加大泥漿濃度和套管跟管鉆探等方式解決,方法是回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一定的砂卵石層深度(控制在2.0m內(nèi)),然后提出鉆具下入對應(yīng)的口徑套管,重復(fù)這一過程。由于砂卵石層屬于稍密到中密的土石組成,顆粒很大還含有少量的漂石部分,因此在套管的填入過程中會產(chǎn)生巨大的阻力,所以我們使用厚度達(dá)到1cm的厚壁套管,使用重錘錘擊使其進(jìn)入,產(chǎn)生良好效果;如果使用普通套管打擊進(jìn)入會產(chǎn)生卷口現(xiàn)象,加入套管鞋就能取得預(yù)定的深度。
砂卵石層打入套管的時候,會產(chǎn)生小的卵石積壓在巖芯管和套管中間的現(xiàn)象,套管隨著巖芯管不停轉(zhuǎn)動。正轉(zhuǎn)的時候可能有絲扣滑脫的出現(xiàn),所以在套管脫落后應(yīng)再焊一個套管來固定管接頭的地方,反絲套管一般不會出現(xiàn)這種情況。
4.結(jié)語
在工程地質(zhì)勘察鉆探要對施工場地、地層巖層狀況、建筑設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)檢測等進(jìn)行多方面的考量,通過分析比較找出最適合的解決方案,保證石灰?guī)r巖溶地層的工程地質(zhì)勘探工作順利的進(jìn)行。
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作者簡介:
李先圳,男(1987.05),漢族,四川攀枝花人,本科,深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司,助理工程師,研究方向:工程勘察(巖土工程).