李美峰

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司環(huán)境工程院）

1　引言

繩索取心的鉆探技術(shù)有著許多優(yōu)點(diǎn)，包括施工的勞動(dòng)強(qiáng)度較低與停鉆的事故較少，還有鉆進(jìn)的效率較高以及鉆孔的質(zhì)量?jī)?yōu)秀和設(shè)備材料方面消耗少等，獲得了巖土地質(zhì)的勘查方面還有鉆探施工的工作人員們廣泛熱愛。繩索取心的鉆探技術(shù)是一類于鉆探施工的鉆進(jìn)過程之中，在鉆桿其內(nèi)部巖心管于填滿巖心之后，不可以把孔內(nèi)部的鉆桿提高至鉆孔的地表，而借助著巖心鉆探的專用打撈裝置，由鉆桿的內(nèi)部將巖心管給提到地面上的一類先進(jìn)鉆探技術(shù)。于實(shí)際的鉆探過程當(dāng)中，因?yàn)殂@探地區(qū)其地層與巖土地質(zhì)等環(huán)境情況比較復(fù)雜，還有在不一樣的地質(zhì)條件之下，該繩索取心的鉆探工藝所能獲得鉆探的效果也具有非常大的差別，特別是處于復(fù)雜巖土的地層條件之下，運(yùn)用該繩索取心的鉆探技術(shù)時(shí)，假如施工的過程之中有脫扣、斷鉆桿等各種事故發(fā)生的時(shí)候，將會(huì)對(duì)鉆探施工方面帶來(lái)一些不必要的問題，輕者有可能使得鉆孔報(bào)廢以及鉆探管材受到損失等，在嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)使得全部鉆探施工的進(jìn)度得到延誤以及降低鉆探的質(zhì)量等多種嚴(yán)重的事故發(fā)生，對(duì)全部鉆探施工的過程帶來(lái)非常大損失。所以，怎樣于復(fù)雜地層的條件之下，與鉆探現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況相結(jié)合，把繩索取心的鉆探工藝合理有效的運(yùn)用于鉆探施工的實(shí)際過程之中，使得鉆探施工的效率以及工程的質(zhì)量得到有效的提示，這有著極大的實(shí)際意義。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1　地層

龐家河礦區(qū)附近出露地層有新元古界羅漢寺巖群、泥盆系舒家壩組和大草灘組及第四系。

2.2　泥盆系

北和丹風(fēng)巖群、南和羅漢寺巖群均以韌性斷層相隔，總體為一套淺變質(zhì)碎屑沉積地層。根據(jù)巖石組合、沉積相和區(qū)域地層對(duì)比，可劃分為中泥盆統(tǒng)舒家壩組和上泥盆統(tǒng)大草灘組。

2.3　構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，主要受到近東西向區(qū)域性構(gòu)造F7、F8斷裂影響，區(qū)內(nèi)形成一系列次級(jí)斷裂構(gòu)造及褶皺變形，受后期區(qū)域走滑性斷裂F1及其次生斷裂改造及破壞，在區(qū)內(nèi)形成一系列菱形地質(zhì)塊體。

2.4　巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱，以脈巖、巖株為主。僅在礦區(qū)西部紅巖灣北側(cè)出露印支期大臺(tái)溝巖體的3個(gè)石英閃長(zhǎng)巖小巖株，脈巖以花崗斑巖脈、輝綠巖脈為主。

礦區(qū)附近侵入巖主體為印支早期的柳剎溝巖體，巖性為黑云母花崗巖，距離龐家河礦區(qū)以西0.5km左右。在礦區(qū)南部可見有小規(guī)模出露的石英閃長(zhǎng)巖株。

3　繩索取心的技術(shù)在實(shí)際施工的運(yùn)用范圍

中國(guó)于繩索取心的鉆探工藝這方面所進(jìn)行研究比較晚，繩索取心的鉆探其綜合效率以及使用的壽命等多個(gè)方面，和世界上其他發(fā)達(dá)先進(jìn)的國(guó)家比較還存有一定的差距。不過在眾多鉆探學(xué)者專家共同的努力之下，中國(guó)的繩索取心工藝方面其研究以及實(shí)際鉆探的施工過程之中都獲得了許多令人驕傲的效果。在中國(guó)的工程勘探與巖土地質(zhì)的勘探還有水文水資源的工程勘測(cè)等方面的實(shí)際工作中繩索取心的鉆探工藝已經(jīng)獲得了極為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代，我國(guó)的繩索取心鉆進(jìn)工藝的平均每個(gè)月的效率，能夠?qū)崿F(xiàn)600～1000m左右，其平均工作的效率能夠達(dá)到7～10m/h，而且于正常條件之下該鉆桿綜合的運(yùn)用壽命要大于2萬(wàn)m。不過在我國(guó)內(nèi)部大量鉆探的實(shí)際施工其經(jīng)驗(yàn)可以得到，并不是全部鉆探的工程運(yùn)用到該繩索取心的鉆進(jìn)工藝之后都可以得到良好的效果。對(duì)—個(gè)具體實(shí)際鉆探的工程來(lái)說，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆探區(qū)域的地層條件、鉆頭的質(zhì)量水平、鉆孔的深度還有鉆探的施工過程當(dāng)中繩索取心其鉆具輔助的配套裝置等因素進(jìn)行充足的考慮，而且要與鉆探綜合的投資成本相結(jié)合，在技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面來(lái)對(duì)鉆探的技術(shù)手段進(jìn)行合理的選擇。該繩索取心工藝在理論上來(lái)說對(duì)各類不一樣巖土地層的條件之下鉆進(jìn)鉆探都是適用的，在眾多實(shí)際工程中運(yùn)用效果的數(shù)據(jù)剖析看來(lái)，該繩索取心工藝與6～9級(jí)的中硬巖層之中，他的工程質(zhì)量以及鉆探的效率都是非常好的。不過就現(xiàn)在我國(guó)內(nèi)部鉆探施工工藝看來(lái)，對(duì)10～12級(jí)巖石所進(jìn)行的鉆探施工來(lái)說，不應(yīng)當(dāng)采用繩索取心的技術(shù)，尤其是在所鉆探的巖土地層為組織密度比較大且顆粒較為細(xì)小以及缺乏碾磨性極堅(jiān)硬性的巖石地層，假如采取繩索取心的工藝技術(shù)，于上面所講巖石地層的條件之下，其鉆頭的磨損將會(huì)比較嚴(yán)重，并且其鉆進(jìn)的速度也會(huì)非常的低，將不能使得繩索取心的鉆探鉆進(jìn)工藝其優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮，進(jìn)而使得實(shí)際施工的綜合效率以及質(zhì)量得到極大的降低。在筆者眾多繩索取心的鉆探工藝具體施工的經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，該繩索取心工藝通常能夠應(yīng)用于深孔與淺孔巖石的鉆探工程當(dāng)中，一般于繩索取心工藝的應(yīng)用范圍之內(nèi)，伴隨著鉆進(jìn)深度不斷的加深他的施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效果將會(huì)愈高，不過在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，一定要選取質(zhì)量較高的鉆頭，進(jìn)而確保全部鉆探工程可以高效穩(wěn)定實(shí)行下去，假如鉆進(jìn)的鉆頭其使用的壽命非常短，那么于施工的過程當(dāng)中就將會(huì)有更換鉆頭這樣的事情經(jīng)常發(fā)生，這樣做就會(huì)使得繩索取心鉆探的優(yōu)勢(shì)以及使用的意義極大的下降。

4　復(fù)雜破碎的地層其繩索取鉆井時(shí)的施工要點(diǎn)

在鉆探施工實(shí)際的過程當(dāng)中，一般都會(huì)于破碎的地層上面來(lái)進(jìn)行鉆井勘探，因?yàn)樵摲N地層大多為淺層的強(qiáng)風(fēng)化巖石，或者是深部地質(zhì)構(gòu)造的破碎帶，于鉆探施工的過程當(dāng)中時(shí)常會(huì)有巖心采樣的質(zhì)量不高與巖心的采樣比較困難還有鉆孔孔壁的滑動(dòng)不穩(wěn)定等多種問題發(fā)生，特別是在鉆孔實(shí)際操作的過程當(dāng)中時(shí)常會(huì)有鉆孔的漏失與鉆孔的涌水等多種復(fù)雜問題發(fā)生，進(jìn)而對(duì)巖土的鉆探提出了更加高的需要，使得實(shí)際施工的難度得到增加。

4.1　淺層風(fēng)化巖土的地層其繩索取心鉆進(jìn)時(shí)施工的要點(diǎn)

淺層強(qiáng)風(fēng)化以及全風(fēng)化巖土的地層其繩索取心的鉆進(jìn)鉆探施工過程當(dāng)中，應(yīng)該首先要與鉆探所在實(shí)際的位置相結(jié)合，選配出與該地層適合的潤(rùn)滑泥漿對(duì)其鉆孔的孔壁實(shí)行相關(guān)的支護(hù)完善，而且發(fā)揮到將鉆具潤(rùn)滑的作用；再選取和該類風(fēng)化巖的土地層適合的鉆頭設(shè)備，在確保鉆探綜合的施工質(zhì)量不變的前提之下，使得鉆孔鉆進(jìn)的速率得到有效的提升；運(yùn)用實(shí)際的施工當(dāng)中極易進(jìn)行操作短小鉆具；于淺層的風(fēng)化巖層之上實(shí)行其鉆進(jìn)取心工作的時(shí)候，不要太過著急，應(yīng)該依照鉆進(jìn)工作相關(guān)的施工操作流程以及現(xiàn)場(chǎng)施工的組織設(shè)計(jì)需要，依據(jù)平穩(wěn)可靠穩(wěn)健的鉆進(jìn)原則，確保全部鉆探施工的過程高質(zhì)量、高效率的進(jìn)行下去，如圖1。

4.2　深部構(gòu)造的破碎帶其繩索取心鉆進(jìn)的施工要點(diǎn)

圖1　繩索取心鉆桿

深部構(gòu)造的破碎帶會(huì)受到該鉆孔的深度較深與破碎的程度不相同以及地層條件較為復(fù)雜還有地下水和低壓等多個(gè)因素的作用，通常成為在鉆探鉆進(jìn)實(shí)際工作中高效施工所遇到的瓶頸問題。在眾多實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)中可以得到，在此種地層條件之下實(shí)行有關(guān)繩索取心的鉆進(jìn)施工工藝時(shí)，除要依據(jù)上述所說淺層風(fēng)化的巖土地層其鉆進(jìn)時(shí)所提到各類的保護(hù)舉措與裝置的搭配以外，于實(shí)際的施工過程當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)掌握住下面幾個(gè)技術(shù)方面的要點(diǎn)：①鉆探實(shí)際的操作過程當(dāng)中，必須要做到謹(jǐn)慎小心，而且對(duì)于所得到的巖心時(shí)行仔細(xì)的分析觀察，并與相應(yīng)的知識(shí)以及工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)鉆孔內(nèi)部的情況做出準(zhǔn)確的判斷，而且還要制定出一系列對(duì)應(yīng)防護(hù)的預(yù)案。因?yàn)樯畈繕?gòu)造的破碎帶其地下巖層非常的復(fù)雜，不要粗心大意，在鉆探鉆進(jìn)的施工過程當(dāng)中所有失誤性的操作，都有可能將造成一些嚴(yán)重的問題，為全部鉆孔施工造成極大的損失；②鉆進(jìn)該種復(fù)雜的地層時(shí)，在實(shí)際的施工過程當(dāng)中需要求準(zhǔn)、求穩(wěn)的原則，而且不可以報(bào)著任何的僥幸心理，所有的異常問題都再需通過各種反復(fù)的研究分析，順利的得到巖心將會(huì)是全部鉆探的施工過程其最大的成功。

5　繩索取心技術(shù)于工程應(yīng)用當(dāng)中效果分析

5.1　使得巖心采樣的效率得到提升并將鉆探施工的成本降低

繩索取心的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)于施工的過程之中沒有提鉆來(lái)實(shí)行巖心的取樣工作，就是在鉆桿的巖心管被裝滿的時(shí)候，不用把全套的鉆桿提高，只是需要運(yùn)用該帶繩索打撈設(shè)備就能夠把取心管由鉆桿當(dāng)中從地表中提出，進(jìn)而使得鉆進(jìn)提鉆的次數(shù)減少，使得施工工作人員其鉆進(jìn)施工綜合勞動(dòng)的強(qiáng)度得到下降，特別是在鉆探提高其凈距離在受到有關(guān)外部空間的制約時(shí)，該繩索取心的技術(shù)其取心質(zhì)量以及效率就會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

5.2　提升采取率

實(shí)際鉆探的施工過程當(dāng)中，在繩索取心工藝施工鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿僅僅為外管單動(dòng)，其內(nèi)管是相對(duì)靜止的，這樣做于鉆頭鉆進(jìn)的過程當(dāng)中不但能夠免于外部的沖洗液把內(nèi)部采樣的巖心直接沖刷掉，而且還能夠免于鉆探裝置機(jī)械力對(duì)于巖心管其內(nèi)部的采樣巖心發(fā)生外力的破壞。依照實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)可以得到，運(yùn)用該技術(shù)的巖心采取成功率一般能夠大于95%，進(jìn)而使得鉆探施工的巖心采樣其效率以及施工的質(zhì)量得到大大的提升。

6　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的過程當(dāng)中，使得鉆探施工的效率以及工程質(zhì)量得到提升有著極大工程實(shí)際的意義，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)該技術(shù)是鉆探人員所研究的極為重要的課題。經(jīng)過該文章對(duì)于繩索取心技術(shù)方面的研究分析，希望能夠?qū)υ谠摲矫娴墓ぷ髡呔哂幸欢◣椭?，進(jìn)而得到更加大的效益。