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浅谈深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理【摘 要】 在深孔帷幕灌浆施工中，孔斜控制具有重要意义，关系着钻进效率和帷幕灌浆质量本文着重探讨孔斜成因及孔斜的预防和处理措施 /1/view-12285378.htm【关键词】 深孔；帷幕灌浆；孔斜；预防；处理1、引言向家坝水电站地质条件复杂，软弱夹层及破碎带地层广泛分布在坝基深层，为保证大坝地基安全，大坝主帷幕采用两排深孔加一排浅孔的方式，深孔帷幕最大孔深180米在深孔帷幕施工过程中，孔斜控制是一个关系灌浆质量的关键因素在此，主要根据向家坝水电站深孔帷幕灌浆实际经验，总结性地探讨深孔帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施，以供借鉴2、孔斜成因分析孔斜作为钻孔事故产生的原因较多，视其主客观因素可归纳为地质条件不良，技术条件不适宜，操作方法不当等3个方面2.1地质条件不良在地质条件方面，集中表现在钻孔内岩石的力学性质上，主要为：（1）钻进松散覆盖层时，覆盖层越厚，越容易改变钻孔的方向其主要原因是覆盖层具有较强的活动性，钻出的钻孔孔径较大时，势必对粗径钻具不能形成强有力的控制，因而不能保证钻进方向的一致性；（2）在有一定倾角的、软硬交替的岩石中钻进，由于钻头在同一接触面上有软硬不同的岩层，因此，可钻性不同的岩层会产生不同的钻进速度，从而改变钻头的钻进方向；（3）在厚度大、破碎较严重的岩层中钻进，其钻孔孔径也较大，粗径钻具在钻进方向上不容易被控制。

此外，破碎岩层往往是软硬岩层共存，因此，钻头容易改变方向；（4）砂卵石层中钻进，钻孔最容易偏斜因为砾石的圆滑对钻头产生偏滑作用，形成不均衡的阻力，易改变钻头前进的方向；（5）在遇到溶蚀孔洞、大断裂带或老空洞等情况时，亦会产生钻孔的偏斜2.2技术条件不适宜因采用与实际不相宜的技术措施造成的钻孔偏斜，主要表现为：（1）在开孔钻进或浅孔阶段的钻进中，钻机立轴与钻孔不在同一条中心线上，这会直接影响钻孔偏斜；使用过高的立轴钻杆与磨损较严重的立轴钻杆定向套管，容易使立轴产生较大的摆动，直接影响到钻头在孔底钻进时的不稳定性；帷幕深孔一般都要安装孔口管，如果孔口管不正，也会直接影响到开孔钻进时的方向；（2）使用了弯曲的钻具或过短的岩心管岩心管、钻杆等的弯曲，都会使钻具连接后不正，从而影响钻进的方向使用过短的岩心管，在孔内歪斜时，比长岩心管的歪斜度更大，产生的孔斜度也更为严重；（3）在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中，因为孔壁各部硬度不一，孔径大小也不一致，换径后的钻头很难保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进；（4）孔径越大，受压钻杆产生的弯曲、拉伸、扭曲也会增大，使钻头在孔底钻进时不稳定性增强，从而使钻进方向发生变化；（5）金刚石钻头胎体硬度不一致与金刚石颗粒分布不均一，或硬质合金钻头底出刃尺寸不同，也会直接影响到钻进方向的改变。

2.3操作方法不当操作方法的不当往往是产生钻孔偏斜的直接原因1）钻进时过大的加压，使钻杆产生多段处的严重弯曲，特别是在不利的地质条件下，对产生钻孔偏斜的影响会更大；（2）使用磨损过钝的金刚石或硬质合金钻头钻进，会因在金刚石颗粒或合金粒向岩石内切入不稳定的情况下，容易改变钻头的钻进方向；（3）在松散易坍塌的岩层中钻进，冲洗液的排量过大，压力过高，特别是使用粘度很小的泥浆或清水作冲洗液时，会较严重地破坏孔壁，造成孔内某一局部的坍塌，使孔径扩大由此不易控制钻杆过大的弯曲，致使粗径钻具容易产生偏斜3、孔斜的预防与处理措施控制钻孔钻进方向，使之不发生严重偏斜是一项很复杂的技术工作采取何种技术措施防止钻孔偏斜或钻孔产生严重偏斜后如何处理，都必须将影响钻孔偏斜的3方面因素结合起来全面加以考虑3.1预防孔斜的措施（1）钻机的安装要水平牢固，立轴中心与钻孔中心应在同一条垂直线上，并按要求的孔向对准孔位开孔，以使钻进中不摆不晃；（2）孔口管必须牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，立轴钻杆不能太长，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大；（3）使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻具或有磨损较严重的立轴导管时，应及时更换。

在浅孔钻进阶段，一般情况下，使用的岩心管长度较大一些为宜；（4）孔较深以后，即开始需要从地面减压钻进时，特别要注意钻压的调整，同时要注意提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上；（5）钻进中，当岩石换层时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控制；（6）钻进中，应勤检查钻机有无移动，立轴钻进的方向有无变化，发现问题应及时纠正；（7）为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经验在深孔帷幕的钻孔中，应对孔斜及时测量，及时准确地掌握钻孔的偏斜情况，以利于及时处理3.2孔斜的处理措施3.2.1扩孔纠偏法此种方法适合于浅孔阶段中（一般不超过10m）钻孔已偏斜严重的情况采取加长粗径钻具，并使用比原钻具直径至少大一级的钻具，从孔口或从孔口管底部位置扩下去可以扩大处理符合要求的钻孔，矫正钻孔的方向，防止在继续钻进中该孔偏斜严重发展的情况出现3.2.2短钻具法在松软岩层或厚度大的覆盖层中钻进时，当钻孔产生一定偏斜后，可利用较短的粗径钻具进行矫正因为在上述地质条件下钻孔，孔径一般比较大，而短钻具在较大孔径内较易改变方向。

主要通过用轻压力慢转速的操作方法，钻具会因自重垂向钻进使用的岩心管长度一般可为1～1.5m，钻进3～5m后进行钻孔测斜如果孔斜度已减少，则可使用正常钻具钻进；如果没有矫正过来，则可加长粗径钻具，从开始矫正位置扫孔后，即或按原孔斜度钻进。