浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法(修改版)

浅析帷幕灌浆孔斜成因与处理方法

怀集县马宁水工程管理处： 黄超俊

关键词：帷幕灌浆、孔斜影响、处理方法

一、概述：

帷幕灌浆作为一种基础处理方法在工程当中已被广泛应用，其理论与运用技术也已经比较成熟，但始终其是地下施工，由于地下基础的复杂性，施工的不可预见性也比较大，在帷幕灌浆的施工过程中，灌浆孔的成孔质量对最终的质量有重大的影响，如果钻孔发生孔斜，对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良影响,而且严重影响设计防渗“连续帷幕”的形成,使灌浆质量不能达到要求。本文就在帷幕灌浆工程中如何将孔斜控制在规定要求的容许偏差值范围内，结合工程实际经验, 探讨帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施。

二、孔斜的原因及孔斜而产生的危害

1、孔斜的成因分析

钻孔产生偏斜的原因较多，概括地可归纳为：地质条件不良、操作不当、技术条件不适宜三个方面的因素。

1.1、地质条件不良

（1）钻进比较松散的全风化岩层、全风化越厚越容易出

现偏斜，产生此类偏斜的主要原因是全风化层的弹性大，采用

大钻头开孔时往往由于周围全风化土质的不密实等其他因素对粗大的钻具不能形成强有力的控制、因此不能保证钻进方向的垂直性。

（2）破碎的岩层带和软弱交错的岩层钻进时也往往出现

偏斜现象。

（3）在河卵石、沙卵石层中钻进时最容易出现偏斜现象，

原因是由于卵石的圆滑性容易使钻具产生滑偏从而产生钻具的不均匀受力而导致孔斜出现偏差。

1.2、操作不当的原因

操作不当主要是指操作人员的不适当操作而引起的成孔

偏斜、也是产生孔斜的直接原因。

（1）钻进时过大的加压，使钻杆产生多段处严重弯曲，

特别是在不利的地质条件下对产生偏斜的影响更大。

（2）使用磨损严重的各类钻头钻进时，由于钻头受损严

重，在切入岩石时由于切入不稳定而容易改变钻头的钻进方向而产生偏斜。

（3）在松散的岩层中钻进时由于冲洗时间较长、压力过

大会严重的破坏孔壁而一起塌孔、造成孔径的严重扩大。

1.3、技术条件不适宜

技术条件不适宜是指由于采用了不适合的技术措施而引

起的成孔偏斜、主要是指：

（1）在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中，因孔壁各

部硬度不一，孔径大小也不一致，换孔径的钻头难以保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进。

（2）使用了弯曲的钻具或较短的岩心管、由于钻具的弯

曲使本身连接成的钻具不正，往往导致所钻进的孔出现孔斜；使用过短的岩心管、在孔内歪斜时、比长岩心管的歪斜更大，产生的偏斜就更为严重。

（3）孔径越大，钻具产生的弯曲、扭曲、拉伸就越大，

钻进较深的孔中产生的变形就越大，从而使钻具在钻进方向的改变就越大。

2、较大的孔斜对孔内事故的影响

2.1、较大的孔斜会加剧孔内的掉块、坍塌，甚至会造成

卡钻、埋钻等现象。

2.2、增大钻具折断事故发生的机率，而出现断杆后会影

响处理孔内事故的复杂性，甚至出现报废孔的现象。

3、较大的孔斜对钻进效率及质量的影响

3.1、如果钻孔一旦产生较严重的偏斜将大大影响钻进的

速度，主要原因是钻具在孔内随孔的偏斜而产生弯曲，这样会使钻具在回旋钻进的过程中受力不均匀，使钻具磨损而降低钻进的效率，而且由于孔斜的影响使钻具在钻进过程中摩擦力增大，从而影响到进尺，如果在钻进过程中施加的压力过大，容易出现折断钻具的现象。

3.2、如果钻孔过程中不能保证孔斜在合理的范围内、将

影响到帷幕灌浆的合理孔距、甚至由于孔斜的原因导致采取到的岩心较细降低了岩心的保存率。

3.3、严重的孔斜将导致灌浆施工不能正常的进行，由于

孔斜的出现导致灌浆时无法下设止浆塞或使止浆塞封堵不密实致使在灌浆中出现止浆塞漏浆，甚至由于止浆塞漏浆产生“固管”现象，从而影响灌浆的顺利进行。

3.4、更为严重的是由于大的孔斜使相临灌浆孔之间出现

所灌注浆液不连续的现象，从而达不到防渗堵漏的目的。

三、成孔偏斜的处理方法 3.1、预防措施

（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，孔口管必须牢固并满足要求，以使钻进中不摆不晃。

（2）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。

（3）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。

（4）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、处理措施

（1）采用扩孔纠偏法，在浅孔阶段中（不超过10m）发现钻孔偏斜严重即采取加长粗径钻具，矫正钻孔方向，防止继续偏斜。

（2）在松软岩层钻进中当钻孔产生偏斜后，可利用较短的粗径钻具进行矫正，从短正位置扫孔后，继续钻进。

（3）采用换径法，在进行前先把孔内岩心取干净，钻进时轻压慢速控制给进，钻进3~5m后进行测斜，确定矫正后可用换径的钻具加长后钻进。

（4）在帷幕灌浆工程施工中，当发现钻孔偏斜、严重影响灌浆质量时，可在该孔附近补钻新孔进行补强灌浆。例如：怀集县长调水电站混凝土面板堆石坝帷幕灌浆工程中，由于岩基断层引起孔斜，帷幕灌浆质量检查时在左ZB3上检查孔第三、四两段不附合设计质量要求，便采用了对薄弱处补钻孔进行补强灌浆，以保证帷幕灌浆的工程质量。

四：结束语：

帷幕灌浆属地下工程，不可见因素多且复杂多变，出现异常情况是不可避免的，关键是在实施过程中要根据实际情况，规范施工程序，遇到问题要及时采取合理且安全的处理措施，在异常情况刚出现时就及时处理掉，才能确保工程质量。

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