■马 军 ■上海市建工设计研究院有限公司，上海 200050

在以往的文献中对于各种CT 试验运用在灰岩岩溶探测中的适应性以及解译方法有了较为充分的叙述，但是在实际CT 试验前的钻孔过程以及CT 管放入钻孔的过程中出现的各种问题涉及的相对较少，尤其在深厚第四纪全新世～晚更新统松软覆盖层，这样的地层常夹有多层不均匀松软夹层，钻探过程中容易垮孔、缩颈，造成卡钻、钻具提升困难以及埋钻，其次是深厚覆盖层以下的灰岩的溶洞对钻探的影响，会导致钻探冲洗液的流失，使其失去对上部土层的防护作用。当出现上述困难时，将会对下一步钻孔形成后的CT 管下放的过程有严重影响。

本此通过对无锡某场地具体钻探以及CT 管下放过程的小结，分析钻探、CT 管下放过程中的不利因素以及可行的处理措施。

拟建项目位于无锡市滨湖区吴都路南侧、立德道西侧。楼高度约为195m，拟采用框筒结构。拟建建筑物的层数、结构类型、基础形式、基础埋深、荷载等，详见表1。

表1 拟建建筑物性质一览表

场地的钻探孔及CT 剖面布置见图1。

图1 钻探孔及CT 剖面布置图

1 场地的地质条件

无锡市的区域地质构造为扬子准台下扬子台褶带东侧，以皱褶为主，断裂次之。

无锡市区地层隶属于江南地层区，修水～钱塘江分区，苏州～长兴小区。区内地层自老至新有古生界志留系、泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系、白垩系以及新生界第三系和第四系。境内第四纪沉积物覆盖广泛，除泥盆系出露地表并组成境内山体外，其余地层均隐伏于第四系之下。

拟建的场地地貌属太湖冲湖积堆积平原。地理位置在无锡市西南侧，场地内地势较为平坦，在场地东南角有小池塘分布，水深1.0～1.5m，水面高程为2.70m。各勘探点高程在3.30～4.82m。钻探深度95.0～110.0m，进入弱风化灰岩15～20m。由于地层较多，所以只列出了对钻探和CT 管下放有不良影响的地层，详见表2。

表2 对钻探和CT 管放入有影响地层

2 施工作业难点分析

表层的填土以粘性土为主，夹有少量碎石，厚度变化较大，其厚度为0.7～6.8m。在较厚填土钻探过程中泥浆渗漏严重，土不断塌入孔内，地表凹陷，造成钻机歪斜，钻具无法放入原孔位，尤其在钻探进入中风化灰岩的时的钻机歪斜，钻孔无法垂直造成梅花孔，并且会造成钻杆断裂，使钻孔报废。

其下的软塑、流塑黏性土及稍密～中密粉土、粉砂的土层，在钻探过程中易缩颈及垮孔，钻具被卡在孔内提升困难，甚至造成钻杆断裂。当钻杆断裂后落入孔中，需要花费大量时间打捞钻具，打捞不成功就造成钻孔报废。在钻探过程中遇到溶洞、裂隙造成泥浆大量流失，泥浆液面迅速下降的同时，钻孔孔壁的粉土、粉砂没有了泥浆的保护再加上钻杆的扰动，就会发生坍塌堵塞钻孔，同时大量的细小颗粒落入孔底，使得钻探困难增加，软塑、流塑黏性土产生缩颈，钻杆下放困难。上述情况使得CT 管下放困难无法下放到位，钻孔中的基岩面上部的粉砂层在钻杆的扰动下，产生了一个较大空洞，而下部的灰岩钻孔孔径没有变化，于是形成一个倒锥形空洞，造成CT 管无法进入灰岩内。

本次工程的最难点就是灰岩的钻探。灰岩在没有泥浆润滑的状态下，钻头容易损坏，岩芯管的磨损也比平时严重，会出现钻头与岩芯管的连接处断裂，金属的钻头掉落在孔中，其打捞困难重重使得钻探无法进行，时间一长致使钻孔报废。钻探过程中产生的岩粉由于没有泥浆的携带作用，大量沉积在孔底，CT 管无法放到位。

3 各土层的钻探过程及CT 管下放钻孔的措施

3.1 对表层的填土处理措施

表层的填土层，较薄的地方可以不用处理，较厚的地方就需要采取在钻孔穿过后，使用套管将填土层隔离开的措施，可以减少钻探过程的扰动。

具体在场地中的运用，先进行场地填土区调查必要时使用小螺纹钻，调查清楚填土层厚度，根据填土层的厚度选择是否使用套管。在钻探前对钻探场地进行平整后，钻机到位后使用水平尺保持钻探面水平，开始钻探时应进行干钻，当进入原状土一定深度后放入套管。

3.2 对土层的保护处理措施

其下的70m～90m 厚的土层中夹有多层软塑、流塑黏性土及粉土粉砂，钻探过程中保持土的原状，防止土层的垮塌造成的钻孔无法使用，由于场地土层较厚，使用套管保护的费用较高，所以推荐使用泥浆护壁的方法。在钻探过程中需要的泥浆各项指标以控制在下列范围为宜:比重1.05～1.15，泥皮厚度小于1mm，含砂量小于4%，pH 值8～9。

具体在本场地中的应用，由于场地中有良好的造浆土层，所以一般采用自造浆进行钻探，但是当遇到灰岩漏浆的现象时往往浆液不够时使用膨润土+烧碱造浆灌入钻孔内，保持孔内外压力的平衡达到保持孔壁的稳定。

3.3 对灰岩的处理措施

进入到灰岩后的溶洞，采用以下三种方法:(1)钻探用泥浆渗漏过多，无返水时，不对溶洞进行任何隔离堵漏措施，不断对孔内送人清水，持续进行钻探。这样节省了大量的时间，但是需要钻孔附近要有水源进行供给，钻探过程中清水的携带岩粉的能力比较差，有部分岩粉沉淀到孔底，钻探时应采用正循环的工艺后，岩粉对CT 管的下放影响较小。这种方法在本场地运用时，需要大量的水，所以一般选择在水塘边进行。当灌入清水造成严重塌孔时，也可以采用钻探报废的孔内插入PC管，PC 管的长度大于土层的长度，进入到钻探孔的底部，让其与水塘联通，静置一段时间后在其周边较近处进行钻探;(2)单独配置泥浆然后灌入钻孔底部，用来堵塞及填充溶洞。泥浆主要组成为膨润土+烧碱。此种方法在溶洞较小时，可以很快填满溶洞，使得钻探可以顺利进行。采用这种方法使用在漏浆一般的情况。工地开始前就需要提前准备大量的材料，注意防水防潮，提前把材料放到钻孔边上，单独开挖一个泥浆池，调制好泥浆后联通钻孔，保持孔口浆液面不低于地面，就可以防止孔壁垮塌;(3)使用水泥-水玻璃堵漏法，由于普通水泥的凝结时间较长，在现场试验中通过加入水玻璃后，使得水泥缩短了凝结时间，同时也减少了水泥的损耗。具体办法为用2%～3%的水玻璃与水泥配置的浆液通过泥浆泵直接灌入到溶洞处，钻机可以搬离去其它钻孔，待水泥凝固一定时间后再将钻机搬到原孔位进行钻探。由于需要大量的材料以及人力，采用这种方法是在溶洞裂隙发育严重的地方以及采用其他方法无法翻浆时使用。采用这种方法时需要注意的是提前准备大量的材料并将其堆放在离孔较近的位置以便降低劳动强度。水泥堆放时应注意底部防水防潮，上部防雨的工作。当钻探出现漏浆剧烈时就需要快速大量的调制，灌注时的间隔时间应小于其初凝时间，待灌满溶洞后静置24 小时后进行下一步的钻探。钻探过程中再次严重漏浆时重复上述的步奏直至钻探到位后将CT 管放入设计深度后。

3.4 CT 管下放时的措施

保证了钻孔完成以后，应及时进行CT 管下放的步奏，现场采用底部封闭的直径较大的注浆管，其直径大于CT 探头的直径10mm 左右。在CT 管下放孔内时，在CT 管内注入泥浆可以减少浮力，减少劳动强度，提高效率。下放过程需要多人配合连续高强度的进行，根据现场实际情况一般需要4 人合作进行。在进入灰岩面时候应边旋转CT 管边均匀用力下压CT 管以便顺利进入灰岩，如果多次还未能进入灰岩，CT管提出钻孔，用钻机重新扫孔，扫孔大约30 分钟左右后再进行放入工作。CT 管进入灰岩后常常不能到达钻孔底部，这时需要钻孔的深度要大于CT 实验深度1～2m，以及做好钻探过程土层的保护工作，注意孔内泥浆的变化并及时补充泥浆。

4 结论

通过无锡某场地CT 测试前的工作中所遇到的问题及解决措施得到了以下的经验:(1)以下措施在CT 法测试前对灰岩钻探中可对施工现场出现漏浆问题进行有效补救:第一对表层厚填土使用套管隔离。第二在土层钻探中注意泥浆的变化，在漏浆时及时补充，防止钻孔垮塌。第三在灰岩钻探中遇到漏浆时可以根据漏浆的严重性以及周围是否有水源以及前期钻探的废孔选择使用:清水灌入法、泥浆配置补充法、水泥-水玻璃堵漏法等;(2)对于特殊地质条件下的地层进行CT管放置时应根据实际条件及时采取措施保证CT 管得到位为下一步的工作做好工作;(3)通过在无锡深厚覆盖层灰岩的现场实际钻探工作对各层土的物理力学性质、水文地质情况及溶洞的发育规律进行的分析，可对相似地层内的CT 试验的现场工作有较好的借鉴意义和指导意义。

［1］陶建华，李粤南，福建省深孔钻探主要技术难题及其解决对策［J］.探矿工程，2012，39(Z2):32 -38.

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