SLT291-2020水利水電工程鉆探規(guī)程-條文說明

1、中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水利水電工程鉆探規(guī)程SL/T xxx 20xx條文說明目次3 基本規(guī)定 4.4 準(zhǔn)備工作 5.4.1 組織策劃 5.4.2 鉆進(jìn)方法的選擇 5.4.3 設(shè)備機(jī)具的選擇與使用 5.4.4 作業(yè)準(zhǔn)備 6.5 鉆探方法與工藝 7.5.1 硬質(zhì)合金鉆進(jìn) 7.5.2 金剛石鉆進(jìn) 7.5.3 繩索取心鉆進(jìn) 8.5.4 金剛石復(fù)合片鉆進(jìn) 9.5.5 沖擊鉆進(jìn) 9.5.6 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 1.05.7 空氣潛孔錘鉆進(jìn) 1.05.8 其他鉆進(jìn)方法 1.0.6 定向鉆探與定向取心 1.2.6.1 定向鉆探 1.2.6.2 定向取心 1.3.7 水域鉆探 1.6.7.1 一般規(guī)定 1.6

2、.7.2 漂浮鉆場 1.6.7.3 架空鉆場 1.7.7.4 冰上鉆探 1.7.8 沖洗液和護(hù)壁堵漏 1.8.8.1 沖洗液 1.8.8.2 護(hù)壁堵漏 1.8.9 鉆孔取樣 2.0.9.1 土樣采取 2.0.9.2 巖心采取 2.1.9.3 巖心（樣）保護(hù) 2.29.4 水文地質(zhì)觀測與水樣采取 2.210 孔內(nèi)事故預(yù)防和處理 2.3.11 鉆探質(zhì)量與驗收 2.4.11.1 鉆探質(zhì)量 2.4.11.2 鉆探驗收 2.4.12 安全生產(chǎn) 2.5.12.1一般規(guī)定 2.5.12.2 鉆場安全規(guī)定 2.5.12.3 鉆進(jìn)過程安全規(guī)定 2.512.4 水域鉆探安全規(guī)定 2.53 基本規(guī)定鉆探口徑系列是鉆

3、探工程最基礎(chǔ)的規(guī)定， 根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 地質(zhì)巖心鉆探鉆具 （ GB/T 1690 2014）的規(guī)定，為了統(tǒng)一鉆孔公稱口徑， 結(jié)合水利水電工程鉆探實踐現(xiàn)狀，鉆孔公稱 口徑系列為 30mm 、 38mm 、 48mm 、 60mm 、 76mm 、 96mm 、 122mm 、150mm 。公稱口徑只代表理論鉆孔口徑尺寸，以便于統(tǒng)一鉆具的規(guī)格系列，實際的鉆頭、擴(kuò)孔 器外徑尺寸可根據(jù)不同的鉆進(jìn)方法和地層情況在合理范圍內(nèi)確定。鉆孔直徑應(yīng)滿足鉆探技術(shù)要求，目前各規(guī)范的要求總體一致。鉆孔深度分類的目的在于統(tǒng)一水利水電工程鉆探孔深標(biāo)準(zhǔn)，便于針對不同深度選用相 應(yīng)的設(shè)備、方法、工藝，確保鉆探質(zhì)量與效益。GB/

4、T 9151中規(guī)定，地質(zhì)巖心鉆探巖石可鉆性是巖石被碎巖工具鉆碎的難易程度，即 巖石的抗鉆性能，與巖石的強(qiáng)度、硬度、彈塑性、研磨性和結(jié)構(gòu)特征相關(guān)。測定巖石可鉆性的方法還有微鉆法、破碎比功法、切槽法等，其指標(biāo)也可作為確定巖 石可鉆性級別的參考。GB/T 9808 規(guī)定了鉆探用無縫鋼管的代號、訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量、技術(shù)要求、 試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量說明書。水文地質(zhì)試驗鉆孔應(yīng)采用清水鉆進(jìn)，孔底沉淀物厚度不應(yīng)大于10cm ，松散地層宜采用跟管鉆進(jìn)。鉆探是勘察的基本工作，多數(shù)情況下物探、原位測試、取樣試驗工作也要密切配合， 通過合理布置鉆探、物探工作，并綜合利用，可以降低成本，提高效率

5、?？碧阶鳂I(yè)單位是直接從事鉆探作業(yè)的主體。為勞動者配備必要的勞動防護(hù)用品，是國 家勞動法和職業(yè)健康安全管理體系的基本規(guī)定。注意保護(hù)和有效利用土地資源，盡量利用已有道路，減少占用耕地、農(nóng)田、林帶。終 孔后應(yīng)恢復(fù)占用的農(nóng)田、耕地和植被。保護(hù)好工作及生活的生態(tài)環(huán)境。4 準(zhǔn)備工作4.1 組織策劃4.1.1 鉆探項目組織實施前， 通過資料收集和實地踏勘工作， 摸清摸全項目各方面具體情況， 是編制項目鉆探作業(yè)計劃的前提條件。資料收集的渠道包括：互聯(lián)網(wǎng)信息、交通地圖、區(qū)域地形圖、地質(zhì)勘察技術(shù)大綱、前期 勘測地質(zhì)報告、其他與工程有關(guān)的各類資料等。實地踏勘的方式包括：現(xiàn)場探查、照像攝影、上門走訪、問詢調(diào)查、通訊聯(lián)

6、系、接觸 溝通、洽談商議、 了解詢價等。 通過踏勘所獲取的真實準(zhǔn)確情況， 是修路平鉆場、 設(shè)備搬遷、 水管架設(shè)線路、占地及農(nóng)作物賠償、供水供電、生活住宿等方面的準(zhǔn)備工作，制訂和落實具 體解決方案的依據(jù)與基礎(chǔ)。重要鉆孔主要包括：控制性鉆孔、深孔、特別復(fù)雜地層鉆孔、重要孔內(nèi)試驗內(nèi)容鉆孔 等。特殊鉆孔主要包括：新工藝新器具研發(fā)試驗鉆孔、新技術(shù)新方法推廣應(yīng)用鉆孔、特殊試 驗內(nèi)容或要求鉆孔、倒垂孔、水平孔、斜孔等。專項作業(yè)方案，是實施每個重要鉆孔及特殊鉆孔的具體方案，是保證鉆孔達(dá)到鉆探任 務(wù)書中各項重要及特殊要求的工作方法和技術(shù)措施。4.1.2 鉆探作業(yè)計劃，是整個項目鉆探技術(shù)工作和管理工作具備計劃性、

7、可行性和先進(jìn)性的 指導(dǎo)文件，是整個項目對鉆探質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本各方面保障的工作要求。4.2 鉆進(jìn)方法的選擇4.2.1 常用鉆進(jìn)方法可根據(jù)碎巖工具不同劃分，稱為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、復(fù)合片及 聚晶金剛石鉆進(jìn)；或可根據(jù)碎巖方式不同劃分，稱為沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)； 也可將上面兩種劃分法混合起來， 稱為硬質(zhì)合金回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、 金剛石回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、 硬質(zhì)合金沖擊 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等。4.3 設(shè)備機(jī)具的選擇與使用4.3.1 鉆探設(shè)備選擇與配置，還需兼顧考慮利于拆卸和搬運(yùn)、利于易損件及配件的購置和零 部件的更換維修等因素； 鉆探機(jī)具的選擇與配置， 還需兼顧考慮適應(yīng)可能采取的鉆進(jìn)方法變

8、 換需要。3 除規(guī)定的一般散裝鉆機(jī)的鉆架類型，另有整體式鉆探機(jī)組、配有桅桿式鉆架鉆機(jī)、 車裝式鉆機(jī)、 履帶式鉆機(jī)等， 屬于各種整體鉆機(jī)自帶式鉆架， 其安裝和使用要求應(yīng)按此類整 體鉆機(jī)的相關(guān)使用規(guī)定執(zhí)行。4 附屬設(shè)備包括：泥漿攪拌及處理設(shè)備、小型發(fā)電設(shè)備、擰管機(jī)、電焊機(jī)、切割機(jī)、 小型機(jī)械檢修設(shè)備、鉆探工藝所需專用設(shè)備和其他滿足鉆探特定需要的專項設(shè)備等。5 目前可供選擇的地質(zhì)鉆探取心鉆具與鉆頭種類較多， 宜優(yōu)先選擇使用技術(shù)性能可靠、 確保取心質(zhì)量滿足要求、鉆進(jìn)效率和經(jīng)濟(jì)效益好的鉆具組合。4.4 作業(yè)準(zhǔn)備4.4.1 修建鉆場應(yīng)符合下列要求：1 確定鉆場和孔位， 還需兼顧考慮盡量減小不利地形地貌自然

9、條件的影響， 盡量不占或 少占農(nóng)作物用地、不損壞或少損壞農(nóng)作物等因素。2 場地面積在滿足鉆探作業(yè)需要的前提下，需考慮盡量減少平場修筑工作量，設(shè)備布 置方式與方位宜兼顧考慮安全、便利和工作習(xí)慣。4 斜坡上采用填方修筑的鉆場，鉆架支腿或塔基位置應(yīng)選擇避開安裝在填方部位，若 確需布置在填方部位，必須采取可靠的加固措施。4.4.3 鉆探設(shè)備安裝和拆遷應(yīng)遵守下列規(guī)定：3 隨著水利水電工程鉆探設(shè)計鉆孔深度的不斷增加，優(yōu)先選擇使用輕型、中型甚至大 型鉆塔，有利于提高上下鉆和立放鉆架過程的操作安全。 鉆塔特別是大型鉆塔的安裝、 使用、 拆卸過程，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行鉆塔使用說明書的各項技術(shù)要求和安全規(guī)定。4 鉆塔配備的

10、活動工作臺的配置、安裝和使用，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)要求和安全規(guī) 定。鉆塔應(yīng)按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置和安裝避雷裝置。7 人工搬運(yùn)設(shè)備器材的道路條件應(yīng)能滿足設(shè)備器材中最大部件的順利通過。指揮人力 搬運(yùn)設(shè)備器材， 應(yīng)注意多人合力搬運(yùn)時的相互配合， 特別是起肩、 落杠、 轉(zhuǎn)彎、過坎、上坡、 下坡時人員之間的動作協(xié)調(diào)。 禁止向山下及坡下采用拋擲或滾放的方法搬運(yùn)設(shè)備器材及物資 用品。8 開鉆前的技術(shù)檢查可由鉆探機(jī)組的機(jī)長負(fù)責(zé)組織，安全檢查驗收宜由項目鉆探作業(yè) 計劃中安全管理規(guī)定所要求的相關(guān)人員負(fù)責(zé)組織。5鉆探方法與工藝5.1硬質(zhì)合金鉆進(jìn)5.1.1 巖石可鉆性分級見本規(guī)程附錄A。根據(jù)GB/T 9808-2008

11、附錄A的規(guī)定，將原規(guī)程鋼材牌號DZ 40調(diào)整為牌號ZT380。5.1.3 表、表和表參照地質(zhì)工程鉆探工藝與技術(shù)（中南大學(xué)出版社，2008）進(jìn)行修訂。在鉆進(jìn)過程中，用以衡量回轉(zhuǎn)速度的指標(biāo)有：轉(zhuǎn)速（n）、線速度（v）。兩者的關(guān)系是：n DnV（）60式中：v鉆頭切削具的線速度，m/s ;n鉆頭每分鐘轉(zhuǎn)速，r/mi n ;D鉆頭直徑，m。線速度（v）直接反應(yīng)了切削具運(yùn)動的快慢，消除了鉆頭直徑大小的因素，為一個經(jīng)驗取值。但通常表示切削具運(yùn)動快慢的指標(biāo)，仍用轉(zhuǎn)速（ n）來表示直徑一定時鉆頭旋轉(zhuǎn)的快 慢?？摄@性達(dá)到8級及以上的巖層，由于硬質(zhì)合金鉆進(jìn)效率低，同時，隨著金剛石鉆進(jìn)普 遍應(yīng)用，這類巖層均采用鉆進(jìn)

12、效率更高的金剛石鉆進(jìn)。5.1.4 采取巖心時，如果用鋼粒作卡料，鋼粒掉到孔底，會造成下回次硬質(zhì)合金鉆進(jìn)硬質(zhì)合 金塊損壞。5.2金剛石鉆進(jìn)5.2.1 金剛石鉆頭的選擇：目前金剛石鉆頭品種規(guī)格越來越多，規(guī)程中只能作原則性的規(guī)定， 選擇時還應(yīng)看廠家的說明書。金剛石鉆頭在選用時，還應(yīng)考慮金剛石的品級和濃度。金剛石品級高時強(qiáng)度高，可以 降低濃度使金剛石用量減少，可增大底刃的壓力，從而適應(yīng)堅硬巖層的鉆進(jìn)。表鑲金剛石鉆頭對胎體無太大的選擇、孕鑲金剛石鉆頭工作原理類似砂輪片的工作原理，金剛石需要保持自銳和更新，所以，選擇金剛石品級和胎體的硬度與耐磨性時要與巖層的特性相適應(yīng)。擴(kuò)孔器的選擇和使用：擴(kuò)孔器起到擴(kuò)大孔

13、徑和扶正鉆頭的作用。擴(kuò)孔器上的切削材料只要求底刃工作而不要求側(cè)刃工作，側(cè)刃只要求有高的耐磨性就可以了。保持?jǐn)U孔器的直徑即保持了鉆孔的直徑，使鉆孔在更換鉆頭后能保證鉆頭順利下到孔底。由于擴(kuò)孔器的作用， 起鉆時增大了鉆具與孔壁之間的過水?dāng)嗝?，從而可以減少抽吸力，有利于孔壁穩(wěn)定?；谏鲜隼碛?，擴(kuò)孔器應(yīng)比鉆頭直徑大 0.3mm- 0.5mm或在破碎巖層中，擴(kuò)孔器直徑可加大至 1.0mm。 一般地說，擴(kuò)孔器的壽命應(yīng)大于鉆頭壽命的3倍以上，在選擇擴(kuò)孔器時，應(yīng)當(dāng)注意到這一點。金剛石鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)主要包括鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵量和泵壓，它們既是獨(dú)立的，又是相互關(guān)聯(lián)的。操作者要統(tǒng)籌兼顧，才能達(dá)到效率高、質(zhì)量好、成本低、事

14、故少，收到最佳經(jīng)濟(jì)效 益。鉆壓和轉(zhuǎn)速的乘積與消耗功率成正比，機(jī)械輸出功率只能基本保持一個常值。在一般情況下，首先要保證鉆壓，然后再調(diào)整轉(zhuǎn)速。強(qiáng)烈振動會造成功率消耗增加，巖心質(zhì)量降低，鉆頭大量消耗，是金剛石鉆進(jìn)的大忌。調(diào)整鉆壓與轉(zhuǎn)速是消除強(qiáng)烈振動的措施之一。鉆壓與 轉(zhuǎn)速還間接與泵量和泵壓有聯(lián)系， 加大鉆壓與轉(zhuǎn)速的同時， 也應(yīng)增大泵量與泵壓。 泵量與泵 壓，如果一切外界條件不變，則增大泵量就會增大泵壓。在實際生產(chǎn)中，二者都要保持在一 定范圍，這需要調(diào)整鉆具鉆構(gòu)、鉆頭水口的數(shù)量與大小、擴(kuò)孔器形狀與規(guī)格等。鉆頭破碎巖石無論采用何種形式，都必須加一定的鉆壓。鉆壓的大小應(yīng)根據(jù)巖石的硬 度，鉆頭唇面積，金剛

15、石的粒度、品級、數(shù)量等進(jìn)行選擇。表鑲鉆頭按每粒金剛石壓力為 15N20N計算，在堅硬完整巖層，金剛石品級高、顆粒大，應(yīng)用較高鉆壓。鉆進(jìn)過程中， 隨著金剛石尖棱的磨鈍，鉆壓應(yīng)逐漸加大。孕鑲鉆頭鉆壓按單位面積鉆壓 4MP8MPa計算。 水利水電鉆探多為淺孔， 鉆進(jìn)中加大鉆壓往往使鉆機(jī)被頂起來。 為解決這種情況， 應(yīng)在鉆場 上增加重量的辦法， 比如采用鉆架壓住鉆場， 鉆桿、套管或其他重物堆放在鉆機(jī)兩側(cè)等措施。 鉆壓通過鉆機(jī)壓力表反映， 因此要隨時檢查壓力表是否完好。 鉆壓在計算時， 要考慮加入其 損失值。如鉆桿受力彎曲而在孔壁消耗的摩擦力，每百米約為500N,孔深200m后不再增加。又如沖洗液壓力對

16、孔底的反作用力使鉆壓損失約為1000N。鉆壓過小會導(dǎo)致鉆速過低、鉆頭晃動，使金剛石出刃被打光，出現(xiàn)孔壁變大、巖心變細(xì)現(xiàn)象。鉆頭的轉(zhuǎn)速與鉆進(jìn)效率有著直接的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速越高效率也越高，但是轉(zhuǎn) 速的提高又受到功率、 鉆具強(qiáng)度和振動等的限制。 鉆頭的轉(zhuǎn)速通?？梢园淬@頭的外側(cè)線速度 進(jìn)行計算，表鑲金剛石鉆頭的線速度范圍為 1.0m/s 2.0m/s ，孕鑲金剛石鉆頭的線速度范 圍為 1.5m/s 3.0m/s 。從排巖粉的觀點來看，泵量越大越好。鉆速高時，所產(chǎn)生的巖粉粗而多，為避免巖粉 的二次破碎而影響時效、質(zhì)量和成本，應(yīng)當(dāng)選用較大的沖洗液量。但在孕鑲金剛石鉆進(jìn)時， 金剛石要保持一定的自銳性，

17、這與孔底巖粉的多少有一定的聯(lián)系，孔底巖粉少自銳性就差， 所以泵量太大也是不可取的。理論研究表明，鉆頭內(nèi)外側(cè)保持約0.3MPa 的壓強(qiáng)差，可保持水口處的沖洗液流速， 并保證部分沖洗液流過金剛石刃部， 從而迅速帶走巖粉， 并潤滑和冷 卻金剛石。水口太大會使鉆頭內(nèi)外沖洗液壓強(qiáng)差減少，水口過小會影響沖洗液泵量和泵壓， 所以鉆頭水口要隨著鉆頭的磨損而修整。5.2.5 金剛石鉆進(jìn)要避免鉆具發(fā)生劇烈振動， 為改善鉆具的穩(wěn)定性， 最主要的措施是采用乳 化沖洗液，這一點已被公認(rèn)為金剛石鉆進(jìn)的成敗關(guān)鍵。金剛石鉆進(jìn)淺孔時： “禁止不停鉆倒桿” ，這是因為所謂不停鉆倒桿是在無加壓情況下 進(jìn)行的，淺孔在不停鉆倒桿時會產(chǎn)

18、生鉆具漂起而造成堵塞或脫落巖心的情況。5.2.6 所謂鉆頭打滑， 是指在堅硬而研磨性小的巖層中鉆進(jìn)時， 金剛石產(chǎn)鉆頭的刃部被打光 磨平， 金剛石不再破碎巖石和產(chǎn)生巖粉， 從而破壞了金剛石的自銳功能的情況， 此時鉆頭不 進(jìn)尺，孔內(nèi)無巖粉，也不會發(fā)生燒鉆事故。防止鉆頭打滑的措施是基于三個方面的原理制定的：增大金剛石刃部對巖石的破碎 作用力，包括增大鉆壓、提高金剛石品級、減少金剛石數(shù)量和面積等；提高金剛石的自銳 性或加以磨銳，包括改變泵量、改變胎體性能、沖洗液中加以研磨顆粒及用砂輪片磨銳等； 改變切削具破碎巖石的方式， 目前主要是采用孔底沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)， 這是充分利用巖石抗壓 強(qiáng)度高而抗沖擊強(qiáng)度低的這

19、種特性，從而保持切削具的破巖。大口徑金剛石鉆進(jìn)鉆孔口徑有426mm、529mm、630mm、720mm及850mm，因大口徑鉆孔主要是供地質(zhì)人員下孔觀測， 故推薦了 630mm 、 720mm 及 850mm 三種規(guī)格的孔徑。5.3 繩索取心鉆進(jìn)5.3.1 繩索取心金剛石鉆頭宜選用優(yōu)質(zhì)級和特級的天然金剛石作表鑲鉆頭，胎體硬度一般選 擇HRC3CHRC35 HRC4CHRC45 般適用于完整和較完整的中硬巖層；經(jīng)過挑選和加工 處理的低級品、 等外級天然金剛石， 人造金剛石或不同粒度混合金剛石料也用于作孕鑲鉆頭，胎體硬度為 HRC1Z HRC20 HRC20- HRC30 HRC3A HRC35

20、HRC4Z HRC45 > HRC45等 多種參數(shù)以適應(yīng)不同巖層，在可鉆性級別6級9級的中硬巖石中效果最好。5.3.2 繩索取心金剛石擴(kuò)孔器要與所選鉆具尺寸相匹配， 具有孔壁摩擦阻力較低和良好保徑 功能，同時要保證沖洗液過流的通暢。地礦行業(yè)常用繩索取心鉆具規(guī)格尺寸已形成系列，與冶金、煤炭等行業(yè)繩索取心鉆具 規(guī)格尺寸在鉆具結(jié)構(gòu)、螺紋尺寸等方面略有不同，不能互換使用。深孔、超深孔和復(fù)雜地層使用的繩索取心鉆桿一般采用端部加厚型鉆桿，規(guī)格尺寸有 較大不同。繩索取心鉆進(jìn)對鉆桿管材的材質(zhì)、加工精度要求較高，要符合GB/T16950 的有關(guān)規(guī)定。水電鉆探孔淺，孔深超過 500m的鉆孔很少，選擇 C系列

21、鉆桿、鉆具即能滿足水電鉆 探作業(yè)的需求，規(guī)格參數(shù)在使用時按需選擇。5.3.3 繩索取心鉆進(jìn)中內(nèi)管到位報訊十分重要， 目前是通過泵壓變化來判斷。 內(nèi)管總成在鉆桿內(nèi)由沖洗液向下壓送，當(dāng)內(nèi)管到達(dá)預(yù)定位置時，會產(chǎn)生0.7MPa 1.0MPa 的泵壓增值，操作人員加以注意就不會出現(xiàn)差錯。5.3.6 打撈器組裝完成要檢查打撈鉤周正情況。打撈器能順暢卡住內(nèi)管總成的上端，卡住撈 矛頭撈取內(nèi)管和巖心； 當(dāng)打撈器破損失效時， 要具有安全解脫功能； 當(dāng)在嚴(yán)重漏失地層或干 孔鉆進(jìn)時，打撈器要具有將內(nèi)管總成安全地送到預(yù)定孔深位置的功能。5.3.7 鉆具總成和打撈器維護(hù)內(nèi)容包括：檢查彈卡在張開狀態(tài)時，兩翼最大間距要比彈卡

22、擋 頭內(nèi)徑大 1.5mm ，以及張簧是否變形、單動軸承是否有黃油和靈活性；其他還有彈卡擋頭 撥叉、懸掛環(huán)、座環(huán)、扶正環(huán)、打撈鉤頭部、尾部彈簧等部位的檢查，總之，一旦發(fā)現(xiàn)不符 合要求的要及時更換。 表 、表 和表 參照地質(zhì)鉆探手冊 （中南大學(xué)出版社）修 訂。5.3.12 當(dāng)在繩索取心鉆進(jìn)中使用泥漿做沖洗液時， 往往在靠近孔口 24根立根處， 在鉆桿 內(nèi)壁形成一層很致密的泥皮， 其厚度由上至下逐漸變薄， 會影響正常打撈。 控制固相顆粒的 大小是防止形成泥皮的重要措施之一。5.3.13 繩索取心鉆孔壓水試驗，優(yōu)先選用不起鉆栓塞進(jìn)行單試驗段壓水，以減少起下鉆工序和提高鉆進(jìn)工效。 對于較完整基巖地層鉆孔

23、也可在鉆孔結(jié)束后， 采用雙栓塞全孔逐段進(jìn)行壓 水試驗。5.4 金剛石復(fù)合片鉆進(jìn)5.4.3 復(fù)合片在鉆頭體上出刃量大，主要靠剪切破碎巖石，金剛石復(fù)合片鉆頭可以在比孕鑲 金剛石鉆頭更低的規(guī)程參數(shù)組合下，實現(xiàn)中硬 - 部分硬巖石正常鉆進(jìn)，但金剛石復(fù)合片鉆頭 的規(guī)程參數(shù)組合中鉆壓不能低于 5.0kN ，轉(zhuǎn)速不能低于 300r/min 。5.5 沖擊鉆進(jìn)5.5.1 無閥打入鉆進(jìn)多用于無地下水地層的鉆進(jìn)，分為孔口擊入法和孔底擊入法兩種，以孔 底擊入法為好。 孔底擊入法是用鋼絲繩提動沖擊鉆鋌打擊取樣筒進(jìn)行的，其優(yōu)點是輔助時間少、裝備簡單，多用于淺孔。有閥打入鉆進(jìn)能用于地下水位以下地層、流砂質(zhì)地層中鉆進(jìn)。在粉

24、砂和軟土層中采用平底閥；在砂層中采用彈簧片閥，當(dāng)壓入或擊入取樣筒時，彈簧片張開，提起取樣筒時彈簧 片自動合攏，防止巖樣中途脫落；在容易液化的地層中鉆進(jìn)時，錘擊會引起液化，宜采用壓 入法取樣鉆進(jìn)。5.6 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)5.6.1 液動沖擊器按照作用原理分為閥式正作用液動沖擊器、閥式反作用液動沖擊器、閥式 雙作用液動沖擊器， 閥式雙作用液動沖擊器主要有壓差式、 射流式、射吸式和復(fù)合式等類型。 要綜合考慮鉆進(jìn)方法、鉆孔深度、鉆孔直徑、巖石可鉆性、破碎程度及沖洗液類型等因素選 擇沖擊器， 一般情況下， 硬質(zhì)合金沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)選擇低頻率高沖擊功的沖擊器， 金剛石沖擊 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)選擇高頻率低沖擊功的沖擊器。

25、562可鉆性級別5級7級巖層選用硬質(zhì)合金鉆頭。可鉆性級別 9級12級巖層選用金剛 石鉆頭；遇打滑巖層采用優(yōu)質(zhì)級（ AA）金剛石鉆頭，胎體硬度 HRC40并減少鉆頭底唇面 的厚度。5.7 空氣潛孔錘鉆進(jìn)5.7.2 潛孔錘鉆進(jìn)時，送入的壓縮空氣有兩個作用，其一是提供沖擊器活塞運(yùn)動的能量；其 二是攜帶巖屑、 冷卻鉆頭等。 因此供風(fēng)量多少的確定， 一方面是根據(jù)所用沖擊器性能所需耗 風(fēng)量的大?。涣硪环矫媸且ＷC鉆桿環(huán)空間的上返風(fēng)速。從潛孔錘破碎巖石原理來看，巖石主要是在沖擊動載作用下破碎的，因而潛孔錘鉆進(jìn) 效率的高低， 主要取決于沖擊功的大小和沖擊頻率的多少。 軸向壓力的作用是為了克服沖擊 器在促使活塞

26、下行時在氣缸內(nèi)所產(chǎn)生向上推舉力， 以保證沖擊功有效地傳遞給鉆頭， 進(jìn)行碎 巖。因此，其壓力的大小，主要取決于所用沖擊器在氣缸內(nèi)所產(chǎn)生的壓力大小。過大和過小 都會影響潛孔錘鉆進(jìn)的正常工作。過大則會引起鉆頭的過早磨損，球齒掉落，回轉(zhuǎn)困難；過 小將影響沖擊功的有效傳遞。氣動潛孔錘主要是以沖擊動能來破碎巖石的，回轉(zhuǎn)速度僅是為了改變硬質(zhì)合金刃破巖 位置， 所以合理的回轉(zhuǎn)速度可保證在最優(yōu)的沖擊范圍內(nèi)破碎巖石。如回轉(zhuǎn)速度低， 不僅會產(chǎn)生重復(fù)破碎， 影響效率的提高， 而且鉆頭球齒也易發(fā)生鑿入碎巖坑穴中， 造成回轉(zhuǎn)困難和鉆 頭損壞。如果回轉(zhuǎn)速度過高， 則不僅會使沖擊碎巖的作用減弱， 而且會造成鉆頭的強(qiáng)烈磨損，

27、使沖擊碎巖轉(zhuǎn)化為切削碎巖，造成效率低，鉆頭磨損嚴(yán)重?？諝鉂摽族N取心鉆進(jìn)方式有貫通式潛孔錘連續(xù)取心鉆進(jìn)和潛孔錘下部接取心鉆具鉆進(jìn) 兩種方式。目前貫通式潛孔錘連續(xù)取心鉆進(jìn)工藝更為成熟。潛孔錘取心鉆進(jìn)適用的條件為： 進(jìn)行地質(zhì)異常驗證； 對已掌握基本地質(zhì)構(gòu)造資料的老工區(qū)補(bǔ)充勘探； 在地層較穩(wěn)定的 工區(qū)與少量常規(guī)取心鉆勘探孔配合進(jìn)行勘探施工； 結(jié)合孔內(nèi)數(shù)字成像技術(shù)進(jìn)行非控制性鉆 孔勘探施工。5.8 其他鉆進(jìn)方法無泵反循環(huán)鉆進(jìn)，只用少量的沖洗液，沖洗液流動速度不大，對巖心沖蝕作用很小， 巖心采取率高，且能保持巖心原狀結(jié)構(gòu)。缺點是勞動強(qiáng)度大，鉆進(jìn)效率低。當(dāng)孔內(nèi)無水時從孔口倒水，以保持孔內(nèi)有足夠的水循環(huán)。鉆進(jìn)

28、松散無黏結(jié)性的巖層， 采用黏度和失水量小的泥漿作沖洗液， 既能實現(xiàn)孔底局部反循環(huán)， 又增加孔底周圍的穩(wěn)定性。巖石松軟，鉆進(jìn)時巖粉多，需要孔底液體反循環(huán)強(qiáng)度大，則提動鉆具高度要大些，反 之則小些。5.8.2 螺旋鉆進(jìn)適用在缺水、 無水地區(qū)和遇水縮孔的軟巖地層中進(jìn)行勘察鉆進(jìn)， 不用沖洗液， 鉆進(jìn)效率高，鉆進(jìn)所需要功率較大，孔深一般為25m50m左右，孔徑一般為 120mm300mm 范圍內(nèi)。螺旋鉆進(jìn)臨界轉(zhuǎn)速公式 （）參照鉆探工藝學(xué) （下冊）（李世忠主編） 進(jìn)行修訂。5.8.3 聲頻振動鉆進(jìn)是依靠高頻振動、回轉(zhuǎn)和加壓三種鉆進(jìn)力的疊加，特別是振動作用，來 高效破碎巖土的，因此特別適用于黏土、砂土、砂卵

29、礫石、冰磧物、碎石堆、垃圾堆積物等 破碎地層的鉆進(jìn)。由于聲頻鉆機(jī)瞬時沖擊力達(dá)5T25T,故可以完成較深孔的鉆進(jìn)。如果給鉆具加壓，聲頻鉆機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的往復(fù)間隙將被壓死，將導(dǎo)致無法正常鉆進(jìn)。 一般聲頻動力頭振動頻率在 66Hz 150Hz 之間，可通過調(diào)節(jié)相關(guān)液壓馬達(dá)的操作來實 現(xiàn)頻率的改變。鉆進(jìn)過程中，鉆具的高頻振動會引起周圍巖土顆粒砂土液化，降低了鉆具與巖土間的 摩阻，使得鉆進(jìn)過程非常容易，在含水地層，不需要沖洗液；在干燥土層，可酌情使用少量 清水或泥漿作沖洗液。由于聲頻鉆進(jìn)具有高頻振動，高速鉆進(jìn)的優(yōu)點，適合多種鉆進(jìn)工藝與用途?？刹捎幂^ 大直徑的套管（ 4吋12吋）連續(xù)鉆進(jìn)。6定向鉆探與定向取心

30、6.1 定向鉆探近年來，定向鉆進(jìn)在水電鉆探中已有一定的應(yīng)用，諸如：跨河斜孔、交叉鉆孔、跨山脊斜孔等。鉆孔定向有利用巖層自然偏斜規(guī)律而達(dá)到靶點“初級定向孔”和采用各種造斜機(jī)具和工藝措施使鉆孔軸線能沿設(shè)計的軌跡延伸的“受控定向孔”。、定向鉆孔設(shè)計主要依據(jù)鉆孔穿過與達(dá)到的目的巖層進(jìn)行。若開孔點（或分支點）已定，設(shè)計時從開孔點逐漸推移到穿過與達(dá)到的目的巖層；若開孔點（或分支點）未定，設(shè) 計時從目的巖層逐漸推移到開孔點；分支孔的設(shè)計原則是先主孔，后分支孔。水電鉆探定向鉆孔主要用于高山峽谷或激流險灘等特殊環(huán)境條件下進(jìn)行斜孔或弧形孔定向鉆進(jìn)，其鉆孔軌跡主要為垂面型定向孔。水電鉆探定向鉆孔多為淺孔，并多采用偏

31、心楔單點造斜或鉆桿驅(qū)動 連續(xù)造斜，要控制造斜強(qiáng)度。定向鉆進(jìn)造斜方法主要有偏心楔單點造斜法、鉆桿驅(qū)動連續(xù)造斜法、螺桿馬達(dá)孔底驅(qū) 動連續(xù)造斜法?？紤]到水電鉆探定向孔一般要求全孔取心定向造斜鉆進(jìn)的特點，推薦采用偏心楔單點造斜法。人工架橋材料有木塞、金屬塞、水泥塞等。造斜工具面角值可以用作圖法求解，也可 用公式計算求解。偏心楔固定分為永久固定與臨時固定兩種。通常情況下導(dǎo)斜鉆具與活動式偏心楔通過接頭盒銷釘連在一起。當(dāng)偏心楔座入導(dǎo)斜點或分支點后，剪斷銷釘，導(dǎo)斜鉆具即可下行，鉆頭的一邊沿著楔面下滑，另一邊則與孔壁緊密接觸。導(dǎo)斜鉆具組配置彈性鉆桿接頭主要是為了改善鉆具組接頭彎曲彈性變形能力，彈性鉆桿接頭結(jié)構(gòu)如

32、圖1所示。壬母欝 上己屢崔技睜煨尋 克恕恿腔姿 高樹屐=凹按盤 下衛(wèi)接圖1彈性鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)導(dǎo)斜鉆具沿偏心楔的導(dǎo)斜槽導(dǎo)出新孔后，不論采用同徑或小一級鉆具導(dǎo)斜，均要進(jìn) 行擴(kuò)孔。擴(kuò)孔方法視偏心楔固定方法而定，當(dāng)偏心楔固定在孔內(nèi)時，擴(kuò)孔鉆具所擴(kuò)孔壁，起 始擴(kuò)孔段為偏心楔導(dǎo)槽方向的孔壁，擴(kuò)孔過程中應(yīng)防止掃壞偏心楔；采用活動式偏心楔導(dǎo)斜鉆進(jìn)，擴(kuò)孔前應(yīng)先取出孔內(nèi)偏心楔，導(dǎo)斜孔擴(kuò)孔時除了要擴(kuò)大口徑修正新孔外，還要擴(kuò)掉原孔留有的臺階。定向鉆孔實際鉆孔軌跡的空間坐標(biāo)值是通過各測點的孔深、頂角、方位角經(jīng)過計算求得的。一般是將鉆孔軸線分成若干直線或曲線段，求得各測段的垂直位移和水平位移，然后再累加起來，即可得到各

33、測點相對于孔口累計的垂直位移和水平位移，該測點的絕對坐標(biāo)可根據(jù)已知的孔口坐標(biāo)求出。定向鉆孔軌跡測量計算方法主要有全角全距法、均角全距法、全角半距法、曲率半徑 法和最小曲率法等幾種，相應(yīng)的計算公式可以參照地質(zhì)鉆探手冊（中南大學(xué)出版社出版社2014.6出版），并可以利用計算機(jī)中的Excel軟件輸入公式進(jìn)行計算。6.2定向取心隨鉆定向取心是指利用專門的取心工具，從孔底取出具有方向標(biāo)記的巖心，結(jié)合取心 處鉆孔彎曲參數(shù)確定地下巖層或構(gòu)造面產(chǎn)狀的特殊取心方法。目前國內(nèi)主要有 SQD YD-56和KDS-I定向取心器。SQD定向取心器由傳遞鉆壓和扭 矩的外管系統(tǒng)以及與外管不聯(lián)動的作定向標(biāo)記裝置和提斷定向巖心

34、的內(nèi)管系統(tǒng)兩部分組成， 如圖1所示：圖1 SDQ型定向取心器示意圖1-鉆桿柱；2-異徑接頭；3-非磁外管；4-扶正器；5-彈簧；6-定向鍵；7磁球儀；8-測量儀容納管;9-定向接頭；10-軸；11-密封圈；12-軸承；13-通水接頭；14-軸承；15-調(diào)節(jié)螺母；16-定向螺釘;17-巖心管；18-外管；19-內(nèi)管短節(jié)；20-卡簧座；21-卡簧；22-鉆頭鉆壓和扭矩經(jīng)異徑接頭 2、非磁管3、通水接頭13、外管18、鉆頭短接（或擴(kuò)孔器） 等傳遞到金剛石鉆頭 22破碎巖石。內(nèi)管軸10通過推力軸承安裝在外管通水接頭13上、下方的軸承座中以保證雙管回轉(zhuǎn)時的單動性。測量儀容納管8經(jīng)定向接頭9與內(nèi)管軸10連

35、接。內(nèi)管17經(jīng)螺紋和定向螺釘16連接在軸10上。內(nèi)管下端連接帶彈性刻刀的內(nèi)管短節(jié)19,彈性刻刀突出于內(nèi)管內(nèi)壁。在巖心進(jìn)入內(nèi)管的過程中對巖心側(cè)面刻痕，作為定向標(biāo)記。內(nèi)管短節(jié)下方為卡簧座20。由于定向接頭9的定位榫、內(nèi)管軸10上的定位螺釘、內(nèi)管 17下端的 定位槽與測量儀起點線在同一母線上，因此可以測出定向標(biāo)記方向。沖洗液經(jīng)非磁管 3與測量儀容納管8之間的環(huán)隙、通水接頭 13的孔道、內(nèi)管和外管之間的環(huán)隙到達(dá)孔底，以排除 巖粉和冷卻鉆頭。適用于可鉆性4級以上完整或微裂隙的巖層。采用巖心復(fù)位測量儀測取參數(shù)時，復(fù)位實測過程按鉆孔復(fù)位、巖心復(fù)位、產(chǎn)狀測量三 個步驟順序進(jìn)行，定向巖心復(fù)位測量儀如圖2所示。巖

36、層傾向讀數(shù)圖2定向巖心復(fù)位測量儀示意圖巖心復(fù)位實測儀主要技術(shù)參數(shù)為：鉆孔復(fù)位范圍：方位角0o3600;頂角Oo90o；復(fù)位精度：土 0.5o巖心復(fù)位范圍：定向位置角（面向角）Oo3600;復(fù)位精度：土 1o層面產(chǎn)狀測量范圍：傾向Oo360o;傾角Oo90o；讀數(shù)精度：土 1o無外磁場干擾狀態(tài)下儀器總體測量誤差：傾向土 4o傾角：土 1.5o具體操作步驟為：鉆孔復(fù)位：方位環(huán)與方位游標(biāo)盤依次套裝在底座上，并在水平面內(nèi)繞底座中心軸轉(zhuǎn) 動。固定安裝在方位游標(biāo)盤上的支承架以水平軸支撐巖心卡盤（卡盤可繞水平軸在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動）。復(fù)位時，借助羅盤調(diào)節(jié)方位環(huán)，使方位環(huán)刻度與羅盤刻度在方位上完全一致，然 后根據(jù)

37、鉆孔方位轉(zhuǎn)動支承架和方位游標(biāo)盤至方位環(huán)上相應(yīng)讀數(shù)使鉆孔方位角復(fù)位；轉(zhuǎn)動卡盤至相應(yīng)垂直刻度使鉆孔頂角復(fù)位。巖心復(fù)位：用三卡瓦巖心卡盤將巖心牢固夾持在卡盤中心，并使巖心上的定向刻痕線對準(zhǔn)卡盤頂部的徑向刻線。轉(zhuǎn)動卡盤頂蓋（巖心柱隨之轉(zhuǎn)動），使巖心柱側(cè)面的定向刻痕線對準(zhǔn)卡盤套上相應(yīng)角度線，使定向角復(fù)位。巖層產(chǎn)狀測量：將產(chǎn)狀測量架套裝在復(fù)位后的巖心柱上，巖心柱上的層理面通過測量架向外延伸。測量架一端的下測板始終與測量架面及巖層層理面平行，當(dāng)上測板處于水平狀態(tài)時，上下測板間的夾角即為巖層傾角。垂直于上下測板面相交線的巖層傾角指向即為巖層傾向。該過程是通過調(diào)節(jié)上下測板定位螺釘，使上測板處于水平的。巖層傾向借

38、助羅盤讀數(shù)，巖層傾角為刻度讀數(shù)。7 水域鉆探7.1 一般規(guī)定7.1.1 增加安全防護(hù)網(wǎng)、鉆場周邊防撞設(shè)施、救生、消防設(shè)施等內(nèi)容。 增加交通船，拖船的要求。增加臨近封凍期，鉆探宜等到封凍期選擇冰上鉆探。 原規(guī)程的木船鉆場、竹木筏鉆場、索橋鉆場多年來在水利水電工程鉆探中應(yīng)用極少， 且有多種替代方案，本次修訂時予以刪除。增加專用漂浮平臺和浮箱（筒）鉆場，原規(guī)范中的油桶鉆場歸并到浮箱（筒）鉆場， 不再單列。隨著技術(shù)的進(jìn)步，一些水上平臺產(chǎn)品已能滿足水深 30m 以內(nèi)的鉆探工作需要，本次修 訂將適用水深調(diào)整為小于等于30m。鉆場類型選擇要根據(jù)不同水域、 不同工程類型、 不同作業(yè)要求， 充分了解水深、 風(fēng)浪

39、、 水流速度等情況，再按照經(jīng)濟(jì)、適用、安全的原則確定。7.1.2 流速大于 4m/s 的河床鉆探時， 對套管的定位鋼絲繩及保險繩數(shù)量進(jìn)行修正， 當(dāng)水深不 大時可根據(jù)實際考慮是否設(shè)定位繩。增加水位變幅較大時，設(shè)置伸縮套管。7.2 漂浮鉆場7.2.1 船舶的噸位選擇應(yīng)考慮水流速度，流速大則安全系數(shù)取大值，反之則取小值。工作負(fù) 荷包括船上人員、設(shè)備、材料自重、鉆機(jī)卷揚(yáng)的提升力和給進(jìn)油缸的提升力。其他形式的漂 浮鉆場載重量可參照此條確定。增加單船鉆場要求。 單船鉆場一般布置在船尾或兩側(cè)， 由于鉆進(jìn)過程中船體承載不均， 故應(yīng)選擇大噸位船舶。 同時為增強(qiáng)鉆探船的穩(wěn)定性， 用于主錨的鋼絲繩直徑需選擇大值，

40、長 度適當(dāng)加長。7.2.2 當(dāng)前水利水電鉆探中， 有勘察單位研發(fā)了采用模塊式鋼管結(jié)構(gòu)組裝的專用漂浮鉆探平 臺，此平臺結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，整體性好，可根據(jù)實際情況組裝不同大小，可實現(xiàn)多機(jī)作 業(yè)， 特別適用于孔距小、 鉆孔密集的情況。 專用漂浮鉆探平臺是專為水利水電水上鉆探工作 設(shè)計，并具有較優(yōu)越的性能，本次修訂列入漂浮鉆場類型。7.2.3 近年浮箱、浮筒已廣泛應(yīng)用，成型產(chǎn)品豐富，質(zhì)量可靠，可用于組裝漂浮鉆場。浮箱 （筒） 鉆場包括浮箱鉆場和浮筒鉆場， 由單體浮箱或浮筒組合形成， 現(xiàn)市場上單體浮箱或浮筒 均具有聯(lián)接部件，組裝方便。但要根據(jù)鉆場實際需要進(jìn)行安全加固。油桶作用等同浮筒，但 組裝部件需另

41、外配備， 應(yīng)特別注意鉆場組裝質(zhì)量和整體性要求， 本次修訂將其歸并于浮箱 （筒） 鉆場。7.2.4 本次修訂對主錨鋼絲繩直徑、 長度和錨重進(jìn)行了重新規(guī)定。 一般鋼絲繩的直徑、 長度 及主錨重量的選擇， 與所處水域的水深、 流速和氣候等情況關(guān)系較大。 如根據(jù)長江水域開展水上鉆探經(jīng)驗，鉆探船一般采用 200t400t ,使用主錨鋼絲繩直徑：22mm- 30mm長度150m- 300m,主錨重量1000kg左右，采用 5t絞車起拋錨。7.3 架空鉆場7.3.1 桁架鉆場既能用于陸地， 也能用于淺水水域， 機(jī)動性和適應(yīng)性比較好， 在水上構(gòu)筑時， 立柱下端應(yīng)增大面積， 以防沉降。 桁架也適用于構(gòu)筑鉆場與岸

42、坡相連的橋梁。 鉆場宜高出水 面約 1.5m。7.3.2 本條主要是安全角度出發(fā)， 對自升式鉆探平臺的安裝、檢查、定位、升降等作出了規(guī) 定。在流速和深度較大水域進(jìn)行鉆孔準(zhǔn)確定位時，平臺定位和起升平臺需要錨繩配合進(jìn)行， 但要注意在起升平臺時要隨著起升逐漸放松錨繩， 直到平臺升到預(yù)定位置后， 錨繩處于松馳 狀態(tài)。7.4 冰上鉆探7.4.1 此條只適用于非車裝鉆機(jī)施工，車裝鉆機(jī)施工應(yīng)進(jìn)行一些調(diào)查研究確定冰層厚度和施 工期。7.4.2 冰上鉆探在接近解凍期最為危險，應(yīng)事先注意冰層發(fā)生碎裂的可能，防止發(fā)生事故。 封凍期和解凍期是較寬泛的概念， 可根據(jù)歷年水文資料和當(dāng)?shù)厝罕娊?jīng)驗來確定， 實際操作中 應(yīng)靈活

43、掌握，以安全為第一標(biāo)準(zhǔn)。7.4.3 本條中的交通線路指冰上的交通線路，包括了鉆探工作和非鉆探工作用車交通線路。 鉆探器材應(yīng)在警示區(qū)域外安全位置裝卸。8 沖洗液和護(hù)壁堵漏8.1 沖洗液8.1.1 鉆孔沖洗液除冷卻和潤滑鉆頭、帶走巖粉外，還起到保護(hù)孔壁和巖心等作用。合理使 用沖洗液，不僅能保證鉆探質(zhì)量和進(jìn)度，同時還應(yīng)滿足環(huán)保要求，防止因沖洗液（主要是化 學(xué)漿液）對環(huán)境造成污染。沖洗液按其組成和性能特點， 可分為以下 7 類：清水、泥漿、乳化液、 無固相沖洗液、 鹽溶液和飽和鹽水、空氣、氣液混合物。8.1.2 泥漿配制中一般采用黏土或黏土粉作為造漿基本材料。用黏土配制泥漿時，先用水將其浸泡1h24h

44、，使黏土顆粒充分水化，以提高分散度和造漿率，同時也有利于保持泥漿性 能的穩(wěn)定。對鈣質(zhì)膨潤土，在使用前可加入適量的純堿進(jìn)行預(yù)水化處理。8.1.4 用選擇性絮凝劑處理，保留泥漿中優(yōu)質(zhì)黏土、清除劣質(zhì)土及鉆屑，保持泥漿低固相及 剪切稀釋性能，固相含量小于 5%，該類泥漿稱為不分散低固相泥漿，在鉆探上應(yīng)用廣泛。8.1.5 聚丙烯酰胺在鉆探上使用比較廣泛，根據(jù)不同分子量、不同水解度及不同加量，在沖 洗液中作用不同，可作為增粘劑、降失水劑、穩(wěn)定劑、絮凝劑使用。用于增粘劑的聚丙烯酰胺，分子量小于1.0 X 16、水解度60%以上；用于絮凝劑的聚丙烯酰胺，分子量小于（ 2.5 5.0） X 10水解度10%以上

45、；用于降失水劑的聚丙烯酰胺， 分子量小于1.0 X 10水解度60% 以上，加量 300ppm 500ppm 。植物膠主要是 SM植物膠，加量一般為 1%2%;不同地層SM植物膠采用不同加量； 加量越大，其粘度越高，護(hù)壁護(hù)心效果越好，只是成本增高；實踐中在極松散的覆蓋層中加 量達(dá) 4%及以上， 故本次修訂規(guī)定其上限為 4%。近年來隨著各單位研究與開發(fā)，天然植物膠種類亦在增多，比較成熟的有：SM植物膠、KL植物膠、PW植物膠、ST植物膠，統(tǒng)稱為植物膠；不同種類的植物膠其使用環(huán)境及要求不同，使用時需按相應(yīng)的說明書操作。8.1.7 繩索取心鉆進(jìn)用沖洗液主要控制沖洗液的固相含量及粘度，目的是防止在高速

46、回轉(zhuǎn)中在外管內(nèi)壁形成污垢，影響內(nèi)管打撈。一般控制固相顆粒大小在15艸20叩 及沖洗液密度在 1 . 02g/cm 3 1 . 05g/cm 3范圍內(nèi)。8.1.8 空氣泡沫是由水、 壓縮空氣、 發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑及其他化學(xué)劑混合而成的氣液混合物 （相）。壓縮空氣可以是空氣、氮?dú)狻⒍趸嫉?。發(fā)泡劑應(yīng)選用活性物含量較高、發(fā)泡能力強(qiáng)、穩(wěn) 定性好、成本低、流動性及潤滑性好的發(fā)泡劑。常用的發(fā)泡劑有：ADF-1、 DF-1、 GDF-813、十二烷基苯磺酸鈉 （ ABS）、 KZ123 等； 在鈣及鹽浸蝕地層應(yīng)選擇非離子型發(fā)泡劑， 如 OP-7、 OP-10 等，其加入量一般為溶液體積的0.3%0.5%。穩(wěn)泡

47、劑多采用高分子化合物，如鈉-羧甲基纖維素（Na-CMC）、聚丙烯腈（HPAN）和聚丙烯酰胺（PHP）等，其加入濃度一般為溶 液體積的 0.20%0.75%。8.2 護(hù)壁堵漏8.2.1 套管護(hù)壁堵漏的方法在水利水電工程鉆探中應(yīng)用普遍，覆蓋層鉆探中主要采用套管護(hù)壁堵漏方法， 其次是泥漿或優(yōu)質(zhì)無固相沖洗液， 水泥或黏土水泥漿主要用于基巖破碎帶、 斷 層帶及溶洞護(hù)壁堵漏。8.2.2 根據(jù)地層條件，選擇使用下管或跟管方式。下管常常使用薄壁套管，套管外徑小于鉆 孔公稱口徑 2mm 以上。跟管方式對套管的材質(zhì)及厚度有一定要求，通常用厚壁套管，套管 外徑與鉆孔直徑同大小或略大于孔徑。常用套管與鉆孔公稱口徑匹配

48、關(guān)系如表822 :表常用套管與鉆孔公稱口徑匹配表單位：mm規(guī)格代號NHPS公稱口徑7696122150套管規(guī)格7391114140使用套管護(hù)壁時，套管管腳要進(jìn)行止水并固定，絲扣連接要牢固。8.2.3 抑制性泥漿性能根據(jù)水敏性地層的不同特點而定。遇水膨脹地層采用含鉀離子的處理劑；遇水崩解地層采用涂抹低軟化點的瀝青類、成膜樹脂類、高分子聚合物處理劑；糜棱巖、蝕變凝灰?guī)r、高嶺石化類巖層、絹云母化類巖層遇水有不同程度的分散與剝落，采用含高分子聚合物（0.1%0.5%）的低固相沖洗液或具有一定移植性的粗分散泥漿。8.2.5 水泥漿液的灌注，應(yīng)注意保持水灰比的穩(wěn)定，灌漿管出口應(yīng)下至離孔底 20cm的位置，

49、 以保證水泥漿封孔的效果。鉆孔護(hù)壁堵漏常用的化學(xué)漿液有脲醛樹脂漿液、水玻璃漿液、聚丙烯酰胺漿液，以及 它們的混合漿液。雖然化學(xué)漿液有流動性好、固結(jié)快等優(yōu)點，但也存在價格較貴、有毒、易燃等缺點，在使用上受到了限制。采用專門設(shè)計的雙液灌注工具是為保證灌注雙液的同步性，即自始至終需保持脲醛樹脂漿液和酸液的容量比不變。9 鉆孔取樣9.1 土樣采取9.1.1 i級原狀土試樣主要供物理力學(xué)性能試驗；n級原狀土試樣僅供物理性能試驗。9.1.3 土樣采取應(yīng)符合下列規(guī)定：1 下設(shè)套管對土層的擾動和取樣質(zhì)量的影響， Hvorslev 的研究結(jié)論是：一般情況下，管 靴以下 3 倍管徑范圍內(nèi)的土層會受到嚴(yán)重擾動，在這

50、一范圍內(nèi)不能采取原狀土樣。 在實際工作中， 經(jīng)常發(fā)生套管下部因水頭控制不當(dāng)而引起孔底管涌現(xiàn)象，土層重復(fù)擾動的范圍和程度更大、更嚴(yán)重，故在飽和軟粘性土、粉細(xì)砂層中取樣鉆進(jìn)時，盡量避免使用套管固壁。5 原裝取砂器又分為貫入式和回轉(zhuǎn)式， 貫入式取砂器內(nèi)襯環(huán)刀又叫內(nèi)環(huán)刀取砂器； 回轉(zhuǎn) 式取砂器多內(nèi)襯環(huán)刀，有的加內(nèi)襯管，又叫雙管單動取砂器。 采用內(nèi)襯環(huán)刀較易取得i級砂土試樣。9.1.4 取土器的貫入是取樣操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按照國際通行標(biāo)準(zhǔn)，貫入時要做到三點：快速 （不小于 0 . 1 m/s ）、連續(xù)、靜壓；目前主要的難度在于鉆探設(shè)備靜壓能力、給進(jìn)機(jī)構(gòu)行程和 給進(jìn)速率等不能滿足要求。如果土質(zhì)較硬、靜壓貫入

51、困難時，通常采用回轉(zhuǎn)式取土器。也不 完全禁止使用錘擊法，但應(yīng)盡可能做到重錘一擊。活塞桿的固定方式一般采用花籃螺絲與鉆塔相連并收緊，以限制活塞桿與活塞系統(tǒng)在 取樣時向下移動。固定的前提是鉆塔穩(wěn)固、受力不發(fā)生撓曲、地基不下沉。在水上鉆探取樣 時，采用牢固的水上平臺，使鉆探設(shè)備不受波浪的影響。為減少掉土的可能，通常采用回轉(zhuǎn)和靜置兩種方法。回轉(zhuǎn)的作用是扭斷土樣，靜置的 目的是增加土樣與容器壁間的摩擦力， 以便提升時拉斷土樣。 這兩種方法在國外標(biāo)準(zhǔn)中是允 許使用的，國內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗習(xí)慣選用。9.1.5 回轉(zhuǎn)取土器最忌鉆具抖動或偏心搖晃，既破壞孔壁又?jǐn)_動土樣，因此保證鉆進(jìn)平穩(wěn)是關(guān)鍵。 保證鉆進(jìn)平穩(wěn)主要措施是鉆

52、機(jī)安裝要牢固、 鉆具質(zhì)量要加大、 鉆桿要具有良好的平直 度和同軸度并接加重桿。使用泥漿作沖洗液，鉆進(jìn)時起到護(hù)壁、冷卻鉆頭、攜帶巖屑的作用。在泥漿中加入化 學(xué)添加劑形成化學(xué)泥漿， 改進(jìn)了泥漿性能， 該方法在石油鉆探中已廣泛應(yīng)用。 在水電鉆探中 普遍采用植物膠配制無固相沖洗液或低固相沖洗液。 植物膠作為沖洗液材料， 既能配置成無 固相沖洗液， 又能作為增粘、 降失水及提高潤滑減阻作用的沖洗液處理劑， 還能配置成低固 相沖洗液， 既適用于不同的復(fù)雜地層， 又在心樣外形成保護(hù)膜， 能采取到松散砂土的原狀樣。在軟硬變化頻繁的地層中采用自動調(diào)節(jié)功能的單動二重管、單動三重管取土器，可提 高鉆進(jìn)效率，但要避免

53、頻繁更換管靴。無泵反循環(huán)鉆進(jìn)（小循環(huán)鉆進(jìn)） ：鉆進(jìn)時停泵，間歇性地小幅度提動鉆具，形成小規(guī)模 的循環(huán)流， 帶走切削面上的土屑； 由于沒有沖洗液的沖蝕， 故能在單管中有效保持土心完整。 用此法能夠連續(xù)取心， 包括砂層的全層厚取心， 不少單位就在這種土心中截取原狀土樣。 在 一定條件下，此法能采取n級原狀土樣。9.1.6 采用活套閉水接頭單管鉆具鉆進(jìn)取心等方法， 孔壁不收縮， 能夠提高取心及試樣質(zhì)量。9.1.7 濕陷性黃土的特性是在沖洗液作用下土的含水量會發(fā)生變化，孔壁嚴(yán)重坍塌，土質(zhì)原 狀結(jié)構(gòu)被破壞， 無法評價其濕陷性。 因此鉆進(jìn)中嚴(yán)禁向孔內(nèi)注水。 采用黃土薄壁取土器可以 基本滿足不擾動樣的要求（

54、黃土不擾動樣以探井取樣為佳） 。濕陷性黃土宜使用帶內(nèi)襯的黃 土薄壁取土器。9.1.8 凍土鉆探主要是防止因鉆探生熱造成凍土層融化，破壞凍土層結(jié)構(gòu)。采取保持天然凍 結(jié)狀態(tài)土樣主要取決于鉆進(jìn)方法、 取樣方法和取土工具。 必須保證孔底待取土樣不受鉆進(jìn)方 法產(chǎn)生的熱影響， 要求取樣前應(yīng)使孔底恢復(fù)到天然溫度狀態(tài)， 在接近取樣深度嚴(yán)格控制回次 進(jìn)尺， 以保證取出的土樣保持天然凍結(jié)狀態(tài)。 取出的凍結(jié)土樣應(yīng)及時裝入具有保溫性能的容 器或?qū)ｉT的冷藏車內(nèi)，土樣如不能及時送驗，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試驗。砂層在鉆探過程中易發(fā)生塌孔、埋鉆等情況。地下水位以上干鉆時，可根據(jù)不同情況 采取跟管鉆進(jìn)的方法。 飽和砂層采用泥漿護(hù)壁配合

55、活套閉水接頭單管泥漿循環(huán)鉆進(jìn)和灌漿無 泵反循環(huán)進(jìn)，可以平衡孔內(nèi)砂層壓力，抑制孔壁坍塌。9.2 巖心采取9.2.2 提高取心質(zhì)量應(yīng)根據(jù)巖石物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點等，合理選擇鉆進(jìn)方法、取心 工具、鉆進(jìn)工藝及技術(shù)參數(shù)，并應(yīng)遵守下列規(guī)定：1 卡簧內(nèi)徑不易準(zhǔn)確量測， 常常采用“將卡簧套在相應(yīng)直徑的巖心上， 能輕輕推動即可” 的試驗方法。2 采用的沖洗液潤滑性能優(yōu)良，巖心管內(nèi)壁光滑、鉛直，是為了減少沖洗液對巖心的沖 涮，降低巖心進(jìn)入內(nèi)管的阻力。4 回次進(jìn)尺超過巖心管長度 90% 時，將嚴(yán)重影響巖心品質(zhì)。為了確保巖心采取率和巖 心品質(zhì)， 對于巖心采取困難的孔段和特殊要求的孔段，要控制回次進(jìn)尺， 減少巖心

56、在內(nèi)管中的時間。5 出現(xiàn)糊鉆或巖心堵塞時，常常導(dǎo)致憋泵。這種情況下易致該孔段巖心不能采取或影 響巖心品質(zhì)。6 易風(fēng)化變質(zhì)、不易保管的特殊地層巖心，如不及時鑒定，難以獲得真實、準(zhǔn)確的地 質(zhì)資料。9.2.3 為了提高破碎地層取心質(zhì)量，實踐中常用措施有：1 使用單動雙管鉆具，保護(hù)巖心。2 增大取心直徑，提高巖心的強(qiáng)度和抗沖蝕的能力。3 提高卡取巖心的可靠度，防止中途脫落。4 采用局部反循環(huán)鉆進(jìn)， 使孔內(nèi)局部形成負(fù)壓， 為巖心進(jìn)入巖心管提供有利條件； 同時， 能夠使巖心呈懸浮狀態(tài)，防止巖心在管內(nèi)二次破碎。9.2.4 巖心間對磨直接影響軟弱夾層取心質(zhì)量，減少巖心對磨常常采取以下措施：1 提高巖心抗扭斷強(qiáng)度的措施： 增大巖心直徑； 改變夾層相對巖心的視傾角， 使緩傾角變成大于30°的較大傾角；采用套鉆，即先一個小孔插筋灌漿，人為提高巖心的抗扭 強(qiáng)度，然后套取巖心。2 提高鉆具單動性能的措施： 采用短鉆具， 短鉆具的單動性能和同軸度相對較好， 抗 彎強(qiáng)度也較高； 內(nèi)管與鉆頭之間加扶正環(huán)， 使內(nèi)管不晃動； 每次起鉆后對軸承部位清洗 加油。3 防止巖心堵塞的措施： 內(nèi)管磨光、 涂油，減少巖心進(jìn)入阻力； 設(shè)置堵塞報警裝置， 內(nèi)管受力超過規(guī)定值時即報警、起鉆；增大立軸行程，實行不倒桿鉆進(jìn)，由于倒桿時往往 容易活動鉆具（淺孔時）造成巖心堵塞。4提高鉆具穩(wěn)定性