所屬欄目:水力論文 發(fā)布日期:2010-12-31 09:12 熱度:
摘要:在非洲蘇丹,我們承攬了蘇丹北部、南部總計(jì)十個水利大壩的勘察任務(wù),在此大壩的勘察中,我們遇到了各種地層,經(jīng)過我們的努力研究及施工方法的改進(jìn),對一些特殊地層的采芯,做到了進(jìn)尺快、不丟芯,巖芯機(jī)械破壞小。在此就對一些特殊的地層的取芯做一下簡單的介紹。
關(guān)鍵詞:取芯,飽和砂層,礫石層,基巖
1對鉆具的了解
目前國內(nèi)主要是選用單管鉆具,但是在國際工程中,對巖芯采取率要求非常嚴(yán)格,所以一般采用雙管鉆具和三管鉆具,根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對經(jīng)濟(jì)效益的考慮,我們普遍采用雙管鉆具,即能滿足采取率的要求,又比較經(jīng)濟(jì)。
2對鉆頭的選用
首先必須明確在什么樣的地層選用怎樣的鉆頭,鉆頭主要分為鋼粒鉆頭,合金鉆頭,金剛石鉆頭.雖然鋼粒鉆頭比較經(jīng)濟(jì),但是對操作員的要求很高,對水泵供水量的控制也有很高的要求,不然取出的巖芯外徑很不規(guī)格,所以在國際工程中不提倡采用,目前在國內(nèi)也很少采用。合金鉆頭主要應(yīng)用于土層,砂層,礫石層,及全風(fēng)化的巖石層。金剛石鉆頭一般用于基巖的鉆進(jìn)。
3如何在飽和砂層中取芯
在尼羅河中鉆進(jìn),飽和砂層是最常見的一種地層,如何才能有效地的取出巖芯,不亂層?首先必須是要跟管鉆進(jìn),即取出巖芯,下套管至孔底,然后沖孔至孔底,再鉆進(jìn),再取巖芯,再下套管,如此反復(fù),難點(diǎn)就在于怎樣把飽和的砂層取出,我們先后才用過反循環(huán)鉆進(jìn),用美國生產(chǎn)的取砂器鉆進(jìn),結(jié)果都不是很理想,反循環(huán)容易發(fā)生埋鉆的事故,以及共同的缺點(diǎn)就是巖芯管內(nèi)存不住巖芯,飽和的砂層在提鉆的時候隨水就又流失了。這時我們對合金鉆頭進(jìn)行改進(jìn),解決了這一難題,就是利用旋挖鉆頭的原理,把合金鉆頭改裝成旋挖鉆頭,如圖一:這種鉆頭好處在于:①可以干鉆,不用水,也就不會發(fā)生因?yàn)樗@把砂層沖亂,②在提鉆
的時候不會因?yàn)槭秋柡蜕岸鴱你@具中流失。
使用方法:①下鉆,正常鉆進(jìn),此時刃口是成開放式,飽和砂通過刃口進(jìn)入鉆具,②鉆進(jìn)完成,提鉆,提鉆時先使鉆桿逆時針轉(zhuǎn)半圈,這樣封口就自動閉合,加上膠片的封死,飽和砂就不會流出。
注意事項(xiàng)①刃口要選用優(yōu)質(zhì)的鋼板做成,防止刃口卷刃②提鉆時不要過分逆時針旋轉(zhuǎn)鉆桿,防止鉆桿脫落。
4如何在礫石層取芯
根據(jù)礫石的大小可以選用毛鉆(合金鉆頭焊接上鋼絲束如圖二)
也可以選用金剛石鉆頭,當(dāng)?shù)[石粒徑小時,用毛鉆取芯比較可是,因?yàn)楹附由系匿摻z可以卡住礫石,防止礫石脫落,當(dāng)?shù)[石較大時可采用金剛石鉆頭。
5如何在基巖中取芯
在基巖中取芯,必然要采用金剛石鉆頭,但是基巖的風(fēng)化成度不同,硬度不同,所采用的金剛石胎體硬度也就不同。
一般情況下5-7級完整,均質(zhì)的巖層。例:頁巖、灰?guī)r、砂巖,胎體硬度一般選用HRC35º
-45º的電鍍鉆頭;7-9級中等研磨性、較完整的巖層。例:大理巖、硅質(zhì)灰?guī)r、普通花崗巖,一般選用HRC35º-40º的平底型鉆頭;9級以上中等研磨性,較完整的巖層。例:石英砂巖,宜選用HRC30º左右的金剛石電鍍鉆頭;
堅(jiān)硬、研磨性弱的巖層(俗稱“打滑”地層)。例:石英巖即從取芯情況來看手感光滑。宜選用HRC25º左右的高低鋸齒型電鍍金剛石鉆頭;
鉆進(jìn)裂隙發(fā)育,構(gòu)造復(fù)雜的破碎巖層,宜選用HRC45º胎體的金剛石鉆頭。
當(dāng)鉆進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化地層時,一定要注意用水防止風(fēng)化巖層過分被水沖刷,以至巖芯雖反水流失掉,在保證不燒鉆的情況下盡量小水量鉆進(jìn)。
為了更好的保證巖芯采取率,鉆進(jìn)應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)長負(fù)責(zé),集中精力,精心操作,注意進(jìn)尺瞬時變化情況、返水量的大小、泵壓高低。
6小結(jié)
對鉆具根據(jù)實(shí)際的工程需要,在不同地層采用不同的鉆具,進(jìn)行施工能達(dá)到十分明顯的效果。作為機(jī)械操作者及技術(shù)人員,必須加強(qiáng)這方面的經(jīng)驗(yàn)積累,才能提高工程的進(jìn)度和質(zhì)量。
文章標(biāo)題:蘇丹國水利大壩勘察中不同地層的鉆進(jìn)方法簡述
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